Połączenia ciesielskie – rodzaje. Jak wybrać odpowiednie? | Merytorycznie o dachach

Drewno od wieków jest podstawowym materiałem konstrukcyjnym, a jego wszechstronność i trwałość sprawiają, że jest niezastąpione w budownictwie, zwłaszcza przy wznoszeniu konstrukcji dachowych, gdzie precyzja i solidność połączeń mają kluczowe znaczenie. Standardowo do budowy konstrukcji dachowej wykorzystuje się drewniane elementy. Oczywiście, aby dach był stabilny, wytrzymały i odporny na obciążenia, muszą być one odpowiednio połączone. Sposobów jest kilka, a jednym z nich są połączenia ciesielskie.

Czym są połączenia ciesielskie?

Połączenia ciesielskie (inaczej złącza ciesielskie) to specjalne sposoby łączenia elementów więźby. Odpowiednio ukształtowane, starannie wykonane i obrobione zamki czy wycięcia pozwalają na stworzenie trwałego oraz wytrzymałego łącza bez użycia metalowych łączników – chociaż oczywiście może się zdarzyć, że łączenie będzie wymagało wzmocnienia i wtedy dodatkowo stosuje się śruby, gwoździe, pierścienie, klamry ciesielskie czy inne okucia ciesielskie. To, jakie połączenie będzie właściwe w danym miejscu, zależy od wielu czynników, np. rodzaju i przekroju elementów więźby (m.in. krokwi, płatwi, słupów, mieczy czy jętek), obciążenia dachu czy oczekiwanej estetyki (np. w przypadku wiat bardzo często całość konstrukcji jest widoczna). Zastosowanie optymalnych rozwiązań należy do zadań cieśli. Czy tak zbudowane więźba jest wytrzymała i bezpieczna? Śmiało można stwierdzić, że tak, o czym świadczą wielowiekowe dachy i jak widać, chociaż połączenia ciesielskie mogą wydawać się przeżytkiem, to w budownictwie są niezastąpione, zawsze gwarantując solidność, trwałość, stabilność i odporność na obciążenia. Oczywiście dzisiaj tradycyjne połączenia stosuje się rzadziej – cieśle wspomagają się bardziej nowoczesnymi technikami, jednak wszystko zależy od charakteru i typu dachu, a także umiejętności fachowca.

Rodzaje połączeń ciesielskich

Rodzajów złączy jest kilka, a każde funkcjonuje w innym miejscu konstrukcji dachowej. Podstawowe rodzaje złączy ciesielskich:

• złącza poprzeczne (pod kątem prostym i ukośne) – łączą dwa elementy pod kątem. Aby stworzyć trwałe i solidne połączenie, najczęściej stosuje się wrąb jednostronny, wrąb wzajemny, wrąb krzyżowy, zamek prosty, zamek płetwowy (inaczej jaskółczy ogon), złącze węgłowe oraz złącze na czop (czop pełny, odsaczony, środkowy oraz kosowy);
• złącza wzdłużne (poziome lub pionowe) – jak można się domyślić, wykorzystywane są w celu przedłużenia drewnianych elementów. Znajdują zastosowanie m.in. w podwalinach, płatwiach, oczepach czy murłatach. Popularne połączenia wzdłużne to: styk ukośny, styk klinowy oraz zamek skośny. W przypadku styku ukośnego należy pamiętać, że kąt nachylenia powierzchni styku do poziomu powinien wynosić minimum 60 stopni. Natomiast w styku klinowym kąt cięcia to minimum 120 stopni. Pionowe słupy (zarówno o przekroju prostokątnym, jak i okrągłym) można połączyć na zakładkę lub zwidłowanie. Co ważne, wszystkie połączenia (niezależnie od typu) narażone na rozciąganie muszą być dodatkowo wzmocnione śrubami, klamrami, nakładkami z płaskowników oraz drewna;
• złącza wrębowe pod kątem (inaczej złącza zaciosowe) – to wrąb czołowy, wrąb pojedynczy, wrąb pośredni, wrąb podporowy, wrąb czołowy podwójny. Wręby pozwalają połączyć belki pod kątem, belki z deską pasową, miecz z usztywniającym słupem lub podpory ukośne ze słupem. Bardzo często połączenia tego typu wymagają wzmocnienia – aby więc całość była wytrzymała, dodatkowo stosuje się śruby ściskające, bolce utrzymujące, nakładki, co zapewnia stabilność połączeniową;
• złącza narożne – dzięki nim łączy się krokwie z murłatami, a także tworzy złącza między krokwiami pod różnym kątem. W takich sytuacjach znajdują zastosowanie połączenia na zwidłowanie, na zakładkę, złącze krokwi na płatwi w kalenicy czy z murłatą na siodełko.

Ważne! Połączenie elementów konstrukcji dachowej – niezależne od jego charakteru – nie powinno obniżać wytrzymałości drewna i w żaden sposób zmniejszać stabilności dachu. Przyjmuje się, że głębokość wrębów może wynosić maksymalnie 1/3 wysokości przekroju łączonych elementów.

Jak wybrać odpowiednie złącze ciesielskie?

Oczywiście współcześnie tradycyjne złącza ciesielskie nie są popularne jak kiedyś. Zazwyczaj często cieśla podczas budowy konstrukcji dachowej wspomaga się różnymi metalowymi łącznikami. Wybór konkretnego złącza zależy od oczekiwanego efektu, udźwigu danego materiały oraz miejsca wykorzystania. Dzięki złączom można w dużym stopniu zwiększyć trwałość i stabilność konstrukcji.

Standardowo stosuje się:

• złącza kątowe – łączniki te stosuje się do połączenia dwóch elementów drewnianych (a także elementów drewnianych z betonem) pod różnym kątem – tzw. winkle stosuje się do połączeń pod kątem prostym;
• złącza płaskie – pod tą nazwą ukrywają się m.in. takie okucia ciesielskie jak płytki, blachy czy taśmy perforowane. Uniwersalność tych niewielkich stalowych łączników sprawia, że wykorzystywane są powszechnie do budowy dachów. Ponadto można nabijać je bezpośrednio na krokwie, aby bez dodatkowych łat ułożyć na nich poszycie dachu;
• wsporniki belek – buty, wieszaki, siodełka – stosuje się je np. aby prostopadle przymocować belki do murłat, dźwigarów czy oczepów;
• knagi – wykorzystywane są do łączenie płatwi i krokwi. Mogą także być stosowane jako wsporniki podpierające belki. Dzięki temu, że wyróżniają się wysoką odpornością na zginanie, stosowane są w miejscach, gdzie dach narażony jest na przechył;
• złącza Gerbera – stosowane do połączenia podłużnego dwóch belek o tym samym przekroju uciętych pod kątem 90 stopni – mówiąc prościej, wydłużają belki.

Ponadto cieśla budując dach, korzysta z innych stalowych elementów. Niezbędne są: kotwy, wsporniki, złącza czołowe, złącza Z, płytki kolcowe oraz wszelkiego rodzaju wkręty i gwoździe ciesielskie.

Przykłady zastosowania połączeń ciesielskich w budowie

Każde połączenie znajduje zastosowanie w innym miejscu więźby, ale zawsze spełnia ważną funkcję – przede wszystkim zapewnia stabilność dachu. Przykładowe połączenia ciesielskie:

• zamek prosty – zamek prosty to przykład tradycyjnego połączenia, które gwarantuje trwałość i stabilność połączenia dwóch belek wzdłuż długości. Zamek prosty wykorzystywany jest m.in. do połączenia dwóch murłat;
• zamek skośny – tworzy stabilne połączenie płatwi na długości (gdy nie ma możliwości wykonania płatwi z jednego elementu). Aby wzmocnić wytrzymałość połączenia dwóch drewnianych elementów, należy użyć śrub stalowych;
• zacios – to połączenie stosowane jest między krokwią a murłatą, a także krokwią a płatwią pośrednią oraz krokwiami a płatwią kalenicową. Połączenie tego typu sprawia, że krokwie są mocno osadzone na murłacie czy płatwi – dla wzmocnienia stosuje się odpowiednie łączniki stalowe;
• czop i gniazdo – czop to wystający element w belce, który wchodzi w gniazdo, czyli wycięcie w drugiej belce, tworząc mocne, ściśle dopasowane połączenie. Gniazdo musi znajdować się dokładnie w środku belki, a jego głębokość powinna być tylko nieznacznie większa niż rozmiar czopa. Czasem takie połączenie wzmacniane jest drewnianymi kołkami czy klinami, a także metalowymi akcesoriami. Gniazda czop stosuje się np. do połączeni słupa z podwaliną, słupa z płatwią lub mieczami;
• jaskółczy ogon – jaskółczy ogon to popularne połączenie, które polega na połączeniu drewnianych elementów na zakładkę. Jaskółczy ogon można wykorzystać do połączenia krokwi i jętki, ponieważ jego charakterystyczny kształt zapobiega rozchodzeniu się elementów, równomiernie rozkładając obciążenia, dzięki czemu konstrukcja jest stabilna i solidna. Atutem tego typu połączenia jest również estetyczny wygląd. Jaskółczy ogon szczególnie sprawdza się w więźbach krokwiowo-jętkowych. Dodatkowo stabilność połączenia zapewniają np. śruby, sworznie czy wkręty;
• połączenie na tzw. nakładkę pół/pół – stosuje się do połączenia dwóch krokwi w kalenicy, a ponieważ jest to ważny element dachu, należy wykorzystać dodatkowe łączniki (np. śruby, gwoździe i sworznie);
• oparcie krokwi na belce kalenicowej – krokwie opierają się zarówno o siebie wzajemnie, jak i o belkę. W krokwiach wycięte są wręby pod belkę kalenicową. Aby zapewnić sztywność układu, zaleca się wykonanie wrębów o szerokości minimalnie mniejszej niż szerokość belki kalenicowej;
• połączenie doczołowe słupa i miecza – połączenie to jest popularne ze względu na łatwość wykonania. Miecz docina się do płaszczyzny słupa, a połączenie stabilizuje gwoździami lub wkrętami. Połączenie doczołowe stosuje się, gdy przekrój mieczy jest równy lub mniejszy niż przekrój słupów;
• połączenie czopowe słupa i mieczy – to podstawowe połączenie ciesielskie. W przypadku dachów, które nie będą eksponowane zazwyczaj wykonuje się czop pełny – jest po prostu mniej pracochłonny. Natomiast gdy konstrukcja będzie widoczna, zalecane jest stosowanie półczopów;
• połączenie krokwi i kleszcza – krokiew i pojedynczy kleszcz mogą być połączone za pomocą śrub, wkrętów czy gwoździ. Średnice i ilość stalowych akcesoriów dobiera się na podstawie obliczeń statystycznych dla konkretnego dachu. Tylko w ten sposób można stworzyć solidną konstrukcję.

Oczywiście to cieśla dobiera odpowiednią technikę, w zależności od charakteru połączenia – wybór zależy m.in. od rodzaju dachu, przekroju łączonych elementów, przewidywanego obciążenia oraz preferencji estetycznych. Niezależnie od wybranej metody, kluczowe jest, aby każde połączenie było wykonane z najwyższą precyzją, gwarantując bezpieczeństwo i trwałość konstrukcji na lata.