Zastrzał

Czym jest zastrzał w więźbie dachowej?

Zastrzał (po słowacku vzpera) to skośny element podporowy więźby dachowej, który przenosi siłę ściskającą wzdłuż swojej długości. Słowniczek dachowy Pamiatkový úrad SR definiuje zastrzał (vzpera) jako skośny element podporowy lub usztywniający więźby dachowej, który przenosi siły ściskające. O roli elementu decyduje rodzaj siły. Element, który obciążenie popycha wzdłuż jego długości, działa jako zastrzał. Element, który obciążenie ciągnie, zastrzałem nie jest.

Wytyczne dotyczące konstrukcji stalowych stwierdzają, że główną siłą w każdym pręcie kratownicy jest rozciąganie lub ściskanie osiowe. Każdy pręt więc przenosi pociągnięcie lub popchnięcie wzdłuż własnej długości. Zastrzał przenosi popchnięcie. Kratownica dachowa lub tradycyjna drewniana więźba wykorzystuje zastrzały, aby poprowadzić obciążenie do podpory.

Gdzie w tradycyjnej słowackiej więźbie dachowej znajdują się zastrzały?

Słowniczek wymienia trzy podstawowe układy stolic (stolice). Każdy z nich wykorzystuje zastrzały lub krzyżulce do usztywnienia w kierunku podłużnym dachu. Wymienia też elementy pracujące jak zastrzały w innych położeniach.

Układ lub element	Miejsce występowania zastrzału lub krzyżulca	Funkcja
Stolica stojąca (stojatá stolica)	Skośne zastrzały i narożne krzyżulce (vzpery, pásiky) w kierunku podłużnym, przy słupach pionowych, płatwiach i czasem przy belkach podwalinowych	Zapewnia stężenie podłużne (zavetrenie)
Stolica leżąca (ležatá stolica)	Poziome rozpory (rozpery) oraz skośne zastrzały (vzpery) i pasiki (pásiky) przy leżących słupach i płatwiach	Zapewnia stężenie podłużne i przenosi ściskanie między słupami
Stolica skośna (šikmá stolica)	Skośne zastrzały (vzpery) i pasiki (pásiky) przy skośnych słupach opartych o krokwie	Zapewnia stężenie podłużne
Wieszak (vešadlo, hanger frame)	Ramiona wieszaka (skośne zastrzały, vzpery) podtrzymujące słup wieszaka z boku	Utrzymuje słup w pionie
Zastrzał przyziemny (zápora, heel strut)	Skośny zastrzał u podstawy elementu pionowego	Utrzymuje element w miejscu, zapobiegając jego przesuwaniu się lub przechylaniu, co ma znaczenie przy montażu konstrukcji

Hasło dotyczące stolicy stojącej w tym słowniczku nazywa ukośnik między słupem a płatwią krzyżulcem. Słowacka metodyka traktuje go jako zastrzał (vzpera), określony przez przenoszone ściskanie. Pasik (pásik) to krótki element narożny, który usztywnia ramę między słupem a płatwią, płatwią (ližina) lub rozperą (rozpera).

Jak zastrzał przenosi obciążenie i dlaczego ulega wyboczeniu?

Wytyczne dotyczące konstrukcji stalowych mówią, że pas górny kratownicy jest ściskany pod obciążeniem grawitacyjnym. Dodają, że płatwie i poprzeczny wiatrownic dachowy zwykle ograniczają jego ruch w bok. Te same wytyczne stwierdzają, że pas dolny jest ściskany przy sile unoszącej od wiatru ssącego. Ściskanie może więc wystąpić w więcej niż jednym elemencie i w więcej niż jednym przypadku obciążenia.

Te same wytyczne podają, że elementy ściskane trzeba projektować na wyboczenie z płaszczyzny. Mówią, że współczynnik redukcyjny kontroluje wyboczenie i że wynika on ze smukłości pręta. Smukły pręt może wyginać się w bok, dlatego ważne są jego długość i sposób podparcia. Wytyczne dotyczą elementów stalowych. Dla drewna serwis JRC Eurocodes wskazuje Eurokod 5 (EN 1995), który dotyczy projektowania budynków i innych obiektów budowlanych z drewna.

Czym zastrzał różni się od ściągu, rozpory i krokwi?

Słowacki słowniczek definiuje każdy element według jego zadania i położenia. Poniższa tabela podaje definicje w skróconej formie.

Element	Definicja ze słowniczka
Zastrzał (vzpera)	Skośny element podporowy lub usztywniający, który przenosi siły ściskające
Rozpora (rozpera)	Poziomy element, który przenosi siły ściskające między słupami lub innymi elementami
Pasik (pásik)	Krótki element narożny, który usztywnia ramę między słupem a płatwią (ližina) lub rozperą (rozpera)
Jętka (hambálok, collar beam)	Poziomy element, który rozstawia krokwie i ściąga je razem, łączony za pomocą połączeń ciesielskich
Ściąg (väzný trám, tie beam)	Podstawowa pozioma belka poprzeczna dachu, zwykle opierająca się na murłatach
Krokiew (krokva, rafter)	Skośny element, zwykle parami, w każdym przęśle poprzecznym, który przenosi pokrycie dachowe
Płatew (väznica, purlin)	Pozioma belka podłużna, która podpiera krokwie

Czeski przewodnik konserwatorski, który ponownie publikuje Pamiatkový úrad SR, dodaje uwagę o ściągach. Zwykle podtrzymują one słupy lub skośne zastrzały. Nadają też dachowi sztywność poprzeczną, przejmując poziomą siłę od elementów skośnych, czyli krokwi i zastrzałów. Ściąg i zastrzał działają więc razem.

Jakie są częste błędne przekonania o zastrzałach?

Pierwsze błędne przekonanie głosi, że każdy ukośnik w kratownicy jest zastrzałem. Wytyczne dotyczące konstrukcji stalowych pokazują co innego. W klasycznej kratownicy Pratta przekątne pracują na rozciąganie pod obciążeniem grawitacyjnym. W kratownicy Warrena pracują naprzemiennie na rozciąganie i ściskanie. Siła w przekątnej zależy od rodzaju kratownicy i od kierunku obciążenia.

Drugie przekonanie mówi, że zastrzał to element wyłącznie drewniany. Kratownice stalowe również mają pręty ściskane i obowiązują w nich te same dwa stany sił. Trzecie przekonanie zakłada, że zastrzał to drobny element, który cieśla może usunąć, aby zrobić miejsce na poddaszu. Słowniczek dachowy wymienia zastrzały i krzyżulce wśród elementów układów stabilizujących dach. Projektant musi sprawdzić, co się stanie z konstrukcją po usunięciu jednego z nich.

Jakie drewno jest potrzebne na zastrzał?

Norma STN EN 338 określa klasy wytrzymałości drewna konstrukcyjnego. Tytuł słowackiego wydania brzmi: Drewno konstrukcyjne. Klasy wytrzymałości (Konštrukčné drevo. Pevnostné triedy). Katalog ÚNMS wskazuje ją jako obowiązującą. Została wydana w sierpniu 2016 roku jako identyczne przyjęcie normy EN 338:2016. Francuska wersja normy opisuje jej cel jako system klas wytrzymałości ogólnego zastosowania dla norm projektowania konstrukcji. Ta strona nie podaje wartości wytrzymałościowych. Projektant pobiera je z normy dla klasy określonej w projekcie.

Dlaczego zastrzał trzeba sprawdzić przed jakąkolwiek zmianą?

Czeski przewodnik konserwatorski, opublikowany ponownie przez Pamiatkový úrad SR, mówi, że adaptacja poddasza zawsze wiąże się z ingerencją w więźbę dachową. Stwierdza, że ściąg, który podtrzymuje słupy lub skośne zastrzały, wymaga wiarygodnego zastępstwa wszystkich swoich funkcji, jeśli zostanie usunięty. Ten sam przewodnik wskazuje, że w przypadku domu zabytkowego właściciel musi najpierw omówić zamiar z organem ochrony zabytków.

Przecięcie zastrzału, jego przesunięcie lub dodanie obciążenia w jego węźle może więc zmienić drogę przenoszenia obciążeń całej więźby. Właściciele planujący adaptację poddasza lub większy otwór powinni poprosić konstruktora o sprawdzenie istniejącej konstrukcji, zanim rozpocznie się jakiekolwiek prace.