Miecz to stosunkowo krótki element nachylony zazwyczaj pod kątem 45°. Jego zadaniem jest przenoszenie obciążeń z poziomych belek na podpierające je słupy, usztywnienie konstrukcji oraz zmniejszenie rozpiętości pomiędzy słupami stanowiącymi podporę dla płatwi. Redukuje to występujące w niej naprężenia i pozwala zastosować mniejszy przekrój.
Tekst PIOTR LEŃ
Sposób połączenia miecza ze słupem zależy przede wszystkim od grubości obydwu elementów lub ich wzajemnego położenia. W praktyce można spotkać trzy rozwiązania. Pierwszym jest miecz o mniejszej szerokości w położeniu osiowym w stosunku do słupa, drugi – miecz o mniejszej szerokości i w położeniu licującym boczne powierzchnie obydwu elementów, trzeci – miecz i słup o tej samej szerokości. Wszystkie te rozwiązania pozwalają na zastosowanie podstawowego połączenia ciesielskiego, którym jest czop. Stabilizuje on położenie miecza względem słupa, zapobiegając przesuwaniu elementów podczas pracy konstrukcji i odkształceń drewna.
Innym sposobem jest połączenie doczołowe. Prostota i szybkość wykonania sprawiają, że jest to bardzo popularne rozwiązanie. Wymaga ono dodatkowo zastosowania łączników metalowych (na przykład gwoździ, śrub konstrukcyjnych, śrub ściągających), które utrzymują elementy we właściwej pozycji.
Kolejną metodą łączenia miecza ze słupem jest wrąb czołowy. Aby wyeliminować przesuwanie elementów, stosuje się śrubę ściskającą lub czop. To trwałe połączenie o podwyższonej nośności, ale jego wykonanie jest trudne i pracochłonne.
Projekt połączenia
System Dietrich’s 3D CAD/CAM umożliwia automatyczną definicję połączenia miecza ze słupem i płatwią. Jest to jedna z opcji wymaganych na etapie wstawiania pojedynczego miecza lub wstawiania słupów z mieczami. Standardowa biblioteka połączeń miecz-słup składa się z pięciu typów. Użytkownik ma możliwość wyboru jednego z nich, lecz automatycznie dla obu końców miecza. Dla zróżnicowania połączeń, należy usunąć jedno z nich. W kolejnym kroku możemy zastosować inny typ lub połączenie o innych parametrach.
Realizacja połączenia miecza z słupem zależy przede wszystkim od szerokości obydwu elementów oraz ich wzajemnego położenia. Możemy wyróżnić trzy zasadniczy rodzaje:
- miecz o mniejszej szerokości niż słup, w położeniu osiowym;
- miecz o mniejszej szerokości niż słup, wzajemnie licujące;
- słup i miecz o tej samej szerokości.
Połączenie doczołowe. Jest najprostsze z możliwych. Elementy miecza podlegają jedynie docięciu do płaszczymy słupa. Połączenie wymaga stabilizacji w postaci łącznika: gwoździa lub wkręta. Stosowane bywa dla mieczy o przekroju równym lub mniejszym niż słupy.
Połączenie czopowe. To jedno z podstawowych połączenia ciesielskich. Stabilizuje on położenie miecza względem słupa, zapobiegając przesuwaniu podczas pracy konstrukcji czy pracy samego drewna. Dla zwykłych konstrukcji, które nie będą eksponowane zwykle wykonuje się czop pełny. Wymaga mniej pracy. Dla konstrukcji typu wiaty, zadaszenie lub innych, w których cała konstrukcja jest widoczna zaleca się stosowanie półczopów. Dodatkowe odsadzki czopa pozwalają zamaskować ewentualne uszkodzenia mogące powstać podczas wykonywana gniazda w słupie.
Wprowadzenie kołków drewnianych do połączenia zapobiega ewentualnemu wysuwaniu się czopa z gniazda. Zastosowanie niewielkiego przesunięcia między otworami w słupie i mieczu pozwala ściągnąć łączone elementy ze sobą. Należy pamiętać, że przy stosowaniu czopa kołkowanego musimy zapewnić jego odpowiednią wysokość tak, aby nie dopuścić do rozerwania końcówki czopa podczas montażu czy pracy połączenia. Równie istotne jest pozostawienie luzu na głębokości gniazda, by drewno mogło swobodnie pracować.
Połączenie na wrąb oraz wrąb z czopem. Połączenie na wrąb daje możliwość przeniesienia dużych sił osiowych z płatwi na miecz, a następnie z miecza na słup. Miecz otrzymuje odpowiednie zacięcie na końcach, która dokładnie odpowiada wrębowi w słupie.
W zależności od stawianych kryteriów obliczeniowych lub estetycznych stosować można wrąb czołowy prostopadły lub dwusieczny, wrąb cofnięty lub podwójny. Połączenie w takim kształcie wymaga zastosowania łącznika. Gwarantuje on integralność połączenia, prawidłową pracę.
Wrąb czołowy można wzbogać o czop. Wykonanie czopa z kołowaniem stabilizuje połączenie.
Połączenie na nakładkę z wrębem. Nakładka w wrębem jest klasycznym połączeniem dla elementów miecz-słup. Tego typu połączenie bywa spotykane w konstrukcja historycznych. Jego wykonanie wymaga, aby elementy połączenia, czyli miecz i słup ze sobą licowały. Miecz ma nakładkę w kształcie jaskółczego ogona. Grubość nakładki miecza powinna być tak dobrana, by nie osłabiać słupa, a jednocześnie nie zmniejszać zanadto przekroju zastrzału w miejscu połączenia. Ustabilizowanie miecza w tym rozwiązaniu wymaga dodatkowo zastosowania łączników, na przykład tradycyjnego kołka.
PIOTR LEŃ
Inżynier budownictwa, mistrz ciesielstwa, doradca techniczny w Dietrich’s Polska
