PL245074B1 - Wiązar dachowy - Google Patents

Abstract

Wiązar dachowy stosowany w budownictwie, zwłaszcza do wykonania dachów i stropodachów, posiadający zwiększoną odporność ogniową jest w kształcie płaskiej kratownicy z konstrukcyjnych belek (2) drewnianych w postaci zewnętrznych pasów stanowiących boki kratownicy i wewnętrznych krzyżulców. Konstrukcyjne belki (2) w węzłach kratownicy są połączone trwale łącznikami, a co najmniej jedna konstrukcyjna belka (2) wchodząca w skład co najmniej jednego zewnętrznego pasa wiązara dachowego ma co najmniej na swym zewnętrznym boku (7), przewidzianym na zewnętrzną stronę zewnętrznego pasa, wzdłużny element wzmacniający (8) trwale osadzony na tym zewnętrznym boku (7) konstrukcyjnej belki (2). Element wzmacniający (8) jest w postaci taśmy, osadzonej we wzdłużnym rowku (9), który ma szerokość nie mniejszą niż szerokość taśmy i głębokość nie mniejszą niż grubość tej taśmy. Wiązar dachowy posiada nakładkę (10), którą jest zakryty szczelnie element wzmacniający (8) we wzdłużnym rowku (9) wzdłuż jego długości w konstrukcyjnej belce (2). Nakładka (10) jest w postaci płaskiej belki dociśniętej do zewnętrznego boku (7) konstrukcyjnej belki (2) po obu stronach jej wzdłużnego rowka (9). Ponadto nakładka (10) ma szerokość większą od szerokości wzdłużnego rowka (9) konstrukcyjnej belki (2) i jest w postaci belki drewnianej o szerokości dopasowanej do szerokości zewnętrznego boku (7) konstrukcyjnej belki (2) z elementem wzmacniającym (8).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wiązar dachowy stosowany w budownictwie, zwłaszcza do wykonania dachów i stropodachów oraz posiadający zwiększoną odporność ogniową.

Podstawową funkcją przekrycia dachu jest zabezpieczenie budynku przed wpływami atmosferycznymi. Nie należy jednak zapominać o innej ważnej funkcji, jaką jest zapewnienie ochrony przeciwpożarowej budynku. Zdolność dachu do spełnienia w ustalonym czasie wymagań co do stateczności, szczelności oraz izolacyjności ogniowej określa się mianem odporności ogniowej.

Dachy składają się z dwóch części: konstrukcji nośnej oraz warstw osłaniających budynek przed wpływami atmosferycznymi. Konstrukcja nośna dachu najczęściej wykonywana jest z belek drewnianych, elementów stalowych lub żelbetonowych oraz drewna klejonego. Bez względu na to, jaki materiał zostanie wybrany na konstrukcję nośną dachu, musi on spełniać wymagania określone przez przepisy bezpieczeństwa pożarowego budynku. Wymagania te wynikają z obowiązujących przepisów techniczno-budowlanych, zawartych w rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 roku w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. W rozporządzeniu określono klasy odporności pożarowej budynków.

Zgodnie z rozporządzeniem budynek oraz urządzenia z nim związane powinny zapewnić w razie pożaru: nośność konstrukcji, ograniczenie rozprzestrzeniania się ognia, dymu i pożaru na sąsiednie budynki oraz możliwość ewakuacji ludzi w przypadku wystąpienia zagrożenia. Wszystkie elementy budynku, w tym konstrukcja nośna dachu i jego przekrycie powinny spełniać wymagania dla danej klasy odporności pożarowej budynku (tabela 1). Jeżeli przewiduje się montaż elementów instalacji lub sufitu podwieszanego do przekrycia dachowego to powinno ono spełniać także kryterium nośności ogniowej.

Tabela 1

Klasa odporności pożarowej budynku	Klasa odporności ogniowej elementów budynku
Konstrukcja dachu	Przekrycie dachu
A	R30	E30
B	R30	E30
C	R15	E15
D	[-]	[-]
E	[-]	[-]

R - nośność ogniowa [w minutach]

E - szczelność ogniowa [w minutach] j-] - nie stawia się wymagań

Jak wynika z danych zawartych w tabeli 1, budynki posiadające klasę odporności pożarowej A lub B powinny posiadać konstrukcję nośną dachu o przynajmniej 30-minutowej nośności ogniowej, a przekrycie dachu w tych budynkach powinno posiadać przynajmniej 30-minutową szczelność ogniową. Nie stawia się wymagań dotyczących nośności ogniowej konstrukcji dachowych i szczelności ogniowej przekryć dachowych w budynkach o klasie odporności pożarowej D lub E.

Znany jest wiązar dachowy w kształcie kratownicy płaskiej z belek wykonanych z litego drewna o grubości tarcicy 25-70 mm produkowany w rozpiętościach do 30 m. Wiązar dachowy składa się z zewnętrznego pasa w postaci pasa dolnego, do którego można przymocować elementy wykończeniowe oraz pasów górnych, na których układa się podłoże pod przykrycie dachowe i z krzyżaków poziomych, pionowych i ukośnych łączących pasy górne z dolnym, a końce belek, stanowiące węzły kratownicy, połączone są łącznikami w postaci płytek kolczastych, płytek z otworami na gwoździe lub łączników drewnianych. Płytki kolczaste oraz płytki z gwoździami są wciskane w boki belek na prasce. Kolejnym etapem jest zamontowanie wiązarów dachowych na obiekcie budowlanym. Wiązary dachowe drewniane, wykonywane z litego drewna i łączone płytkami kolczastymi ze względu na małą grubość tarcicy do 70 mm i przy dużych gabarytach o rozpiętości do 30 m są mało stabilne w kierunku poprzecznym, zwłaszcza przy podnoszeniu i montażu ich na obiekcie budowlanym.

Znany jest powszechnie z praktyki budowlanej, na przykład domów jednorodzinnych, wiązar dachowy w kształcie płaskiej kratownicy z drewnianych belek w postaci zewnętrznych pasów stanowiących boki kratownicy i wewnętrznych krzyżulców, przy czym belki w węzłach kratownicy są połączone trwale łącznikami.

Znany jest także powszechnie sposób wytwarzania wiązara dachowego, polegający na wykonaniu projektu technicznego na komputerze, zawierającego kształty i wymiary poszczególnych belek kratownicy wiązara dachowego, następnie wycięciu z tarcicy belek o zadanych kształtach i wymiarach, wynikających z tego projektu i na koniec montażu wiązara dachowego z poszczególnych belek poprzez trwałe ich połączenie mechaniczne łącznikami w węzłach kratownicy z wykorzystaniem praski.

Znany jest z publikacji opisu wynalazku USA nr US 2012011805A1 wiązar dachowy składający się z pasów i krzyżulców połączonych w węzłach łącznikami, którego pasy stanowiące belki zewnętrzne mają na swym zewnętrznym boku osadzony trwale wzdłużny element wzmacniający.

Z kolei z publikacji opisu patentu USA nr US 6167675B1 znany jest system wzmacniania drewnianych belek wzdłużnym wzmocnieniem stalowym. Z tego znanego rozwiązania wynika, że wzdłużne wzmocnienie można wykonać na belce z wykorzystaniem praski po wycięciu z tarcicy belek o zadanych kształtach i wymiarach, a jednocześnie przed montażem tej belki w docelowej konstrukcji.

Z publikacji polskiego opisu patentowego nr PL 228737 B1 znany jest wiązar dachowy w kształcie płaskiej kratownicy z belek drewnianych w postaci zewnętrznych pasów stanowiących boki kratownicy i wewnętrznych krzyżulców, przy czym belki w węzłach kratownicy są połączone trwale łącznikami, a co najmniej belki wchodzące w skład zewnętrznych pasów wiązara dachowego mają co najmniej na swym zewnętrznym boku, przewidzianym na zewnętrzną stronę zewnętrznych pasów, wzdłużny element wzmacniający trwale osadzony na tym zewnętrznym boku belki. W tym znanym rozwiązaniu element wzmacniający belki wiązara dachowego jest w postaci taśmy, korzystnie metalowej, osadzonej we wzdłużnym rowku na zewnętrznym boku belki, przy czym wzdłużny rowek belki wiązara dachowego ma szerokość nie mniejszą niż szerokość taśmy elementu wzmacniającego i głębokość nie mniejszą niż grubość tej taśmy, przez co uzyskuje się zwiększenie sztywności konstrukcji kratownicy. Ze względów montażowych i dla zwiększenia sztywności konstrukcji kratownicy wiązara dachowego taśma elementu wzmacniającego belki wiązara dachowego jest w postaci taśmy perforowanej, przy czym taśma ta ma w przekroju poprzecznym kształt płaskownika albo kątownika, albo ceownika, albo teownika. Dla uzyskania korzyści montażowych i trwałości wiązara dachowego trwałe zamocowanie elementu wzmacniającego do belki wiązara dachowego jest za pomocą gwoździ i/lub wkrętów, i/lub zszywek, i/lub kleju, zaś element wzmacniający belki wiązara dachowego jest zabezpieczony antykorozyjnie. Łączniki, którymi są połączone belki wiązara dachowego w węzłach kratownicy, są w postaci płytek kolczastych wciśniętych w boki belek i/lub płytek z otworami przelotowymi zamocowanych do belek gwoździami, i/lub łączników drewnianych.

Wiązar dachowy w kształcie płaskiej kratownicy z konstrukcyjnych belek drewnianych w postaci zewnętrznych pasów stanowiących boki kratownicy i wewnętrznych krzyżulców, przy czym konstrukcyjne belki w węzłach kratownicy są połączone trwale łącznikami, a co najm niej jedna konstrukcyjna belka wchodząca w skład co najmniej zewnętrznego pasa wiązara dachowego ma co najmniej na swym zewnętrznym boku, przewidzianym na zewnętrzną stronę zewnętrznego pasa, wzdłużny element wzmacniający trwale osadzony na tym zewnętrznym boku konstrukcyjnej belki, a ponadto element wzmacniający konstrukcyjnej belki wiązara dachowego jest w postaci taśmy, osadzonej we wzdłużnym rowku na zewnętrznym boku konstrukcyjnej belki, przy czym wzdłużny rowek konstrukcyjnej belki wiązara dachowego ma szerokość nie mniejszą niż szerokość taśmy elementu wzmacniającego i głębokość nie mniejszą niż grubość tej taśmy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że posiada nakładkę, którą jest zakryty szczelnie element wzmacniający we wzdłużnym rowku wzdłuż jego długości w konstrukcyjnej belce, przy czym nakładka jest w postaci płaskiej belki drewnianej dociśniętej do zewnętrznego boku konstrukcyjnej belki po obu stronach jej wzdłużnego rowka z elementem wzmacniającym dla zwiększenia odporności ogniowej i trwałości tego elementu wzmacniającego.

Korzystnie, dla dalszego zwiększenia odporności ogniowej wiązara dachowego jego nakładka ma szerokość większą od szerokości wzdłużnego rowka z elementem wzmacniającym konstrukcyjnej belki, przy czym nakładka ma szerokość równą szerokości zewnętrznego boku konstrukcyjnej belki z elementem wzmacniającym.

Dalsze korzyści w postaci ułatwień montażowych wiązara dachowego i zwiększenia sztywności konstrukcji kratownicy wiązara dachowego uzyskuje się, jeśli taśma elementu wzmacniającego konstrukcyjnej belki wiązara dachowego jest w postaci taśmy perforowanej, przy czym taśma ta ma w przekroju poprzecznym kształt płaskownika albo kątownika, albo ceownika, albo teownika, zaś trwałe zamocowanie elementu wzmacniającego do konstrukcyjnej belki wiązara dachowego jest za pomocą gwoździ i/lub wkrętów, i/lub zszywek, i/lub kleju, a ponadto element wzmacniający konstrukcyjnej belki wiązara dachowego jest zabezpieczony powłoką antykorozyjną, korzystnie farbą antykorozyjną, przy czym łączniki, którymi są połączone konstrukcyjne belki wiązara dachowego w węzłach kratownicy, są w postaci płytek kolczastych wciśniętych w boki konstrukcyjnych belek i/lub płytek z otworami przelotowymi zamocowanych do konstrukcyjnych belek gwoździami i/lub w postaci łączników drewnianych.

Dzięki wynalazkowi opracowano trwały wiązar dachowy o zwiększonej odporności ogniowej do 32 minut, co zostało potwierdzone badaniami ogniowymi według obowiązujących norm dla wiązara według wynalazku w piecu, poddanego obciążeniom jak w konstrukcji wiązara w budynku docelowym. Ten wiązar dachowy jest stabilny przy działaniu sił bocznych, nie ulega bocznym wygięciem. Przy wytwarzaniu i montażu na dachu budynku wiązara dachowego według wynalazku uzyskuje się ograniczenie niszczenia tarcicy i płytek kolczastych stosowanych w połączeniach węzłów wiązara dachowego. Zastosowanie elementu wzmacniającego powoduje usztywnienie zewnętrznych pasów, w postaci pasów górnych i pasa dolnego w wiązarze dachowym, co skutkuje możliwością bezpiecznego transportu wiązara dachowego na miejsce budowy oraz możliwością bezpiecznego podnoszenia na dach budynku, jak również zapewnia bezpieczeństwo montażystom na obiekcie budowlanym.

Przedmiot wynalazku jest bliżej wyjaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wiązar dachowy według wynalazku w widoku z boku, zaś fig. 2 - konstrukcyjną belkę z nakładką tego samego wiązara dachowego w przekroju.

Wiązar dachowy 1, według wynalazku w przykładzie wykonania, jest przewidziany do stosowania w budownictwie, do wykonania dachów i stropodachów, posiada zwiększoną odporność ogniową oraz jest w kształcie płaskiej kratownicy z drewnianych konstrukcyjnych belek 2 w postaci zewnętrznych pasów 3 stanowiących boki kratownicy i wewnętrznych krzyżulców 4. Konstrukcyjne belki 2 w węzłach 5 kratownicy są połączone trwale łącznikami 6. Konstrukcyjne belki 2 wchodzące w skład dolnego zewnętrznego pasa 3, który jest wsparty bezpośrednio na podporach wiązara dachowego 1, mają na swym zewnętrznym boku 7, przewidzianym na zewnętrzną stronę zewnętrznych pasów 3, wzdłużny element wzmacniający 8 trwale osadzony na tym zewnętrznym boku 7 konstrukcyjnej belki 2. Element wzmacniający 8 jest w postaci taśmy metalowej, osadzonej we wzdłużnym rowku 9 na zewnętrznym boku 7 konstrukcyjnej belki 2. Wzdłużny rowek 9 konstrukcyjnej belki 2 wiązara dachowego 1 ma szerokość nieco większą niż szerokość taśmy elementu wzmacniającego 8 i głębokość nieco większą niż grubość tej taśmy.

Wiązar dachowy 1 posiada nakładkę 10, którą jest zakryty szczelnie element wzmacniający 8 we wzdłużnym rowku 9 wzdłuż jego długości w konstrukcyjnej belce 2. Nakładka 10 jest w postaci płaskiej belki dociśniętej do zewnętrznego boku 7 konstrukcyjnej belki 2 po obu stronach jej wzdłużnego rowka 9 z elementem wzmacniającym 8, przy czym nakładka 10 ma szerokość większą od szerokości wzdłużnego rowka 9 z elementem wzmacniającym 8 konstrukcyjnej belki 2 i jest w postaci drewnianej belki o szerokości równej szerokości zewnętrznego boku 7 konstrukcyjnej belki 2 z elementem wzmacniającym 8. Nakładka 10 jest zamocowana do konstrukcyjnej belki 2 wkrętami albo gwoździami albo jest do niej przyklejona.

Taśma elementu wzmacniającego 8 jest w postaci taśmy perforowanej, przy czym taśma ta ma w przekroju poprzecznym kształt płaskownika. Element wzmacniający 8 w postaci taśmy jest trwale zamocowany do konstrukcyjnej belki 2 wiązara dachowego 1 za pomocą gwoździ i zabezpieczony antykorozyjnie.

Łączniki 6 łączące konstrukcyjne belki 2 wiązara dachowego 1 w węzłach 5 kratownicy i łączące konstrukcyjne belki 2 z nakładkami 10 są w postaci płytek kolczastych wciśniętych w boki konstrukcyjnych belek 2 i płytek z otworami przelotowymi zamocowanych do konstrukcyjnych belek 2 gwoździami. Element wzmacniający 8 konstrukcyjnej belki 2 wiązara dachowego 1 jest zabezpieczony farbą antykorozyjną.

Wiązar dachowy 1 wytwarza i montuje się w ten sposób, że wykonuje się projekt techniczny, zawierający kształty i wymiary poszczególnych konstrukcyjnych belek 2 kratownicy wiązara dachowego 1 i nakładek 10, a następnie wycina się z tarcicy konstrukcyjne belki 2 i nakładki 10 o zadanych kształtach i wymiarach, wynikających z tego projektu i na koniec montuje się wiązar dachowy 1 z poszczególnych konstrukcyjnych belek 2 i nakładek 10 poprzez trwałe połączenie mechaniczne łącznikami 6. Pomiędzy operacjami wycięcia konstrukcyjnych belek 2 i montażu wiązara dachowego 1, w konstrukcyjnych belkach 2 wchodzących w skład dolnego zewnętrznego pasa 3 wiązara dachowego 1, na zewnętrznym boku 7 takich konstrukcyjnych belek 2, przewidzianym na zewnętrzną stronę zewnętrznych pasów 3, mocuje się trwale wzdłużny element wzmacniający 8. Po operacji wycięcia konstrukcyjnych belek 2 wiązara dachowego 1 na zewnętrznym boku 7 tych konstrukcyjnych belek 2 frezuje się wzdłużny rowek 9 o przekroju poprzecznym nieco większym wymiarowo do przekroju poprzecznego elementu wzmacniającego 8, a we wzdłużnym rowku 9 osadza się ten element wzmacniający 8. Wzdłużny rowek 9 frezuje się przelotowo na całej długości tej konstrukcyjnej belki 2. Przy osadzeniu we wzdłużnym rowku 9 element wzmacniający 8 odwija się z kręgu na bębnie, umieszcza na dnie wzdłużnego rowka 9, po czym dociska i mocuje do konstrukcyjnej belki 2, a po przymocowaniu odcina się go z kręgu na długość wzmacnianej konstrukcyjnej belki 2, przy czym dociskanie i mocowanie do konstrukcyjnej belki 2 elementu wzmacniającego 8 wykonuje się na prasce. Następnie do tych konstrukcyjnych belek 2 montuje się nakładki 10 zakrywające wzdłużny rowek 9 z elementem wzmacniającym 8.

Do trwałego zamocowania elementu wzmacniającego 8 do konstrukcyjnej belki 2 wiązara dachowego 1 używa się gwoździ w ilości wynikającej z projektu technicznego. Element wzmacniający 8 zabezpiecza się antykorozyjnie. Jako łączniki 6 do połączenia konstrukcyjnych belek 2 wiązara dachowego 1 w węzłach 5 kratownicy stosuje się płytki kolczaste, które wciska się w boki konstrukcyjnych belek 2 i płytki z otworami przelotowymi, które mocuje się do konstrukcyjnych belek 2 gwoździami.

Wynalazek znajduje zastosowanie zwłaszcza w budownictwie.

Claims (7)

1. Wiązar dachowy w kształcie płaskiej kratownicy z konstrukcyjnych belek drewnianych w postaci zewnętrznych pasów stanowiących boki kratownicy i wewnętrznych krzyżulców, przy czym konstrukcyjne belki w węzłach kratownicy są połączone trwale łącznikami, a co najmniej jedna konstrukcyjna belka wchodząca w skład co najmniej zewnętrznego pasa wiązara dachowego ma co najmniej na swym zewnętrznym boku, przewidzianym na zewnętrzną stronę zewnętrznego pasa, wzdłużny element wzmacniający trwale osadzony na tym zewnętr znym boku konstrukcyjnej belki, a ponadto element wzmacniający konstrukcyjnej belki wiązara dachowego jest w postaci taśmy, osadzonej we wzdłużnym rowku na zewnętrznym boku konstrukcyjnej belki, przy czym wzdłużny rowek konstrukcyjnej belki wiązara dachowego ma szerokość nie mniejszą niż szerokość taśmy elementu wzmacniającego i głębokość nie mniejszą niż grubość tej taśmy, znamienny tym, że posiada nakładkę (10), którą jest zakryty szczelnie element wzmacniający (8) we wzdłużnym rowku (9) wzdłuż jego długości w konstrukcyjnej belce (2), przy czym nakładka (10) jest w postaci płaskiej belki drewnianej dociśniętej do zewnętrznego boku (7) konstrukcyjnej belki (2) po obu stronach jej wzdłużnego rowka (9) z elementem wzmacniającym (8).

2. Wiązar dachowy według zastrz. 1, znamienny tym, że nakładka (10) ma szerokość większą od szerokości wzdłużnego rowka (9) z elementem wzmacniającym (8) konstrukcyjnej belki (2).

3. Wiązar dachowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że nakładka (10) ma szerokość równą szerokości zewnętrznego boku (7) konstrukcyjnej belki (2) z elementem wzmacniającym (8).

4. Wiązar dachowy według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że taśma elementu wzmacniającego (8) konstrukcyjnej belki (2) wiązara dachowego (1) jest w postaci taśmy perforowanej, przy czym taśma ta ma w przekroju poprzecznym kształt płaskownika albo kątownika, albo ceownika, albo teownika.

5. Wiązar dachowy według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że trwałe zamocowanie elementu wzmacniającego (8) do konstrukcyjnej belki (2) wiązara dachowego (1) jest za pomocą gwoździ i/lub wkrętów, i/lub zszywek, i/lub kleju.

6. Wiązar dachowy według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że element wzmacniający (8) konstrukcyjnej belki (2) wiązara dachowego (1) jest zabezpieczony powłoką antykorozyjną, korzystnie farbą antykorozyjną.

7. Wiązar dachowy według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienny tym, że łączniki (6), którymi są połączone konstrukcyjne belki (2) wiązara dachowego (1) w węzłach (5) kratownicy, są w postaci płytek kolczastych wciśniętych w boki konstrukcyjnych belek (2) i/lub płytek z otworami przelotowymi zamocowanych do konstrukcyjnych belek (2) gwoździami i/lub w postaci łączników drewnianych.