Jak zrobić wiązary dachowe? Choć ich estetyka jest oczywista, to mechanika wiązarów dachowych jest prawdziwym powodem ich zastosowania w projektowaniu budynków. Jedynym celem wiązarów kratowych jest przenoszenie dużych obciążeń i przekazywanie ich na konstrukcje nośne, takie jak ściany budynku. Niezależnie od tego, czy kratownica stanowi podporę dachu czy mostu, jej konstrukcja opiera się na tych samych prostych zasadach geometrycznych i fizycznych. U podstaw tej konstrukcji leży nieodłączna sztywność trójkątów oraz ich zdolność do równomiernego rozkładania obciążeń na całej konstrukcji.
Historia wiązarów dachowych
Z biegiem czasu inżynierowie coraz ambitniej podchodzili do projektów budowlanych. W związku z tym inżynierowie opracowali kratownicę. Kratownice są konstrukcjami w kształcie środnika używanymi do przenoszenia ogromnego ciężaru. Używane w budynkach i mostach wszystkich rozmiarów, kratownice pozwalają konstruktorom na zwiększenie wymiarów konstrukcji i tworzenie interesujących kształtów. Przed powszechnym zastosowaniem żelaza w czasie rewolucji przemysłowej budowa mostów nie zmieniła się znacząco od 100 r. p.n.e. Kiedy do budowy mostów zaczęto stosować żelazo, znacznie tańszą alternatywę dla tradycyjnych materiałów mostowych, takich jak kamień, potrzebne były nowe techniki inżynieryjne, aby utrzymać ogromny ciężar mostów. Niestety, wiele żelaznych konstrukcji zawiodło. Inżynierowie zdecydowali się wtedy na użycie drewna, które okazało się skuteczne. Po udowodnieniu przydatności kratownic do budowy mostów, zaczęto je stosować w innych dziedzinach budownictwa, zwłaszcza w budowie domów i firm. Obecnie większość kratownic wykonana jest z tarcicy. Tarcica na kratownice musi być wysokiej jakości i musi być w stanie wytrzymać duże naprężenia. Większość drewna jest poddawana naprężeniom przez maszyny, które oceniają jego jakość. Niektóre rządy, takie jak Kanada, stosują wymagania dotyczące klasy drewna. Blachy są materiałem pomocniczym w kratownicach. Są to solidne kawałki metalu, zazwyczaj stali ocynkowanej, które są używane do utrzymywania drewna razem w miejscach połączeń. Blachy przenoszą naprężenia z drewnianych belek kratownicy na połączenie. Dzięki temu kratownica może wytrzymać większy ciężar. W budynkach kratownice pozwalają inżynierom na tworzenie dużych, otwartych przestrzeni przy użyciu mniejszej ilości materiałów. Użycie mniejszej ilości materiałów pozwala również wykonawcom na tanie budowanie. Przestrzenie w kratownicach pozwalają na łatwe przejście rur i przewodów przez sufit. Pomimo specyficznego projektu, istnieje wiele różnych typów kratownic, które mogą być stosowane przez inżynierów. Pozwala im to na zachowanie kreatywności i uwzględnienie takich konstrukcji jak sufity sklepione. Kratownice są popularne zarówno w budynkach, jak i mostach, ponieważ są niezwykle wytrzymałe. W rzeczywistości kratownice drewniane są często używane z betonem, materiałem uważanym za znacznie mocniejszy niż tarcica.
Charakterystyka wiązarów dachowych
Wszystkie konstrukcje wiązarów drewnianych składają się z elementów prostych połączonych na złączach lub węzłach. Elementy te, utworzone z połączeń na czopy i wpusty oraz kołków z twardego drewna, mogą się zginać i przesuwać, aby uniknąć ścinania. W niektórych nowoczesnych konstrukcjach z drewna dębowego elementy środnika mogą być połączone płytami łącznikowymi, co zapewnia podobną elastyczność. Jak opisano powyżej, rozkład ciężaru wynikający z trójkątnej konstrukcji jest kluczem do wytrzymałości kratownicy. Nawet w przypadku bardziej złożonych konstrukcji podstawowy kształt jest dzielony na mniejsze jednostki trójkątne tworzące środnik. Każdy z tych elementów zwiększa nośność konstrukcji. Nawet w przypadku kratownicy młotkowej o stosunkowo otwartym planie wytrzymałość nadal wynika z serii małych trójkątów schodkowych. Stężenia wewnętrzne pomagają również przeciwstawić się siłom ścinającym. Chociaż dąb jest z natury ciężkim materiałem, kratownice wykorzystują stosunkowo niewiele drewna do przenoszenia dużych obciążeń. Jest to dodatkowo wzmocnione naturalną wytrzymałością drewna dębowego w porównaniu z innymi materiałami. W rezultacie waga konstrukcji jest znacznie zredukowana, co czyni je znacznie bardziej efektywnym wyborem niż duże, masywne belki. Samo drewno jest również naturalnie odporne na ściskanie i rozciąganie. W przypadku produktów wysokiej jakości, takich jak dąb, obniża to również koszty materiałów. Wiązary dachowe drewniane są trwałe i wytrzymałe.
Jak skonstruować wiązary dachowe?
Zmierz i przytnij drewno, które zostanie użyte do wykonania trójkątnej części kratownicy do odpowiedniego rozmiaru dachu, który spełnia odpowiednie przepisy budowlane dla jednej kratownicy. Po przycięciu całego drewna należy dopasować elementy do siebie, aby upewnić się, że wymiary są do siebie dopasowane. Jeśli elementy pasują do siebie prawidłowo, należy użyć tej kratownicy jako wzoru dla reszty kratownic wymaganych w budynku. Za pomocą ocynkowanych stalowych płyt łącznikowych (blacha węzłowa) zamocuj drewno w kształcie trójkąta za pomocą śrub o długości co najmniej 4 cm. Dodaj stężenie 2×4 przecinające środek trójkąta, aby dodać więcej podparcia pod kątem 90 stopni od dołu środka kąta do wierzchołka kratownicy. W zależności od konstrukcji kratownicy długość i kąty stężeń będą się różnić. Przymocuj kratownicę do ramy i pozostaw odpowiedni zwis. Wysokość zwisu zależy od wielkości budynku lub domu oraz kąta nachylenia dachu. Cena wiązarów dachowych w sklepach przewyższa koszty samodzielnego wykonania wiązarów dachowych. Wiązary kratowe cena może być wyższa ze względu na koszty transportu.
