Dachy - Stropy betonowe cz. II

O doborze typu stropu decyduje przede wszystkim przeznaczenie i rodzaj budynku, rozpiętości między podporami oraz rodzaj i wartość przewidywanych obciążeń. Konieczne jest także uwzględnienie wymagań w zakresie odporności ogniowej. W budynkach jednorodzinnych zwykle zaleca się stosowanie stropów, które można montować bez konieczności korzystania z ciężkiego sprzętu. Realizacje budynków wielomieszkaniowych i użyteczności publicznej, pozwalają na stosowanie w konstrukcji elementów wielkowymiarowych.

Stropy płytowe, monolityczne, zbrojone jednokierunkowo lub dwukierunkowo – płyty jednopolowe
Stanowią stropy pełne monolityczne wykonywane bezpośrednio w miejscu wbudowania. Wymagają pełnego szalowania dolnej płaszczyzny, stąd do ich wykonania niezbędne jest zużycie znacznych ilości drewna (tarcza szalunku i stemple) lub kosztownych, zwłaszcza dla inwestorów prywatnych szalunków systemowych. Stropy wymagają znacznego nakładu pracy na budowie (konieczność przygotowania zbrojenia) i znacznie wydłużają czas wykonania. Stosowane są do przykrycia pomieszczeń o ograniczonych rozpiętościach międzypodporowych – płyty zbrojone jednokierunkowo nie przekraczają 3–3,5 m, a płyty zbrojone krzyżowo 4–5 m. Grubość płyty betonu monolitycznego takich stropów nie może być mniejsza niż 60 mm. Zbrojenie płyt pracujących jednokierunkowo składa się z prętów głównych, równoległych do kierunku zginania oraz prostopadle do nich ułożonych prętów rozdzielczych. Ich rozstaw nie powinien przekraczać 30 cm, i należy przeprowadzić mocowanie ich (zbrojarskie) do prętów zbrojenia głównego. Płyty stropów pracujących jednokierunkowo wystarczy w większości przypadków zazbroić dołem (Rys. 1.). W praktyce jednak, obliczona wartość momentu może mieć charakter ujemny i wówczas konieczne jest zbrojenie strefy przypodporowej także górą. W tym celu należy dokonać odgięcia 33–50% prętów pracujących w prześle. Podobne zasady stosowane są do wykonania płyt zbrojonych dwukierunkowo – krzyżowo.

Płytowe stropy pełne wykonywano także jako elementy prefabrykowane, produkowane w wytwórniach. Stanowiły one składnik systemu OWT-67. Stosowano płyty zbrojone krzyżowo, posiadające „zamki” ułatwiające współpracę sąsiadujących ze sobą elementów i mające ograniczyć zjawisko klawiszowania. Dodatkowy warunek stanowiła konieczność podparcia każdej płyty na trzech krawędziach bocznych. Niestety ich mała grubość i struktura powoduje, że spełnienie normy w zakresie tłumienia dźwięków było trudne nawet w przypadku stosowania pogrubionych warstw izolujących.
Stropy płytowe pełne, o grubościach 60–100 mm wykazują odporność ogniową: 30 min. Obecnie stosowane są przede wszystkim w budownictwie jednorodzinnym.

Rys. 2. Płyta stropowa prefabrykowana PS: a) przekrój poprzeczny, b) zakończenie łapami (rzut z góry).

Stropy prefabrykowane
Stropy betonowe, prefabrykowane. Wykonywane z elementów o szerokości 120 cm i 60 cm. Wysokości płyt od 20 do 26,5 cm. Służą do przykrywania przestrzeni międzypodporowych o rozpiętościach do 6,0 m (warunkowo do 7,2 m). Płyty zbrojone są wzdłużnie w pasie dolnym. Pas górny, pracujący na ściskanie, nie musi być zbrojony, z wyjątkiem przestrzeni przypodporowych posiadających zbrojenie przeciwdziałające działaniu sił ścinających. Otwory we wnętrzu stropu o przekroju kolistym, umiejscowione w strefie obojętnej, o średnicy 185 mm. Prefabrykaty wykonywane są z betonu marki B20 lub wyższej. Wiązanie i dojrzewanie betonu przebiega w podwyższonej temperaturze. Wykonywane są w formach. Inną odmianą żelbetowego stropu prefabrykowanego są elementy typu PS. Płyty stropowe wykonane są z betonu klasy B20, z wypełnieniem z autoklawizowanego betonu komórkowego odmiany 600. Element nośny stropu stanowią skrajne, wzdłużne żebra płyty oraz pracująca na ściskanie płyta górna o grubości 6 cm. Elementy produkowane są o rozpiętościach modularnych: 2,4–6,0 m, ze stopniowaniem co 0,30 m. Każda płyta posiada na zakończeniach montażowe „łapy” o długości 10 cm, które zostały stworzone jako wystające elementy żeber podłużnych. Oparcie stropu na ścianach konstrukcyjnych lub zatopienie w podciągach może nastąpić tylko za ich pośrednictwem. Stropy PS (rys. 2), dostępne są w dwóch wariantach nośności (podstawowej – obciążenie stałe do 4,3 kN/M2, zmienne w tym do 2,0 kN/m2 oraz wzmocnione: obciążenie zewnętrzne do 7,3 kN/m2 w tym zmienne do 5 kN/m2).

Stropy z płyt sprężonych
Obecnie produkowane w dwóch zasadniczych odmianach: stropy o gładkiej dolnej powierzchni i stropy z wystającymi dołem zebrami. Te ostatnie znajdują zastosowanie w przypadku konieczności konstruowania w obiektach przemysłowych stropów o dużych rozpiętościach (nawet do 30 m). Pod względem geometrycznym najpowszechniej produkowane są konstrukcje w układzie TT, czyli dwużebrowe o szerokości 3,6 m. Wymagania statyczne przy stosowanych rozpiętościach międzypodporowych, wymuszają wytwarzanie elementów o wysokości 0,8–1,2 m. Omawiany typ przykryć stanowi rzadkość w naszym kraju. Inną odmianą stropów sprężonych są produkowane u nas stropy o gładkiej płaszczyźnie dolnej. Stanowią rozwinięcie prefabrykowanych stropów z płyt kanałowych (Fot. 1–3). Zasadnicza zmiana dotyczy rodzaju stosowanego zbrojenia. Zamiast zbrojenia prętami strefy rozciąganej, wprowadzono zbrojenie naprężonymi strunami ze stali o wytrzymałości 1600–2500 MPa. Stosowane sploty mają średnicę 12,5–16 mm. Płyty wykonywane są z betonów klasy B-40, choć producenci deklarują możliwość stosowania betonów klas B-50–B55, jeśli wymagać tego będą względy konstrukcyjne (spełnienie wymagań statycznych stropu). Sprężenie płyt kanałowych pozwala na uzyskanie rozpiętości do 8 m (płyta grubości 15 cm), a nawet do 18 m (płyta grubości 42 cm). Najpowszechniej produkowane są obecnie elementy o grubości 26,5 cm pozwalające na uzyskiwanie rozpiętości międzypodporowej do 13 m (13,2 m). Gotowe płyty mają szerokość podstawową 1,20 m. Możliwe jest ich cięcie wzdłużne w osiach otworów. Producenci dostarczają także elementy wykonane fabrycznie o szerokości 0,6 m. Wytwarzane obecnie stropy, dzięki sprężeniu płyt ulegają odkształceniu odwrotnemu przed wbudowaniem (strzałka dodatnia wynosi zwykle 0,5–4,0 cm stosownie do grubości elementów), dzięki czemu nie występują problemy z ugięciem stropu. Mogą natomiast powstać kłopoty podczas montowania obok siebie płyt o różnej długości i różnym sprężeniu. Jednocześnie należy dodać, że na podstawie przeprowadzonych badań pod względem współpracy płyt sąsiadujących poddanych działaniu sił skupionych, potwierdzono, że oprócz płyty obciążanej współpracują z nią co najmniej dwie płyty sąsiednie. Ma to praktyczne znaczenie polegające na ograniczeniu zjawiska tzw. „klawiszowania” elementów eksploatowanego (obciążanego nierównomiernie) stropu. Stropy z kanałowych płyt sprężonych posiadają odporność ogniową 60 min. Ich izolacyjność akustyczna zależy od grubości zastosowanych elementów i mieści się w granicach 49–54 dB (dla płyt gr. 32 cm – 56 dB). Znajdują zastosowanie głównie w obiektach użyteczności publicznej.
Rys. 3–6.

Fot. 4.
Zbrojenie kratownicowe
Nadbeton
Płyta Filigran
Siatka zbrojenia wewnętrznego
Strop Filigran składa się:
– z płyty prefabrykowanej o grubości 5 cm – z górnym zbrojeniem przęsłowym,
– z warstwy betonu monolitycznego wykonanego na budowie z ewentualnym zbrojeniem dodatkowym.

Na indywidualne zamówienie płyty mogą być wykonane:
– max długość: 7,20 m
– max szerokość: 2,40 m
– wysokość całkowita stropu h-18, 20, 22, 24 cm
– kształt i wcięcia dowolne
– beton w płytach B-25

Stropy prefabrykowane-monolityczne
To rodzaj stropów dostępny od kilku lat także na krajowych budowach. Strop składa się z płyt prefabrykowanych, zbrojonych krzyżowo o grubości 5–7 cm i nadbetonu wykonywanego na budowie, którego grubość wynika z obliczeń statycznych stropu i nie może być mniejsza niż 7 cm (przy otulinie prętów górnych dźwigarków kratowych 1,5 cm). Stropy zespolone pozwalają na swobodne kształtowanie i wymiarowanie płyt, które łączą w sobie funkcje „podwieszanej” (dzięki przestrzennym dźwigarkom i prętom górnym) w nadbetonie płyty konstrukcyjnej (zbrojonej) i jednocześnie stanowią szalunek tracony (Fot. 4). Płyty posiadają dolną płaszczyznę gładką, nie wymagającą tynkowania. Natomiast górna płaszczyzna płyt fabrycznie zostaje ukształtowana w taki sposób, aby ułatwiała znaczne zwiększenie tarcia na styku z betonem monolitycznym. Dzięki temu stropy zespolone stanowią unowocześnioną wersję stropów monolitycznych. Technologia wykonania wymaga, aby znaczną część koniecznego zbrojenia montować bezpośrednio na budowie (całość zbrojenia górnego). Stosowanie prętów poprzecznych do styków płyt zapobiega powstawaniu rys naprężeniowych. Montaż stropu przeprowadza się z zastosowaniem podpór o rozstawie 1,7 do 2,0 m. Wykonanie nadbetonu należy poprzedzić obfitym zmoczeniem płyty dolnej. Konieczne jest stosowanie betonu monolitycznego marki powyżej B20 oraz jego pielęgnacja podczas dojrzewania. Pod względem odporności ogniowej i izolacyjności akustycznej stropy omawianego typu muszą odpowiadać wymaganiom stawianym stropom monolitycznym.

Podsumowanie
Różnorodność zastosowań i wymagania nowych koncepcji architektonicznych, stawiają przed konstruktorami wymaganie dotyczące zwiększenia rozpiętości międzypodporowej stropów. Właśnie stosowanie, nie lubianych przez architektów, „prefabrykatów” pozwala na umożliwienie swobodnego kształtowania wnętrz, powodując ograniczenie występowania nadmiernej ilości ścian lub innych elementów nośnych konstrukcji. Różnorodność dostępnych rozwiązań umożliwia dobór rodzaju stropu zależnie od przeznaczenia i rodzaju budynku. Może powyższa prezentacja (razem z częścią I) pozwoli uniknąć nieuzasadnionego stosowania stropów z płyt kanałowych w realizacjach domów jednorodzinnych i stropów gęstożebrowych w budynkach użyteczności publicznej.

Piotr Wierzelewski
PREFABET BIAŁE BŁOTA, PREFABET GOLUB DOBRZYŃ
Rysunki: YTONG, dr inż. Hanna Michalak

Stropy betonowe cz. II

Nasze portale

Partnerzy