POŁĄCZENIA POŚREDNIE BSF INVISIBLE CONNECTIONS – nowoczesność a powrót do korzeni

Konstrukcja ryglowo-słupowa jest znana w budownictwie od setek lat. Bardzo dobrym jej przykładem jest architektura szachulcowa, która swoje początki miała w średniowieczu, a kształtowała się oraz rozwijała przez kolejne lata i epoki (rys. 1.). Konstrukcja taka składa się z kilku podstawowych elementów, gdzie głównymi komponentami nośnymi są słupy i rygle. Nie sposób nie znaleźć tu analogii do współczesnych konstrukcji szkieletowych. Hale, garaże wielopoziomowe, biurowce – wszędzie tam dominuje układ szkieletowy oparty na elementach konstrukcyjnych pionowych oraz poziomych, które w przypadku prefabrykatów żelbetowych, muszą zostać ze sobą niezawodnie połączone. Ideałem takiego połączenia, pod względem estetycznym, a także funkcjonalnym, jest złącze bezwspornikowe. Czysta konstrukcja, charakterystyczna dla połączeń wspomnianego szachulca, jest pożądana i teraz. Jak zatem osiągnąć nośne połączenie elementów betonowych, które podobnie jak złącze czopowe w konstrukcji drewnianej będzie niewidoczne? Z pomocą przychodzą tutaj łączniki BSF Invisible Connections.

To rozwiązanie systemowe opiera się na trzech komponentach stalowych, z których jeden umieszczamy w przekroju belki prefabrykowanej (tzw. kieszeń belkowa), drugi w słupie żelbetowym (gniazdo słupowe), a trzeci (nóż) jest elementem pośredniczącym (rys. 2.). Innowacyjność systemu BSF INVISIBLE CONNECTIONS ujawnia się w sposobie montażu belki prefabrykowanej pomiędzy słupami ustabilizowanymi w ich miejscu docelowym. Dźwigar jest opuszczany do wymaganego poziomu, stalowe noże są wysuwane z kieszeni belkowych i opierane w ukształtowanym w słupie gnieździe, a następnie złącze jest wypełniane wysokowytrzymałym betonem zalewowym. Nieco inna metoda była natomiast stosowana przy montażu rygla szachulcowego między dwoma słupami szkieletu ściany. Belkę obracano wokół jej środka tak, aby ukształtowane uprzednio wręby umieścić w gniazdach podpór. Złącze takie następnie gwoździowano łącznikami drewnianymi lub stalowymi (rys. 3.).

Wykonywanie robót w dawnej technologii wznoszenia ścian ryglowych wymagało od robotników wysokich kwalifikacji zawodowych. Ekipy nie musiały być bardzo liczne, ale poziom wyszkolenia cieśli musiał stać na wysokim poziomie i być ugruntowany w 3-letniej nauce zawodu oraz wędrownej praktyce, która trwała minimum 2 lata. Ciągłe udoskonalanie technik budowania oraz różnorodność form związana z regionalizacją sprawiały, że robotnicy musieli nieustannie poszerzać swoją wiedzę i umiejętności.

Nie inaczej jest dzisiaj – nieustający postęp technologiczny jest siłą napędową współczesnego budownictwa, a wprowadzanie na rynek nowych, innowacyjnych produktów, do których zaliczają się łączniki BSF IC, ma pomóc w sprostaniu wymogom jakościowym wznoszonych obiektów oraz stale pojawiającej się presji czasu. Stosując łączniki ukryte firmy INVISIBLE CONNECTIONS, stawiamy na łatwość i szybkość montażu. Ze względów bezpieczeństwa wykwalifikowanie robotników musi pozostać na wysokim poziomie, jednak liczba pracowników przy montażu żelbetowej konstrukcji prefabrykowanej z wykorzystaniem systemu BSF IC może być zmniejszona do minimum. Redukcja kosztów jest również widoczna w krótszym czasie pracy dźwigów oraz eliminacji robót na budowie – m.in. skręcania czy spawania.

Dobór przekrojów elementów konstrukcyjnych w przeszłości był oparty przede wszystkim na doświadczeniu budujących, nabieranym przez lata ich pracy. Dla przykładu rozmiary słupów konstrukcji szachulcowych przyjmowano, biorąc pod uwagę dwa warunki – wytrzymałości, popartej latami praktyki, oraz ilości wymaganego wypełnienia ściany (stanowiącego izolację), które miało zmieścić się właśnie w szerokości podpory. Dzisiaj podejście jest oczywiście odmienne. Dysponując teorią wymiarowania oraz wszelkim oprogramowaniem do niego stworzonym, możemy z dużą dokładnością wyznaczyć interesujące nas parametry konstrukcji. Optymalizacja jej na etapie planowania to jedno z zadań, z którym projektant musi się zmierzyć. Wymiarując słup ramy, gdzie połączenie jest realizowane za pomocą systemu BSF INVISIBLE CONNECTIONS, należy zwrócić uwagę na bardzo istotny fakt. Nóż przekazujący siłę z belki na podporę jest opierany wewnątrz przekroju żelbetowego, co prowadzi do zmniejszenia ramienia siły i korzystnie wpływa na rozkład sił wewnętrznych – pozwala to na redukcję nie tylko przekroju betonowego, ale także zbrojenia w stosunku do rozwiązania z krótkim wspornikiem (rys. 4.). Eliminacja konsoli jest również dużym udogodnieniem w zakładzie prefabrykacji – zarówno dla wykonawstwa słupa, jak i belki (prosty szalunek bez podcięć).

Niezwykle istotnym aspektem robót we wspominanych konstrukcjach drewnianych było wykonywanie przez cieślów różnorodnych złącz, zamków oraz klinów, które pozwalały kształtować węzły dla elementów usytuowanych pod różnymi kątami. Możemy tu doszukać się kolejnej analogii w odniesieniu do systemu połączeń pośrednich BSF IC. Łączniki umożliwiają zespolenie ze sobą żelbetowych elementów konstrukcyjnych zlokalizowanych względem siebie nie tylko ortogonalnie, ale również skośnie – zarówno w płaszczyźnie poziomej, jak i pionowej. Dużym plusem ich stosowania jest również opcja łatwego montażu belki w słupie o przekroju okrągłym oraz realizowanie połączeń belka–belka. Swoboda kreowania i spełnienie wizji architekta są postawione na pierwszym miejscu (rys. 5.).

Stosowanie w systemie ukrytych połączeń BSF INVISIBLE CONNECTIONS stali o wysokiej wytrzymałości oraz ustandaryzowanego zbrojenia podwieszającego pozwala na osiągnięcie wysokich nośności – w zależności od typu elementu i ich liczby w złączu nośność wynosi od 225 do 1400 kN.

Przywołane powyżej konstrukcje, pomimo że różnią się od siebie funkcją, materiałem wykonania oraz przede wszystkim okresem ich popularyzacji, wykazują wiele cech wspólnych charakterystycznych dla swojego typu. Wchodząc w szczegóły, możemy dostrzec, że w budownictwie zawsze przyświeca nam ten sam cel – realizacja ustroju nośnego zapewniającego stateczność i trwałość obiektu oraz będącego w zgodzie z naszym wyczuciem estetycznym.

W artykule wykorzystano informacje zamieszczone w: J. Sucho-dolski, Szkieletowe domy, „Spotkania z zabytkami” 1993, nr 10.

Zdjęcia i rysunki archiwum Pfeifer