Dom w technologii szkieletowej - mechanizmy zniszczenia

Na jakość projektowanego lub budowanego domu o konstrukcji szkieletowej wpływa bardzo wiele elementów. Ważne jest aby projektant i wykonawca znali kluczowe detale, które mają krytyczny wpływ na trwałość konstrukcji.

Okazuje się, że projekt budynku szkieletowego jest dużo bardziej skomplikowany i pracochłonny, niż ten sam projekt wykonany w technologii murowanej. Projektując konstrukcję szkieletową należy przeanalizować charakterystyczne dla tej technologii zjawiska.

Specyficznymi mechanizmami zniszczenia budynku szkieletowego, które musi rozpatrzyć projektant są:

• Przesunięcie po fundamencie,
• Obrócenie budynku lub jego części,
• Utrata sztywności ścian,
• Fragmentacja budynku lub jego części.

Przesunięcie po fundamencie

Zjawisko to musi być uwzględniane z uwagi na niewielki ciężar własny konstrukcji szkieletowej. Ten mechanizm zniszczenia nie jest rozpatrywany w przypadku budynków murowanych z uwagi na ich duży ciężar. Zjawisko dość proste, wynikające z oddziaływania wiatru na konstrukcję. Jeżeli całość obciążenia wiatrem działająca na budynek jako bryłę jest większa niż nośność połączeń z fundamentem, następuje przesunięcie.

Zabezpieczenie przed tym zjawiskiem jest dość proste i można je wykonać na kilka sposobów. Najczęściej stosowanym połączeniem jest kotwienie podwaliny do fundamentu przez użycie kotew mechanicznych lub kotew chemicznych, ew. zastosowanie szpilek zatapianych w świeżej mieszance betonowej. Jeżeli połączenia nie możemy wykonać, montując kotwy od góry podwaliny, np. z powodu prefabrykacji ściany, możemy zastosować kątowniki montowane wzdłuż boku podwaliny.

Przesunięcie po fundamencie.

Obrócenie budynku lub jego części

Obciążenie wiatrem może powodować kolejny schemat zniszczenia – obrócenie budynku. Poziome siły działające na wysokości oczepu (te same które mogą powodować utratę sztywności) mają tendencję do obrócenia ściany względem punktu obrotu.

Aby przeciwdziałać temu zjawisku należy stosować odpowiednie złącza zwane złączami kotwiącymi, mające bardzo dużą nośność na wyrwanie. Takie połączenie pozwala wytworzyć dużą siłę utrzymującą ścianę w oryginalnej pozycji i przeciwdziałać obrotowi.

Warto przy tej okazji zaznaczyć, że tej funkcji nie pełni połączenie podwaliny z fundamentem bezpośrednio kotwami czy też z użyciem kątowników, jak to opisano powyżej omawiając zniszczenie przez przesunięcie.

Kotwiąc jedynie podwalinę tworzymy bardzo mocne połączenie, ale pamiętajmy, że ściana szkieletowa nie jest monolitem. Należy zapewnić mocowanie głównych elementów nośnych, czyli słupków. Tylko odpowiednio zaprojektowane złącza kotwiące mocowane bezpośrednio do słupków (!) ściany szkieletowej są w stanie utrzymać całą ścianę, a nie tylko podwalinę.

Obrócenie budynku lub jego części.

Utrata sztywności ścian

Problem sztywności wynika z oddziaływania na konstrukcje obciążeń poziomych. W polskich realiach jest to głównie obciążenia wiatrem. Warto jednak pamiętać, że mogą to także być obciążenia sejsmiczne. Może to mieć znaczenie jeżeli budujemy w rejonie basenu Morza Śródziemnego.

Utrata sztywności ścian.

Aby poprawnie wykonać usztywnienie domu drewnianego, należy zrozumieć podstawową zasadą, obrazującą ścieżkę przenoszenia obciążeń poziomych na fundament.  Ściany budynku prostopadłe do kierunku wiatru, nazywane są ścianami obciążonymi. Ściany równoległe do kierunku wiatru to ściany usztywniające.

źródło i zdjęcia: SIMPSON Strong-Tie