Gwint pełny czy częściowy - kiedy który

O nośności połączenia decydują średnica, długość zakotwienia, gęstość drewna i kąt wkręcenia. Rodzaj gwintu dobiera się do tego, jak połączenie ma pracować - i właśnie to pytanie mylone jest najczęściej ze wszystkich. Nie chodzi o to, który gwint jest „mocniejszy” - chodzi o to, którą pracę ma wykonać.

Różnica działa mechanicznie, nie marketingowo

Gwint częściowy ma gładki odcinek pod łbem. Ten odcinek nie trzyma się elementu montowanego, tylko przez niego przechodzi. Kiedy gwint wkręca się w element docelowy, wkręt dociąga obie części do siebie - i to jest jego zadanie.

Działa to jednak pod jednym warunkiem: gładki odcinek musi przechodzić przez cały element montowany. Jeśli deska ma 40 mm, a gładka część 30 mm, gwint zaczyna chwytać w górnym elemencie i docisk nie powstaje - szczelina zostaje. To najczęstsza przyczyna sytuacji „użyłem gwintu częściowego, a i tak nie domknęło”.

Z tego samego powodu wkręt z gwintem pełnym potrafi dociągnąć, jeśli w górnym elemencie nawierci się otwór przelotowy o średnicy większej niż gwint. Gwint nie ma się wtedy czego chwycić po drodze i zachowuje się jak częściowy.

Gwint na całej długości trzyma się obu elementów jednocześnie. Nie dociąga niczego, tylko przenosi siłę wzdłuż całego trzpienia. Kiedy zacznie się wkręcać, elementy zostają tam, gdzie były.

Gdzie leży słabe ogniwo

Przy gwincie częściowym o nośności decyduje zwykle nie sam gwint, tylko opór przeciągnięcia łba przez element montowany. Łeb jest tym, co trzyma górną część - a materiał pod nim ma ograniczoną wytrzymałość na docisk. Producent nazywa to wprost: przy gwincie częściowym znacząco mniejszy opór penetracji łba ogranicza wytrzymałość połączenia w montowanym elemencie.

Przy gwincie pełnym łeb nie jest słabym ogniwem, bo nie on przenosi obciążenie. Siła rozkłada się wzdłuż zwojów w obu elementach.

Stąd praktyczna wskazówka: jeśli w projekcie pada wartość nośności na wyrywanie, obok średnicy liczy się głębokość gwintu w elemencie docelowym, gęstość drewna i kąt wkręcenia. A jeśli pada nośność na przeciągnięcie łba, to znak, że mowa o połączeniu dociskowym i gwint częściowy jest tam na miejscu.

Trzeci wariant: gwint dwustrefowy

Obok dwóch klasycznych rozwiązań są wkręty z dwiema strefami gwintu - pod łbem i przy końcówce. Łatwo je pomylić z gwintem pełnym, a jeszcze łatwiej ze sobą nawzajem, bo pod podobnym opisem kryją się dwie konstrukcje o przeciwnym działaniu.

Dociąganie różnicą skoku. Jeśli obie strefy mają różny skok, przy wkręcaniu posuwają się z różną prędkością i ta różnica ściąga elementy do siebie. To rozwiązanie do łączenia dwóch elementów drewnianych na docisk - tam, gdzie połączenie ma być ciasne, a siła ma iść wzdłuż trzpienia, a nie wyłącznie przez łeb.

Utrzymanie odstępu w izolacji nakrokwiowej. Wkręt z podwójnym gwintem do izolacji, taki jak Topduo, robi coś odwrotnego. Gwint przy końcówce trzyma się krokwi, gwint pod łbem - kontrłaty, więc kontrłata zostaje na swoim odstępie, a izolacja między nimi nie jest ściskana. W artykule technicznym producent pisze wprost, że ściskaniu izolacji zapobiega się właśnie wkrętami z podwójnym gwintem - i dlatego Topduo nadaje się zarówno do izolacji odpornych, jak i nieodpornych na ściskanie. Dobór długości opisaliśmy w poradniku o izolacji nakrokwiowej.

Jeśli w opisie produktu widzisz dwie strefy gwintu, sprawdź w karcie, którą z tych prac wykonuje: dociąga czy trzyma odstęp. Żadna z nich nie jest pracą zwykłego wkręta z gwintem pełnym.

Jak wybrać

Sytuacja	Gwint
Element trzeba docisnąć do podłoża - domknięcie szczeliny, klejenie, montaż płyty	częściowy
Wzmocnienie prostopadłe do włókien	pełny
Wzmocnienie belki na ścinanie	pełny
Połączenie krokiew-płatew, zastrzały	pełny albo częściowy - zależnie od geometrii i obciążeń
Renowacja stropu z belek drewnianych	pełny
Mocowanie płyt i poszyć	zależy od łba, nie od gwintu

Węzeł krokiew-płatew producent liczy w swoich przykładach także wkrętem z gwintem częściowym (Paneltwistec) - o wyborze decyduje obliczenie, nie tabela.

Dlaczego „pełny = mocniejszy” to zły skrót

Gwint pełny bywa reklamowany jako lepszy, bo brzmi jak „więcej gwintu”. To mylące na dwa sposoby.

Po pierwsze, w zadaniu dociskowym gwint pełny jest gorszy - nie umie wykonać pracy, o którą chodzi. Po drugie, nośność zależy od zakotwienia, a nie od całkowitej liczby zwojów: liczy się długość gwintu w elemencie docelowym. Wkręt z gwintem pełnym, wkręcony za płytko, ma mniejszą nośność na wyrywanie niż częściowy o właściwej głębokości.

Częsty błąd i jak wygląda

Wkręt z gwintem pełnym użyty tam, gdzie trzeba domknąć szczelinę, jej nie domknie. Zablokuje elementy w tej pozycji, w której je zastał. Jeśli między belkami zostały dwa milimetry luzu, po wkręceniu nadal tam będą - a połączenie będzie wyglądało na wykonane.

Odwrotnie: gwint częściowy we wzmocnieniu poprzecznym daje nośność wyznaczoną przez łeb, a nie przez gwint - czyli znacznie niższą, niż zakładał projekt. To jest defekt, którego nie widać: konstrukcja stoi, a rezerwa, którą projektant policzył, nie istnieje.

Wzmocnienia poprzeczne - gdzie to naprawdę widać

Drewno jest znacznie słabsze w poprzek włókien niż wzdłuż, a przy rozciąganiu różnica jest kilkudziesięciokrotna: dla klasy C24 norma EN 338 podaje wytrzymałość charakterystyczną na rozciąganie 14,5 N/mm² wzdłuż włókien i 0,4 N/mm² w poprzek. Dlatego pęknięcia w belkach biegną wzdłuż włókien, a wzmocnienia mają je zszyć w poprzek.

Wkręt z gwintem pełnym działa tu jak zbrojenie: trzyma się po obu stronach pęknięcia i przenosi siłę rozciągającą przez płaszczyznę, która sama nic nie przenosi. Gwint częściowy w tej roli tylko dociska brzegi do siebie - a docisk nie zastępuje zbrojenia, gdy obciążenie znów je rozsunie.

To jest typowe zastosowanie przy naprawach stropów i wzmocnieniach krokwi, i najczęstszy powód, dla którego w ogóle sięga się po wkręt z gwintem na całej długości.

Co się dzieje przy wkręcaniu - kolejność ma znaczenie

Warto rozumieć przebieg, bo część problemów montażowych bierze się z pomylenia kolejności zdarzeń.

1. Końcówka nacina drewno i wkręt zaczyna się wciągać. Na tym etapie nie ma jeszcze żadnego docisku.
2. Gwint wchodzi w element docelowy. Przy gwincie częściowym gładki trzpień przesuwa się swobodnie w elemencie górnym - dlatego górna część może się jeszcze przemieścić.
3. Łeb dochodzi do powierzchni. Dopiero teraz powstaje docisk i to on domyka szczelinę.
4. Dokręcenie. Po dojściu łba dalszy obrót nadal zwiększa siłę docisku - i robi to aż do momentu, w którym łeb zaczyna się wgniatać w drewno, gwint wyrywa się z materiału albo wkręt się urywa. Dlatego ustaw moment na wkrętarce zamiast dokręcać „aż stanie”: granica nie sygnalizuje się niczym poza przekroczeniem.

Przy gwincie pełnym punkt trzeci nie występuje w tej roli - łeb dochodzi do powierzchni, ale elementy są już związane gwintem i nic się do siebie nie przysunie. Dlatego szczelinę trzeba zamknąć przed wkręceniem, ściskiem albo klinem.

Kąt ma znaczenie

Przy połączeniach na ścinanie wkręty z gwintem pełnym często wkręca się pod kątem, a nie prostopadle. Wkręt ustawiony ukośnie pracuje wtedy głównie na rozciąganie, a nie na zginanie - a na rozciąganie jest znacznie mocniejszy.

Kąt, rozstaw i liczba łączników wynikają z obliczenia, nie z wyczucia. To także powód, dla którego ta sama śruba ma w aprobacie kilka różnych wartości nośności.

Nawiercanie wstępne a gwint

Przy wkrętach konstrukcyjnych o większych średnicach nawiercanie wstępne bywa konieczne z innego powodu niż przy wkrętach tarasowych - nie chodzi o skręcenie łba, tylko o rozłupanie elementu.

Wkręt wchodzący w drewno rozpycha włókna na boki. Blisko krawędzi albo czoła belki ta siła nie ma dokąd uciec i drewno pęka wzdłuż włókien. Im większa średnica i im twardszy gatunek, tym mniejszy zapas.

Producent podaje dla wkrętów konstrukcyjnych końcówki o zredukowanym momencie wkręcania i ograniczonym efekcie rozszczepiania, ale to zmniejsza ryzyko, a nie znosi go. Minimalne odległości bierze się z aprobaty, a ta rozróżnia końcówki. Dla wkrętów obciążonych wyłącznie osiowo, wkręcanych bez nawiercania w elementy o grubości co najmniej 10·d i szerokości co najmniej 8·d lub 60 mm (większa z tych wartości), ETA-11/0024 podaje odległość od czoła a1,c = 10·d i od krawędzi a2,c = 4·d. Dla wkrętów z końcówką typu BS lub rBS DAG te wartości spadają do 5·d i 3·d. Którą końcówkę ma Twój wkręt, sprawdzisz w jego karcie - i to aprobata, a nie wyczucie, mówi, jak blisko brzegu wolno wejść.

Wartości do obliczeń

Nośności charakterystyczne, minimalne rozstawy i odległości krawędziowe znajdziesz w aprobacie ETA-11/0024 i w arkuszu parametrów - oba do pobrania przy produkcie, bez zakładania konta. Nie przepisujemy ich tutaj, bo zależą od średnicy, gatunku drewna, głębokości zakotwienia i kąta wkręcenia. Kiedy aprobata jest potrzebna, a kiedy nie, opisaliśmy w poradniku o ETA.

Produkt

KonstruX z gwintem na całej długości, łeb walcowy - stal ocynkowana, powłoka ocynk niebieski, aprobata ETA-11/0024. W naszej ofercie 30 wariantów: średnice 5,2 / 5,9 / 6,5 / 8,0 mm, długości 80-330 mm.

Producent prowadzi tę rodzinę w szerszym zakresie średnic niż my. Jeśli potrzebujesz wymiaru spoza powyższej listy, napisz do nas - sprawdzimy dostępność, zamiast proponować Ci najbliższy rozmiar „na oko”.

Zwróć uwagę, że KonstruX jest ocynkowany. Do drewna zawierającego garbniki - dębu, modrzewia, kasztana - ocynk się nie nadaje, niezależnie od tego, jak dobrze wkręt sprawdza się konstrukcyjnie.

Krótko

Gwint częściowy dociąga, gwint pełny zszywa. Wybiera się go według zadania, nie według tego, który brzmi mocniej. W zadaniu dociskowym pełny jest gorszy, a we wzmocnieniu poprzecznym częściowy oddaje nośność wyznaczoną przez łeb - czyli znacznie mniejszą, niż policzył projektant. Liczby do obliczeń są w aprobacie, nie w katalogu. I pamiętaj o materiale: najlepszy gwint w ocynku nadal nie pasuje do dębu.