Wydarzenia i nowości Konstrukcje       Publikacje       Producenci Dachy skośne       Publikacje       Producenci Dachy płaskie       Publikacje       Producenci Pokrycia dachowe       Pokrycia ceramiczne             Publikacje             Producenci       Pokrycia cementowe             Publikacje             Producenci       Pokrycia blaszane             Publikacje             Producenci       Papy             Publikacje             Producenci       Gonty bitumiczne             Publikacje             Producenci       Łupek             Publikacje             Producenci       Płyty dachowe             Publikacje             Producenci       Inne             Publikacje             Producenci Dachy zielone       Publikacje       Producenci Dachy odwrócone       Publikacje       Producenci Okno w dachu       Publikacje       Producenci Folie dachowe       Publikacje       Producenci Ocieplenia dachów skośnych       Publikacje       Producenci Ocieplenia dachów płaskich       Publikacje       Producenci Akcesoria dachowe       Publikacje       Producenci Kominy       Publikacje       Producenci Rynny i odwodnienia       Publikacje       Producenci Ochrona odgromowa       Publikacje       Producenci Renowacja       Publikacje       Producenci Chemia budowlana       Publikacje       Producenci Maszyny i narzędzia       Publikacje       Producenci Obróbki blacharskie       Publikacje       Producenci Poddasza       Publikacje       Producenci Wentylacja dachów       Publikacje       Producenci Dom energooszczędny       Publikacje       Producenci Proekologiczne budowanie       Publikacje       Producenci Instrukcje Poradnik       Publikacje       Producenci Dylematy Inne TV Dachy Forum szkół Dla dekarzy       Z życia PSD       Szkolenia Budownictwo w statystykach BHP na budowie Rzeczoznawcy Organizacje branżowe Targi Wydawnictwa Konkursy i szkolenia Kontakt

  Strona główna
 

 

Pobierz odtwarzacz Adobe Flash Player

Stropy betonowe – cz. I

Ze względu na swoje zalety wynikające z dużej trwałości, łatwości wykonania i powszechnej dostępności stropy betonowe szybko zostały upowszechnione zarówno w budownictwie mieszkaniowym jak i ogólnym. Dzięki wiedzy konstruktorów mogą, przy ograniczonej masie własnej zapewnić dużą nośność użytkową. Uważane są za bezpieczne i odporne na degradację techniczną. Od lat są dominującą grupą stosowanych stropów międzykondygnacyjnych. Różnorodność rozwiązań pozwala wybrać typ konstrukcji o najkorzystniejszych w danym typie obiektu cechach. Obok znacznej odporności ogniowej charakteryzuje je także wysoka odporność na agresję biologiczną.

 - Stropy betonowe – cz. I
Rys. 1. Przykłady stropów gęstożebrowych: a) strop skrzynkowy, b) strop Akermana, c) strop DZ-3

Stropy stosowane w budownictwie powszechnym można klasyfikować według różnych kryteriów. Biorąc pod uwagę funkcjonalne np. przeznaczenie stropu. Możliwa jest także klasyfikacja pod względem materiałowym lub zastosowanych schematów konstrukcyjnych. Stropy drewniane omówiliśmy poprzednio. Dziś przypominamy niektóre informacje o stropach betonowych gęstożebrowych monolitycznych i gęstożebrowych z nośnymi elementami prefabrykowanymi. Okazją jest „zmiana warty” wśród obowiązujących norm. Z dniem 1 września 2001 r., przestanie obowiązywać norma PN-84/B-03264, która przez lata pomagała w poprawnym projektowaniu konstrukcji betonowych, żelbetowych i sprężonych. Zastępuje ją norma PN-B-03264:1999. W okresie przejściowym konstruktorzy mogli korzystać z obu w sposób alternatywny.

 - Stropy betonowe – cz. I
Rys. 2. Strop DZ-3 [28]: a) widok aksonometryczny, b) przekrój; 1 – zbrojenie poprzeczne stropu

Zasadniczy wpływ na rodzaj i typ zastosowanego stropu ma funkcja budynku oraz rozpiętość pomiędzy podporami pionowymi, którą zamierzamy przykryć. Podstawowe znaczenie ma także wielkość przewidywanych obciążeń użytkowych i stałych oraz waga własna konstrukcji.

Za stropy gęstożebrowe ceramiczne i betonowe uważa się ustroje żelbetowe, których konstrukcyjne elementy niosące (tzw. żebra) znajdują się w rozstawie nie większym niż co 0,9 m i pracują jednokierunkowo pod wpływem obciążeń zmiennych. W zależności od sposobu i technologii wykonania konstrukcji, rozróżnia się stropy gęstożebrowe – monolityczne (np. ze skrzynką straconą) betonowane na miejscu przeznaczenia, w których elementy wypełnienia stropu nie współpracują z żebrami (regulowała wycofana już norma PN-54/B-03300). Takie ustroje klasyfikowano jako stropy typu I (rys. 1A).
Jako stropy typu II klasyfikowano ustroje żelbetowe wykonywane w miejscu przeznaczenia, w których naprężenia ściskające przenoszone są zarówno przez beton jak i elementy wypełnienia np. pustaki ceramiczne. Przykład takiego rozwiązania konstrukcji stanowią stropy Akermana (rys. 1B i rys. 8). Musiały one odpowiadać wymaganiom wycofanej normy PN-54/B-03301.
Stropami typu III są układy gęstożebrowe – prefabrykowane, montowane na budowie z częściowo prefabrykowanych belek nośnych i służących do wypełnienia przestrzeni między nimi pustaków jednocześnie pełniących rolę szalunku traconego (rys. 1C).

 - Stropy betonowe – cz. I
 - Stropy betonowe – cz. I
  Rys. 3. Rzut aksonometryczny stropu Ceram

Wszystkie typy omawianych stropów w rzucie mają kształt regularny, prostokątny. Stropy gęstożebrowe (a właściwie ich żebra nośne) projektuje się jako belki jednoprzęsłowe swobodnie podparte lub częściowo utwierdzone. Dla stwierdzenia do celów obliczeniowych, częściowego utwierdzenia żeber niezbędne jest jednoczesne spełnienie czterech warunków:
• Oparcie stropu na ścianie następuje za pośrednictwem żelbetowego wieńca, którego szerokość jest równa lub większa niż 5% rozpiętości stropu w świetle między podporami. Jednocześnie minimalna szerokość wieńca przekracza 250 mm, a jego wysokość jest co najmniej równa wysokości projektowanego żebra.
• Pręty górnego zbrojenia żeber nośnych muszą zostać zakotwione w wieńcach za pomocą ukształtowanych na ich końcach haków wpuszczonych minimum na pełną szerokość wieńca. W przypadku, gdy obliczeniowa długość kotwienia przekracza szerokość konstrukcyjną wieńca należy wykonać odgięcie prętów górnych pionowo w dół w obrębie wieńca.
• Pod stropem i nad nim wykonana jest ściana o grubości min. 250 mm z elementów murowanych na zaprawie cementowej lub cementowo-wapiennej, których wytrzymałość przekracza 7,5 MPa.
• Ściana nad stropem winna mieć co najmniej 2,5 m i w górnej części musi zostać trwale utwierdzona.

 - Stropy betonowe – cz. I
 - Stropy betonowe – cz. I
  Rys. 4. Stropy Fert:
a) rzut aksonometryczny, b÷d) przekroje poprzeczne stropów Fert-40, Fert-50 i Fert-60; 1 – beton uzupełniający (B15), 2 – pustak, 3 – belka prefabrykowana

W przypadku, gdy strop gęstożebrowy projektuje się jako swobodnie podparty, a środkami technicznymi nie można zagwarantować przegubowo-przesuwnego podparcia żebra na podporze, niezbędne jest zakotwienie do zbrojenia górnego żeber prętami o przekroju pola wynoszącym 1/5 pola przekroju zbrojenia dolnego żebra. Dodatkowym koniecznym warunkiem jest zapewnienie projektowanemu zbrojeniu zdolności przeniesienia siły rozciągającej o wartości nie mniejszej niż 40 kN dla każdego metra szerokości stropu. W praktyce nie ma potrzeby wykonywania szczegółowych obliczeń dla większości typowych rozwiązań stropów gęstożebrowych. Odpowiednie elementy konstrukcji dobiera się do wartości obciążenia uzupełniającego. Warto pamiętać, że w przypadku kiedy wzdłuż żeber projektowane są ściany działowe na żebro będące podstawą działa 50% jej ciężaru, a po 25% na żebra sąsiadujące. Poprawne projektowanie stropów gęstożebrowych wymaga zastosowania poprzecznych usztywnień zapobiegających występowaniu zjawiska klawiszowania pasm stropu lub żeber nośnych. W tym celu wykonywane są żebra poprzeczne. Ich rozstaw zależy od rozpiętości stropu oraz rodzaju wypełnienia i wartości obciążeń użytkowych. Zwykle uwzględnia się obciążenia zmienne i zastępcze obciążenia ze ścian działowych. Rozstaw żeber usztywniających dla poszczególnych rodzajów stropów podają odpowiednie aprobaty techniczne lub dawniej stosowane normy. Zasady rozmieszczenia żeber rozdzielczych prezentuje tabela 1:

Tabela 1.
Obciążenie użytkowe (zmienne) z uwzględnieniem obciążeń zastępczych od ścian działowych (kN/m2) Strop typ I, z wypełnieniem sztywnym i trwałym
Strop typ II z pustaków zamkniętych o ściankach grubości min. 15 mm
Stropy typ III
Rozpiętość w świetle (m)
Strop typ I skrzynkowy niesztywny
Strop typ II
Rozpiętość w świetle między podporami (m)
Odstępy między żebrami rozdzielczymi – maksymalne wymiary w świetle (m)
q < 3 6,0 5,0 4,5
3 < q <4 5,0 4,5 4,0
4 < q < 6 4,5 4.0 3,5
q > 6 4,0 3,5 3,0

Każde żebro rozdzielcze winno być zbrojone nie mniej niż dwoma prętami, które są w stanie przenieść siłę rozciągającą o wartości liczbowej odległości rozstawu żeber (1i) pomnożonego przez 40 kN. Górne i dolne pręty należy łączyć strzemionami, które należy umieszczać w osi pól między żebrami nośnymi. Dla zapewnienia dostatecznej wytrzymałości żeber usztywniających ich wysokość musi być równa wysokości żeber nośnych, a szerokość wynosić od 80 do 100 mm. Stosowanie żeber szerszych (przy typowych wysokościach konstrukcyjnych stropu) jest nieuzasadniona i prowadzić może do nadmiernego wzrostu ciężaru elementu. Stosując pewne uproszczenie, możemy powiedzieć, że w większości przypadków wysokość elementów konstrukcyjnych stropów tego typu wynosi 1/30 rozpiętości, jeśli mamy do czynienia ze stropem swobodnie podpartym to jego stosunek wysokości konstrukcji do rozpiętości wynosi 1/25.

Jeśli konstrukcja stropu przewiduje wykonanie płyty nadbetonu o grubości nie mniejszej niż 4 cm, a rozstaw żeber rozdzielczych nie przekracza 4 m, to dla obliczania sił wewnętrznych możemy taki strop traktować jak płytę pełną.

 - Stropy betonowe – cz. I
Rys. 5. Przekroje poprzeczne stropów EF45 o wysokości konstrukcyjnej: a) 200 mm, b) 260 mm, c) 230 mm, d) 300 mm; 1 – styropian

Strop skrzynkowy
Stosowano je dla uzyskania stropów o rozpiętości w granicach 7–9 m, a także dla konstrukcji, których zadaniem miało być przenoszenie znacznych obciążeń użytkowych. Stropy skrzynkowe wykonuje się dwuetapowo. Pierwszy etap, to wykonanie zbrojonej płyty dolnej o grubości ok. 40 mm. Na niej ustawia się tracone skrzynki wypełnienia i uzupełnia się zbrojenie górne oraz pręty przenoszące siły poprzeczne przypodporowe. Żebra nośne w tego typu stropach mają wysokości w granicach 250–500 mm, przy szerokości 100–150 mm. Minimalna grubość płyty górnej musi wynosić 40 mm, choć często spotyka się konstrukcje, w których grubości górnej dochodzą do 100 mm. Niektóre stropy skrzynkowe mogą przypominać swoim wyglądem monolityczne stropy kasetonowe. Materiałem wypełniającym przestały być skrzynki z drewna. Obecnie powszechnie stosowane są wypełnienia formowane z blach profilowanych lub tworzyw sztucznych.

Strop Akermana
Jest stropem monolitycznym, w którym zastosowano wypełnienie z pustaków ceramicznych. Stosowane elementy wypełniające mają wysokości 150, 180, 200 i 220 mm przy długości 195 lub 295 mm. Wykonanie stropu polega na ułożeniu pasm pustaków (z przesunięciem w sąsiednich rzędach o 1/2 długości – mijankowo) na wcześniej przygotowanym szalunku. Następnie żebra zbroi się pojedynczymi prętami dolnymi, zawieszonymi przy pomocy strzemion wykonanych z prętów 4,5 mm (rys. 8). Wystarczające jest rozstawienie 3 szt. strzemion na mb żebra nośnego. Zagęszczenie ich ilości (nawet co 5 cm) konieczne jest w strefach przypodporowych ze względu na występujące znaczne siły poprzeczne. Dodatkowo dla łatwiejszego przeniesienia tych sił można przy podporze zastosować w każdym paśmie po 2 pustaki o mniejszej wysokości. W stropie Akermana osiowy rozstaw żeber nośnych wynosi 310 mm. Płyta betonowa stropu powinna mieć grubość 30–40 mm (w praktyce spotykamy 40–60 mm). Konieczne jest stosowanie betonu klasy B 20. Maksymalne rozpiętości zależą od grubości płyty nadbetonu i dla stropów swobodnie podpartych nie należy konstruować ich powyżej rozpiętości 7 m.

 - Stropy betonowe – cz. I
Rys. 6. Przekroje poprzeczne stropów: a) Teriva I, b) Teriva I bis, c) Teriva II i III

Stropy z elementami prefabrykowanymi
Stropy tego rodzaju, to najliczniej występująca grupa stropów gęstożebrowych. Mieszczą się w niej zarówno stropy całkowicie betonowe jak i składające się z elementów ceramicznych i ceramiczno-betonowych. Wszystkie łączy idea polegająca na montowaniu z dostarczonych na budowę belek nośnych żelbetowych lub ceramiczno-żelbetowych i pustaków wypełnienia, szalunku traconego. Belki nośne posiadają wbudowane zbrojenie pasa dolnego. Natomiast zbrojenie nadporowe (górne) mocowane jest do strzemion belek (np. DZ, SZ-ITB) lub stanowi element kratownicowych belek (TERIWA, CERAM, FERT, EF45).

W przypadku stropów z belkami pełnymi (np. stropu DZ-rys. 2) należy pamiętać, że elementy o rozpiętościach powyżej 4,5 m nie są w stanie przenosić obciążeń powstających podczas montażu stropu, dlatego niezbędne jest ich podparcie w połowie długości belek. Usunięcie podpór może nastąpić dopiero po uzyskaniu przez beton płyty górnej 70% projektowanej wytrzymałości (> 10 MPa). Belki stropu DZ 3 produkowane są od długości 2360 mm, co 300 mm do wymiaru 6960 mm. W konstrukcji belek stropu serii DZ strzemiona zbrojenia belek są wypuszczone na ok. 30 mm ponad górną krawędź elementów i pozwalają na dobre zaczepienie belki w betonie uzupełniającym (właściwie ich „zawieszenie” w betonie uzupełniającym). Z końców belek wyprowadzone są pręty pozwalające na ich kotwienie w wieńcach konstrukcji. Spotykane jest także dowiązywanie dodatkowych prętów kotwienia belek do wystających, górnych części strzemion. Należy dodać, że dla uzyskania właściwego podparcia stropu DZ 3 na podporach pionowych należy uzyskać oparcie na długości min. 80 mm (konstrukcja stropu przewiduje oparcie na ścianach grubości co najmniej 250 mm). Wykonanie żeber usztywniających realizuje się przez umieszczenia dolnego pręta w otworach wykonanych fabrycznie w poprzek belek. Górny pręt mocuje się do wystających części strzemion belek. Szczelinę dla żebra rozdzielczego uzyskuje się przez rozsunięcie zaślepionych pustaków na szerokość ok. 100 mm. dla wzmocnienia konstrukcji pod ścianki działowe możliwe jest tworzenie podciągów z dwóch belek umieszczonych obok siebie i wzmocnionych betonem wypełniającym. Stosuje się także zatapianie belek w podciągach monolitycznych o przekrojach większych niż 300×200 mm.

 - Stropy betonowe – cz. I
Rys. 7. Strop ceramiczno-żelbetowy CERIT – przekrój aksonometryczny

Dążenie do obniżenia ciężaru elementów prefabrykowanych stropów gęstożebrowych i potrzeba uzyskania silnie zmonolitowanej konstrukcji spowodowała rozwój stropów z belkami nośnymi w formie przestrzennych kratownic. Takie rozwiązanie pozwala na ułatwienie montażu elementów prefabrykowanych i daje możliwość uzyskania lepszego wykorzystania powiązania stali z betonem wypełniającym żebra konstrukcyjne. Nowy sposób myślenia znalazł odbicie w konstrukcjach stropów CERAM (rys. 3) i FERT (rys. 4). Stropy CERAM konstruowano dla rozstawu belek co 40, 45, 50 i 60 cm. W zależności od rozpiętości i projektowanych obciążeń zmiennych stropu, stosowano pustaki ceramiczne o wysokości: 170, 200, 230 mm. Dopuszczalne obciążenie tego typu stropu musi być zgodne z normą PN-B-82022: 1997 i zależy od odmiany belek i ich rozstawu w ustroju. Podobnym stropem jest stosowany od lat siedemdziesiątych strop FERT i jego modernizacja z lat osiemdziesiątych strop EF (rys. 5). Obie konstrukcje oparto o nośne belki kratownicowe z ceramiczną kształtką uzupełnioną żelbetem w pasie dolnym. Oba stropy posiadają wypełnienie z pustaków ceramicznych cienkościennych. Podobieństwo występuje również pod względem konstrukcyjnym. Oba stropy zaprojektowano jako swobodnie podparte. W obu przypadkach stosuje się beton uzupełniający klasy B20. Podobne są rozstawy belek i wymiarowe typoszeregi stosowanych pustaków. Nieznacznie różni się także odpowiednia dla nich nośność ustrojów i maksymalne rozpiętości między podporami. Równie szybko upowszechniły się stropy typu TERIVA. Obecnie stosowane są aż cztery jego odmiany, różniące się między sobą rozstawem belek-żeber nośnych oraz wysokością stosowanych w nich pustaków wypełnienia. Zakładana wysokość stropu mieści się w granicach od 240 mm (Teriva I) do 350 mm (Teriva II i III). Przekroje i schemat konstrukcji widoczne na rys. 6. W niektórych regionach kraju powszechnie stosowanym stropem jest prefabrykowano-monolityczny strop CERAM. Właściwie można mówić o całym systemie. Stosowane są aż cztery rodzaje belek w zależności od ich osiowego rozstawu przy konstruowaniu stropu. Zależnie od rodzaju pustaków wyróżnia się dwa rodzaje belek. Pustaki wypełnienia występują w czterech rodzajach, dwóch typach i dziewięciu odmianach różniących się wysokością konstrukcyjną i długością oraz kształtem. Ponadto belki np. typu A nie pasują do pustaków typu B itd. Itd. Ze względu na te komplikacje strop należy zakupić „w komplecie”. Dopasowanie elementów odbywa się według specjalnej tabeli. Wydaje się, że strop CERAM jest zbyt skomplikowany, zwłaszcza, że nie wyróżnia się pomiędzy innymi ani szczególnie dużą nośnością (3,7 kN/m2) ani większą od innych stropów gęstożebrowych rozpiętością. Szczupłość miejsca pozwala jedynie na zasygnalizowanie typów konstrukcji i ograniczony przegląd typów najpowszechniej stosowanych stropów gęstożebrowych.

 - Stropy betonowe – cz. I
Rys. 8. Strop Akermana: a) rzut aksonometryczny, b) przekrój poprzeczny, c) obliczeniowy przekrój żebra, d) żebro pod ścianą działową.

Na koniec jeszcze kilka zdań o szczególnie ważnym składniku konstrukcji budynku, o wieńcach. Są one niezbędnym elementem konstrukcji stropów. Wieńce wykonuje się w formie żelbetowego pierścienia opasającego strop każdej kondygnacji. Dzięki swojej konstrukcji usztywniają one budynek, zapobiegając jednocześnie występowaniu pęknięć i zarysowań ścian w razie nierównomiernego rozkładu naprężeń wynikających z osiadania konstrukcji lub różnorodnego użytkowania poszczególnych części budynku. Wieńce, jako elementy wzdłużnie zbrojone pozwalają także na równomierny rozkład sił pochodzących z obciążeń od elementów konstrukcji wbudowanych na wyższych kondygnacjach. Poprawność ich wykonania decyduje, obok stropów, o sztywności konstrukcyjnej budynku.

Piotr Wierzelewski
W tekście wykorzystano rysunki i tabelę z książki Wł. Starosolskiego „Konstrukcje żelbetowe” Wykorzystano rysunki z książki autorstwa Hanny Michalak i Stefana Pyraka „Domy jednorodzinne, konstruowanie i obliczanie”, foto firmy Wienerberger.

WARSTWY – DACHY i ŚCIANY 4'2001

 
 
do góry



Nasze portale



Partnerzy

  Kontakt