Jeśli planujesz budowę lub remont dachu i chcesz mieć pewność, że konstrukcja wytrzyma wszystko, co zrzuci na nią natura, to jesteś w dobrym miejscu. Obliczanie obciążeń dla wiązarów dachowych to fundament bezpiecznego i trwałego dachu. Sprawdź nasz artykuł i dowiedz się, na co zwrócić uwagę i jak podejść do tego tematu krok po kroku, nawet jeśli nie jesteś zawodowym konstruktorem.
Obliczanie obciążeń dla wiązarów dachowych. Co musisz wiedzieć na początku?
Zacznijmy od podstaw. Wiązary dachowe to główne elementy nośne dachu, które przenoszą obciążenia z pokrycia dachowego, śniegu, wiatru, a nawet konserwatorów, którzy będą się po nim poruszać w przyszłości. Jeśli źle oszacujesz te siły, możesz narazić się na poważne problemy, od ugięcia konstrukcji po jej całkowitą awarię.
Na początku musisz wiedzieć, że obciążenia dzielą się na trzy grupy: stałe, zmienne i wyjątkowe. Stałe to ciężar samej konstrukcji dachu, izolacji, pokrycia czy sufitów podwieszanych. Zmienne obejmują wiatr, śnieg czy użytkowanie dachu. Wyjątkowe to sytuacje rzadkie, np. silne trzęsienia ziemi czy bardzo ciężki śnieg w nietypowym sezonie.
Jak zebrać dane do obliczeń?
Zanim cokolwiek przeliczysz, potrzebujesz danych. Przede wszystkim ustal lokalizację budynku. Ma to ogromne znaczenie przy wyznaczaniu siły wiatru i strefy śniegowej, które różnią się w zależności od regionu. Na przykład, dom w Zakopanem „przyjmie na dach” zupełnie inne obciążenia śniegiem niż ten w Gdańsku.
Kolejny krok to dokładne poznanie geometrii dachu — nachylenia połaci, rozpiętości między podporami i typu wiązarów. Czy to dach dwuspadowy, czterospadowy, a może płaski z niewielkim spadkiem? Każda z tych opcji ma swoje specyficzne wymagania konstrukcyjne.
Jak obliczyć obciążenie śniegiem i wiatrem?
Dla śniegu i wiatru musisz sięgnąć do norm PN-EN (np. PN-EN 1991-1-3 i PN-EN 1991-1-4). W normach znajdziesz mapy obciążeń śniegiem i wiatrem, które dzielą Polskę na strefy. Każda strefa ma przypisaną wartość charakterystyczną obciążenia, którą następnie przeliczasz zgodnie z kształtem i pochyleniem dachu.
Dla śniegu stosujesz wzory uwzględniające współczynniki nachylenia, zadaszenia oraz ewentualnych zasp śnieżnych. Z kolei przy wietrze analizujesz ekspozycję budynku (czy stoi samotnie na polu, czy w gęstej zabudowie), a także kierunki dominujących wiatrów.
Co z ciężarem własnym konstrukcji?
Nie zapomnij o ciężarze, jaki sam dach wnosi do układu sił. Pokrycie (np. dachówka ceramiczna, blachodachówka, papa), izolacja, folia paroizolacyjna, podbitka mają swoją wagę. Dodaj do tego ciężar samych wiązarów, który szacujesz na podstawie przekrojów i długości drewna lub stali, z jakiej są wykonane. Warto korzystać z katalogów producentów materiałów budowlanych. Znajdziesz tam konkretne dane ciężarowe dla danego pokrycia czy izolacji. To bardzo ułatwia sprawę.
Jak przeliczyć to na siły działające na wiązary?
Zebrane dane zamieniasz na konkretne wartości sił działających na wiązar. Obciążenia przeliczasz na jednostkę powierzchni (np. kN/m²), a następnie przeliczasz na siły skupione i rozłożone wzdłuż elementów konstrukcyjnych. Do tego używasz odpowiednich wzorów inżynierskich albo wspomagasz się specjalistycznym oprogramowaniem (np. Robot Structural Analysis, Dietrich’s, Dlubal).
Pamiętaj, by w obliczeniach uwzględnić współczynniki bezpieczeństwa, które zapewnią rezerwę wytrzymałości konstrukcji. Projektant konstrukcji zawsze bierze pod uwagę również tzw. kombinacje obciążeń, czyli zestawienia różnych wariantów działania sił na dach.
Czy można to zrobić samemu?
Czy można zrobić to samemu? Teoretycznie tak, a praktycznie, tylko wtedy, gdy masz wiedzę inżynierską i znasz obowiązujące normy budowlane. Dla bezpieczeństwa Twojego i domowników lepiej, jeśli projekt wiązarów oraz obliczenia obciążeń wykonuje konstruktor z uprawnieniami. Ty jednak, mając świadomość jak to działa, możesz lepiej rozumieć projekt, zadawać trafne pytania i kontrolować proces budowy.