Połączenia na Śruby

Połączenia na śruby są stosowane w stykach i węzłach konstrukcji drewnianych i mają za zadanie przeciwdziałać wzajemnym przesunięciom łączonych elementów. Śruby stosuje się też do stężania, np. przy złączach na pierścienie i złączach wrębowych. Śruby stężające pracują z zasady na rozciąganie. Śruby do złączy w konstrukcjach ciesielskich i inżynierskich wyrabiane są z łbami i nakrętkami kwadratowymi i sześciokątnymi (rys. 1sr) w długościach dowolnych. .


Złącza na kołki drewniane rozmieszczenie

Rys. 1sr. Śruba do złączy ciesielskich z łbem kwadratowym i nakrętką sześciokątną oraz podkładkami okrągłymi.


Końce śrub konstrukcyjnych powinny być nagwintowane na takiej długości, ażeby gwint kończył się w miejscu podkładek stalowych pod nakrętkę. Do wykonywania złączy na śruby należy stosować śruby o średnicy minimum 10 mm . W wypadku nagwintowania całego trzpienia śruby gwint przy docisku do ścianek otworów miażdżyłby drewno. Średnica otworu powinna być 5% mniejsza od średnicy trzpienia śruby.
Należy silniej dokręcić nakrętki. Przy słabym dokręcaniu nakrętek połączenia mogą podlegać odkształceniom.


W konstrukcjach drewnianych obowiązuje zawsze dawanie pod łby i śruby podkładek w celu zabezpieczenia powierzchni łączonych elementów przed zgnieceniem. Przez zastosowanie podkładek nacisk wywierany przez śrubę przy należycie dociągniętej nakrętce , rozkłada się na większą powierzchnię. Podkładki mają kształt kwadratowy lub okrągły.


Podkładki stalowe pod łby i nakrętki śrub powinny spełniać następujące wymagania:
- grubość podkładek kwadratowych nie mniejsza niż 0,25 średnicy śruby.
- grubość podkładek okrągłych nie mniejsza niż 0,3 średnicy śruby.
- bok podkładek kwadratowych powinien wynosić 3,2 średnicy śruby.

Dla zachowania odpowiedniego tarcia pomiędzy elementami drewnianymi i nakrętkami nie można dopuścić do nadmiernego skurczu drewna podczas jego wysychania. Dlatego wilgotność elementów drewnianych łączonych na sworznie i śruby nie powinna być większa niż 18 %. Wilgotność elementów z materiałów drewnopochodnych nie powinna być większa niż 10 %


Zasady rozmieszczania śrub w złączach stosujemy jak w złączach na sworznie.


Złącza na kołki drewniane i sworznie stalowe

Złącza na kołki stosowane są obecnie jedynie przy rekonstrukcji obiektów zabytkowych i budownictwa regionalnego. Wymagają dużego nakładu pracy oraz starannego dopasowania. Otwory na kołki mają dosyć duże średnice i powodują znaczne osłabienie elementu. We współczesnych obiektach, w połączeniach elementów, zamiast kołków drewnianych stosowane są sworznie stalowe. Wykonywane są one najczęściej z prętów stalowych ze stali węglowej walcowanej o przekroju okrągłym i średnicy 10 ÷ 24 mm. Sworznie umieszczane są w złączach według układu prostokątnego lub przestawnego (rys.2)


Złącza na kołki drewniane rozmieszczenie

Rys 2. Rozmieszczenie sworzni w układach: a) prostokątnym, b) przestawnym


Długość sworznia powinna być większa od całkowitej szerokości łączonych elementów o 10 ÷ 20 mm a średnica nie powinna być mniejsza niż 1/20÷1/30 jego długości. Końce sworzni powinny być oszlifowane, aby uniknąć kaleczenia drewna. Sworznie powinny dokładnie przylegać do ścianek otworu. W złączach rozciąganych, z każdej strony styku liczba sworzni nie powinna być mniejsza niż 4 (w dwóch szeregach i dwóch rzędach). W węzłach dźwigarów kratowych nie może być mniej niż 2 sworznie. Natomiast w złączach rozciąganych co najmniej 25% sworzni należy zastąpić śrubami ściągającymi o tej samej średnicy co sworznie. W złączach z nakładkami stalowymi 50% łączników powinny stanowić śruby ściągające. W każdym przypadku ilość śrub ściągających nie może być mniejsza niż 3 (dwie śruby przy końcach nakładek i jedna przy styku). W złączach ściskanych należy stosować minimum po 2 śruby ściskające po każdej stronie styku.


Sworznie stalowe rurowe stosuje się zamiast pełnych. Wykonuje się je z kawałków rur o średnicy 12-:-25 mm. Wszystko to, co powiedziano o sworzniach pełnych, odnosi się również do rurowych, z tą różnicą, że śruby zabezpieczające można przepuścić przez rurki, ale wówczas te ostatnie należy wykonać o 2-:-5% krótsze od całkowitej grubości łączonych elementów. Przykład złącza na sworznie z elementów łączonych pod kątem przedstawiają rysunki 3 i 4.


Złącza na Sworznie stalowe rurowe
wkręty do drewna zastosowanie

Rys 3 i 4. Zasady rozmieszczania śrub i sworzni.


Złącza na wkręty

Wkręty stosuje się w konstrukcjach ciesielskich w których elementy zewnętrzne podlegają odrywaniu. W budownictwie drewnianym stosuje się wkręty z łbem kwadratowym lub sześciokątnym przystosowane do wkręcania kluczem.


Wkręty o średnicy mniejszej od 6 mm wkręca się bezpośrednio w drewno miękkie. Wkręty o średnicy równej lub większej niż 8 mm wkręca się w uprzednio wywiercone w złączach otwory na całą głębokość, których średnica powinna być równa średnicy wewnętrznej rdzenia wkrętu.


wkręty do drewna zastosowanie

Rys 6. Wkręty z łbem sześciokątnym.


W odniesieniu do wkrętów konstrukcyjnych należy pod łby stosować podkładki stalowe kwadratowe lub okrągłe . Bok podkładki powinien być równy 3,5 średnicy trzpienia a grubość podkładki nie mniejsza niż 0,25 średnicy trzpienia. Przy gęstym rozstawie wkrętów daję się podkładki ciągłe lub jednolite.


Wkręty o średnicy równej lub większej od 8 mm rozmieszcza się w układzie: prostokątnym, na mijankę, w zakosy, zachowując najmniejsze odległości:


- wzdłuż włókien od czoła i między wkrętami, nie mniej niż 10 .
- krotna średnica trzpienie.
- w poprzek włókien - od krawędzi elementu i między wkrętami, nie mniej niż 5 - krotna średnica trzpienia.


Wkręty o średnicy mniejszej od 8 mm rozmieszcza się według układów stosowanych jak w złączach na gwoździe.
Wkręty o średnicy większej od 8 mm rozmieszcza się według układów stosowanych jak w złączach na śruby.
Minimalna liczba wkrętów w złączu pracującym na zginanie i docisk powinna wynosić nie mniej niż 4 dla wkrętów o średnicy d < 10 mm, oraz 2 wkręty o ile ich średnica jest d > 10 mm.
Minimalna liczba wkrętów pracujących na rozciąganie powinna wynosić 2.
Złącza na wkręty do drewna powinny być przyjmowane jako jednocięte, a liczba wkrętów w złączu powinna wynikać z obliczeń statycznych.


Wkręty ciesielskie do drewna talerzowe TORX


wkręty do drewna zastosowanie

Rys 7. Wkręty ciesielskie TORX.


Wykorzystywane są przy montażu więźby dachowej dachu oraz prostych konstrukcji drewnianych . Wkręty do drewna można podzielić także na kilka podtypów, ze względu na rodzaj zastosowania. Najpopularniejsze są wkręty uniwersalne z łbem stożkowym lub walcowym. Wkręty różnią się także zakończeniem. Wkręty z ostrym, specjalnie ukształtowanym, np. ostrosłupowym, zakończeniem można wkręcać w miękkie drewno bez nawiercania.