Dlaczego w domach ze stropami żelbetowymi mieszkańcy mogą czuć się bezpiecznie?
Poprawnie zaprojektowane i wykonane stropy żelbetowe mają dużą nośność, zazwyczaj znacznie większą niż to wynikałoby z obliczeń statycznych. Do tego są na tyle sztywne, że nawet pod dynamicznymi obciążeniami nie drgają i nie uginają się w takim stopniu, jak zdarza się to na przykład stropom drewnianym czy stalowym.
Stropy żelbetowe, oparte na murowanych ścianach za pośrednictwem wieńców, usztywniają także bryłę budynku, chroniąc ją przed pękaniem i zarysowaniem.
Obecność stropów żelbetowych daje mieszkańcom na tyle duże poczucie bezpieczeństwa i komfortu, że na co dzień w ogóle nie zwracają na nie uwagi – zwłaszcza że nie skrzypią, gdy się po nich chodzi. Przy czym nie ma znaczenia, czy w domu są stropy monolityczne, czy całkowicie lub częściowo prefabrykowane.
STROPY MONOLITYCZNE
Ten rodzaj stropów – bardzo popularnych w budownictwie wielorodzinnym, biurowym i użyteczności publicznej – jest teraz coraz częściej stosowany także w domach jednorodzinnych (Fot. 1). Zazwyczaj mają one w nich postać płyty, opartej na murowanych ścianach lub żelbetowych podciągach.
Stropy takie wykonuje się w całości na placu budowy na pełnym, najczęściej inwentaryzowanym (powtarzalnym) deskowaniu, wiążąc na nim ich zbrojenie w siatki z prętów stalowych oraz układając gotową mieszankę, przywiezioną z wytwórni betonu (Fot. 2).
Żelbetowa płyta stropowa tylko wtedy jednak będzie miała odpowiednią nośność i trwałość, gdy jej grubość oraz zbrojenie będą zgodne z poprawnie wykonanym projektem konstrukcyjnym. Równie ważne jest też, żeby mieszanka betonowa, o właściwie dobranym składzie i konsystencji, została przygotowana z pewnego cementu, wyprodukowanego w cementowni oraz właściwie ułożona i zagęszczona na deskowaniu, a później starannie pielęgnowana przez pierwsze dni twardnienia betonu.
STROPY CZĘŚCIOWO PREFABRYKOWANE
Spośród różnych rodzajów częściowo prefabrykowanych stropów, w domach jednorodzinnych najczęściej stosuje się gęstożebrowe stropy typu teriva, składające z gotowych belek ze zbrojeniem kratownicowym i stopką betonową, na której opiera się pustaki wypełniające, wykonane przeważnie z keramzytobetonu (Fot. 3).
Na placu budowy, na belkach – podpartych w jednym lub dwóch miejscach stemplowaniem – oraz na ułożonych na nich pustakach, rozkłada się mieszankę betonową (Fot. 4), która wiąże kilkucentymetrową górną płytą wszystkie częściowo prefabrykowane elementy w całość i nadaje stropowi odpowiednią nośność i sztywność.
Częściowo prefabrykowane stropy z pustakami są zazwyczaj jednakowej grubości, niezależnie od tego, jaką mają rozpiętość, dzięki czemu ich sztywność jest szczególnie duża wtedy, gdy odległość pomiędzy jego podporami jest mniejsza od maksymalnej.
Stropy te są przystosowane do przejęcia obciążeń równomiernie rozłożonych. Dlatego gdy trzeba oprzeć na nich na przykład silnie obciążone słupy, podpierające drewnianą więźbę dachową, wzmacnia się je miejscowo – wykonanymi w ich grubości – odpowiednio mocno zbrojonymi belkami żelbetowymi, nazywanymi wylewkami.
STROPY PRZECIĄŻONE
Wszystkie stropy – nie tylko żelbetowe – powinny być obciążane jedynie w stopniu przewidzianym w projekcie. Gdy jednak zdarzy się, że zostały one przeciążone – czego oczywiście zdecydowanie należy unikać – nie musi to wcale oznaczać, że zniszczą się gwałtownie, zwłaszcza jeśli będą to stropy żelbetowe.
Beton jest bowiem materiałem sprężysto-plastycznym, więc wykonane z niego zginane elementy konstrukcyjne po obciążeniu uginają się najpierw tylko w niewielkim stopniu. Jeśli znajdujące się na nich obciążenie nie zostanie usunięte, to dalej będą się one odkształcać przede wszystkim plastycznie, przy czym będzie to proces długotrwały.
Oznacza to, że ugięcia i zarysowania przeciążonego stropu będą przyrastać powoli, co z pewnością odpowiednio wcześnie powinno być zauważone przez domowników. Dzięki temu zdążą oni bezpiecznie ewakuować się z zagrożonego budynku lub – jeśli to będzie możliwe – w sprawny sposób usunąć ponadnormatywne obciążenie z pechowego stropu.
Przy czym forma sygnalizacji zagrożenia ze strony stropów żelbetowych może być dwojakiego rodzaju. Na sufitach stropów zbrojonych w stopniu umiarkowanym, czyli optymalnym, mogą pojawiać się rysy, które przy obciążeniach przekraczających ich nośność zaczną się powoli powiększać i mnożyć.
Inaczej jest wtedy, gdy stropy mają stosunkowo małą grubość i – dla zapewnienia nośności – są silnie zbrojone nie tylko w strefach rozciąganych, ale i ściskanych. Na sufitach takich stropów – z powodu dużej ilości zbrojenia – rysy mogą nie być w ogóle widoczne, ale to wcale nie oznacza, że są bezpieczne.
Takie stropy mają bowiem małą sztywność, co oznacza, że pod dużymi obciążeniami będą się bardzo odkształcać. Ich ugięcia mogą być na tyle znaczne, że – nawet jeśli powstała krzywizna stropu nie zostanie zauważona od strony jego sufitu – to zaczną one budzić niepokój mieszkańców poruszających się po takich „krzywych” stropach.
Generalnie więc lepiej jest dla bezpieczeństwa i komfortu mieszkańców, gdy także stropy monolityczne nie są silnie zbrojone i odpowiednią nośność uzyskują dzięki zwiększonej grubości. Wtedy bowiem mają większą sztywność i znacznie mniej odkształcają się pod wpływem obciążeń (zobacz: Dlaczego bardziej opłaca się zrobić grubszy strop żelbetowy zamiast silnie go zbroić?).
Warto jednak zdawać sobie sprawę, że problemy z silnie zbrojonymi stropami dotyczą przede wszystkim żelbetowych płyt monolitycznych, wykonywanych na placu budowy. Prawie nie zdarza się to w stropach z częściowo prefabrykowanymi belkami, gdyż w ich betonowych stopkach zbrojenie konstrukcyjne umieszczane jest w zakładzie produkcyjnym i nie da się go w sensowny sposób powiększyć na budowie.
Uwaga! Stropy żelbetowe znakomicie sprawdzają się nie tylko w codziennym użytkowaniu. Także w trakcie dużego pożaru, a więc w sytuacji ekstremalnej, pozostają w niezmienionym kształcie. Są bowiem niepalne i nawet w wysokiej temperaturze nie ulegają gwałtownemu zniszczeniu i razem z połączonymi z nimi schodami żelbetowymi zapewniają domownikom bezpieczną pod względem konstrukcyjnym drogę ewakuacji z płonącego budynku (zobacz: Dlaczego konstrukcje z betonu – bardziej niż z innych materiałów – są odporne na ogień?).
PEWNY CEMENT W BETONIE STROPÓW
Oczywiście takie bezpieczeństwo mieszkańcom zapewniają jedynie te stropy żelbetowe, do których wykonania użyto mieszanki betonowej, przygotowanej z pewnego cementu, wyprodukowanego w cementowni. Gdyby do tego celu zastosowani jakąkolwiek mieszankę cementowo-popiołową, to takiej pewności mieszkańcy już mieć nie mogą.
Wszystkie normy projektowania konstrukcji żelbetowych zakładają bowiem, że zostaną one wykonane z mieszanek betonowych, do których przygotowania użyto pewnego cementu, pochodzącego z cementowni, spełniającego wszystkie wymagania, zapisane w przepisach normowych.
Na szczęście do zabetonowania nie tylko płytowego stropu monolitycznego, ale i częściowo prefabrykowanego, potrzeba na tyle dużo mieszanki betonowej, że nie opłaca się jej „wykręcać” na placu budowy w betoniarce.
Dlatego nawet dla małego domu jednorodzinnego beton zamawia się w wytwórni, która – kierując się własnym, szeroko pojętym interesem – na pewno nie zaryzykuje przygotowywania go z mieszanki cementowo-popiołowej, o niepewnym i trudnym do ustalenia składzie.
WIĘCEJ NA TEN TEMAT:
Dlaczego na budowie domu warto używać tylko prawdziwego cementu?
Do czego w konstrukcjach żelbetowych stal jest potrzebna betonowi, a beton – stali?
Które stropy z betonu stosuje się w domach jednorodzinnych najczęściej?
Który strop jest lepszy: monolityczny czy częściowo prefabrykowany?
Czy można przezbroić strop żelbetowy?
Jaką rolę pełnią w budynku murowanym wieńce stropowe?
Jak układać i zagęszczać beton w monolitycznych stropach żelbetowych?