Dlaczego żelbetowy szkielet umożliwia nietypowe rozwiązania funkcjonalne w domu murowanym?
We współczesnych domach murowanych zastosowanie żelbetowych stropów i schodów jest obecnie normą. Mają one dużą nośność, sztywność i trwałość, a do tego są odporne na wysoką temperaturę, co w razie pożaru ma istotne znaczenie dla bezpieczeństwa mieszkańców. Nic więc dziwnego, że prawie całkowicie zastąpiły one nie tylko stropy, ale i schody drewniane. Mniej oczywista natomiast mogłaby się wydawać potrzeba stosowania w takich domach żelbetowych belek i słupów, skoro za przenoszenie na fundamenty występujących w nich obciążeń powinny odpowiadać murowane ściany.
Prawda jest jednak taka, że w większości domów jednorodzinnych – także tych, które zostały wybudowane nawet kilkadziesiąt lat temu – ważne funkcje konstrukcyjne pełnią szkielety, składające się z żelbetowych słupów i belek. Podyktowane jest to ich dużą nośnością i sztywnością – słupów na ściskanie i zginanie, a belek na zginanie – przy stosunkowo małych przekrojach poprzecznych (Fot. 1).
Zobacz: Co najbardziej odróżnia beton od innych materiałów stosowanych do budowy domu?
Dla stabilności i trwałości domu duże znaczenie ma również to, że jedynie wykonane z żelbetu elementy konstrukcyjne można połączyć ze sobą w sposób ciągły, czyli monolitycznie, bez łączników mechanicznych. Dzięki temu tworzą one mocny i sztywny szkielet konstrukcyjny, w którym pojedyncze elementy współpracują ze sobą w przenoszeniu wszelkiego rodzaju występujących w domu obciążeń. Ponieważ bardzo często współpracy tej nie uwzględnia się podczas projektowania konstrukcji budynku, więc w rzeczywistości jest ona mocniejsza i sztywniejsza niż wynikałoby to z obliczeń inżynierskich.
Zobacz: Dlaczego konstrukcje monolityczne można wykonywać tylko z żelbetu?
Słupy i belki żelbetowe w ścianach nośnych
Wzmacnianie słupami żelbetowymi wybranych miejsc w ścianach domu podyktowane jest nie tylko ich większą zdolnością do przenoszenia pionowych obciążeń ściskających niż murów o takich samych wymiarach przekroju poprzecznego. Przede wszystkim – w przeciwieństwie do murów – słupy żelbetowe są w stanie – dzięki stalowemu zbrojeniu – przejąć także przekazywane na ściany obciążenia poziome, powodujące ich zginanie. Do tego słupy żelbetowe są również zdecydowanie bardziej odporne na wyboczenie niż murowane ściany domu.
Jednym z przykładów współpracy ścian nośnych z elementami żelbetowego szkieletu jest miejsce oparcia na nich krokwi dachowych (Fot. 2). Dzięki trwałemu połączeniu z wykonanymi w grubości ścian żelbetowymi słupami, żelbetowe wieńce są w stanie przejąć bezpiecznie pionowe naciski i poziomy rozpór, przekazywany na nie przez krokwie więźby dachowej.
Szkielet żelbetowy umożliwia też wykonanie drewnianego dachu stromego o znacznej rozpiętości (Fot. 3) bez podpierania jego krokwi – mniej więcej w środku ich długości – dodatkowymi konstrukcjami stolcowymi, składającymi się z drewnianych płatwi, słupów i mieczy. Takie rozwiązanie pozwala na dowolne zagospodarowanie dwukondygnacyjnej przestrzeni pod połaciami dachu – nie jest ona bowiem podzielona żadnymi elementami konstrukcyjnymi.
Zobacz: Dlaczego ściany domów z żelbetowym szkieletem konstrukcyjnym są odporne na uszkodzenia?
Zastosowanie żelbetowych słupów i belek w ścianach zewnętrznych domu umożliwia również wykonanie w nich wielkowymiarowych przeszkleń (Fot. 4). Dotyczy to także szerokiego i pełnej wysokości otworu w ścianie zewnętrznej, umożliwiającego montaż w nim bramy garażu dwustanowiskowego (Fot. 5).
Korzyści funkcjonalne ze szkieletu żelbetowego
Zastosowanie żelbetowych belek i słupów, połączonych ze sobą monolitycznie w szkielet, nie tylko wzmacnia konstrukcyjnie budynek i jego ściany nośne oraz czyni go w znacznej mierze odpornym na nierównomierne osiadanie gruntu. Dodatkowo umożliwia także dowolne i łatwe do późniejszej zmiany rozwiązania funkcjonalne powierzchni parteru lub piętra, które nie są możliwe do zrealizowania w domach, których wnętrze jest trwale podzielone murowanymi ścianami nośnymi (Fot. 6).
Rzadziej spotykanym przykładem wykorzystania szkieletu żelbetowego, składającego się z podciągu i podpierających go słupów, jest drewniany strop poddasza (Fot. 7). Dzięki niemu drewniane belki mają dodatkowe i mocne podparcie, bez którego strop ten nie mógłby mieć rozpiętości równej rozstawowi ścian zewnętrznych domu. Ważne też, że przy takim rozwiązaniu przestrzeń ostatniej kondygnacji pozostaje otwarta pod względem funkcjonalnym.
Korzyści z zastosowania żelbetowego szkieletu w domu jednorodzinnym nie muszą dotyczyć jedynie jego pojedynczych kondygnacji. Takim ciekawym, choć niezbyt często spotykanym przykładem tego jest dom, w którym dzięki szkieletowi żelbetowemu połączono w jedną przestrzeń części dwóch kondygnacji (Fot. 8). Z pewnością o zaletach żelbetu świadczy to, że nie tylko jest ona osłonięta z dwóch stron wielkopowierzchniowymi przeszkleniami, ale i przykryta stropem dużego tarasu (Fot. 9).
Zobacz: Dlaczego żelbet świetnie nadaje się do rozbudowy konstrukcji istniejącego domu?
Tylko z pewnego cementu
Oczywiście żelbetowe konstrukcje domu tylko wtedy bardzo długo zachowują swoje parametry techniczne, gdy do przygotowania mieszanki betonowej, z której zostały wykonane, użyto pewnego cementu, wyprodukowanego w Polsce lub innym kraju Unii Europejskiej. Użycie cementu o innym pochodzeniu nie daje gwarancji, że będzie on spełniał wymagania obowiązującej normy cementowej oraz charakteryzował się możliwie niskim śladem węglowym.
Tym bardziej nie będzie dużego pożytku z betonowych i żelbetowych elementów domu, jeśli zostaną one wykonane z betonu, w którym spoiwem jest mieszanka cementowo-popiołowa o najczęściej nieznanym składzie. Na szczęście obecnie do wykonania większości betonowych i żelbetowych elementów konstrukcyjnych nawet niewielkiego domu używa się teraz mieszanek, dostarczanych na budowę betonowozami z profesjonalnej wytwórni betonu towarowego. Jest bowiem więcej niż pewne, że nie zaryzykuje ona użycia jakiejkolwiek mieszanki cementowo-popiołowej, ani też cementu pochodzącego spoza Unii Europejskiej, do przygotowywanych przez siebie mieszanek betonowych.
WIĘCEJ NA TEN TEMAT
Dlaczego na budowie domu warto używać tylko pewnego cementu?
Do czego w konstrukcjach żelbetowych stal jest potrzebna betonowi, a beton – stali?
Dlaczego obecnie fundamenty domu wykonuje się wyłącznie z betonu?
Dlaczego w domu jednorodzinnym lepiej mieć schody żelbetowe niż drewniane?
Dlaczego nawet osiowo ściskane słupy z betonu potrzebują zbrojenia ze stalowych prętów?
Dlaczego konstrukcje z betonu są – bardziej niż z innych materiałów – odporne na ogień?