Stropy żelbetowe monolityczne

Stropy monolityczne. Mają wiele zalet: są trwale i ognioodporne, dobrze znoszą chwilowe przeciążenia i obciążenia dynamiczne, dobrze usztywniają w poziomach ściany budynku i wzmacniają jego ogólną sztywność przestrzenną. Żelbet pozwala na formowanie bardzo zindywidualizowanych konstrukcji stropów monolitycznych, dostosowanych do dowolnej konfiguracji rzutu. Stropy monolityczne wykazują również wady, do których należą przede wszystkim: duży ciężar własny, mała izolacyjność termiczna i akustyczna, znaczne zużycie drewna na deskowania stropów nietypowych.

Stropy monolityczne wykonywane są jako: płytowe, płytowo-żebrowe (w tym gęstożebrowe), kasetonowe, grzybkowe.

Stropy płytowe. Należą do najstarszych stropów żelbetowych.

Szczególnie w budownictwie indywidualnym wykonywanie stropów z płyt monolitycznych jest uzasadnione, ogranicza się bowiem późniejsze utrudnienia przy modernizacjach budynków.

Grubość płyt stropowych powinna być nie mniejsza niż 5 cm, np. w dachach, 6 cm — w obiektach budownictwa powszechnego i 12 cm — nad przejazdami.

Głębokość oparcia płyt stropowych na podporach powinna wynosić co najmniej: 8 cm — gdy są oparte na murze, ścianie z betonu lekkiego lub zwykłego klasy niższej niż C12/15 (dawniej B15) i 6 cm — gdy są oparte na ścianie z betonu zwykłego klasy C12/15 (dawniej B15) i wyższej oraz 4 cm — gdy są oparte na belkach stalowych. W wypadku płyt ze zbrojeniem górnym na podporze, przewidzianym do zabetonowania w wieńcu żelbetowym, głębokość oparcia płyty może być zmniejszona o 2 cm, lecz nie może być mniejsza niż 4 cm. Każdorazowo głębokość oparcia płyty powinna zapewniać prawidłowe zakotwienie prętów - zgodnie z PN-B-03264:2002.

Pręty zbrojeniowe płyt powinny mieć średnicę co najmniej 4,5 mm. Mogą być również stosowane siatki zgrzewane z drutów o średnicy nie mniejszej niż 3 mm. Niezależnie od sposobu podparcia płyty stropowej, do podpory musi być doprowadzona bez odgięć co najmniej 1/3 prętów głównych dolnych potrzebnych w przęśle. Maksymalny rozstaw prętów głównych w żadnym przekroju nie powinien być większy niż 25 cm.

Pręty rozdzielające mają średnicę 4,5÷6,0 mm i rozmieszcza się je na prętach głównych prostopadle do nich w odstępach nie większych niż 30 cm. W miejscach krzyżowania się pręty łączy się drutem wiązałkowym i podstawia podkładki dystansowe (wyprofilowane z drutu lub tworzywa sztucznego) pod pręty główne w celu właściwego otulenia zbrojenia betonem od dołu płyty. W zależności od sposobu zbrojenia, rozróżnia się stropy zbrojone: jednokierunkowo oraz dwukierunkowo (krzyżowo).

Zbrojenie jednokierunkowe wykonuje się w płytach, które są oparte na podporach: przegubowo, częściowo lub całkowicie utwierdzonych i wieloprzęsłowych. W płytach swobodnie podpartych główne pręty zbrojeniowe są umieszczone tylko dołem, prostopadle do ścian nośnych, na których opiera się płyta. Gdy końce płyty są częściowo zamocowane na podporach, wówczas strefę przypodporową zbroi się również u góry przez odgięcie 1/3÷1/2 prętów głównych. W celu przeniesienia ujemnego momentu wynikającego z pełnego utwierdzenia płyty w ścianie nie wystarczają wkładki odgięte, dlatego wprowadza się dodatkowe pręty, w liczbie wynikającej z obliczeń. Podobnie zbroi się również płyty wieloprzęsłowe, odginając do góry co drugi pręt główny.

Przykłady zbrojenia jednokierunkowego płyty żelbetowej:

a) jednoprzęstowej swobodnie podpartej,

b) częściowo zamocowanej na podporach,

c) całkowicie utwierdzonej na podporach,

d) kilkuprzęsłowej opartej na ścianach i podciągach

Płyty zbrojone krzyżowo opiera się wzdłuż całego ich obwodu na ścianach nośnych, podciągach lub ryglach budynków o konstrukcji szkieletowej.

Strop płytowy z żelbetu zbrojonego krzyżowo.

Płyty zbrojone krzyżowo stosuje się, gdy stosunek rozpiętości prostopadłych do siebie boków wynosi l₁: l₂ ≤ 2; w przeciwnym wypadku płytę zbroi się jednokierunkowo.

Zbrojenie dwukierunkowe oblicza się ze względu na maksymalne momenty w środku płyty i układa się prostopadle do podpór w dwóch kierunkach. Przy czym w części środkowej o szerokości 3/5 rozpiętości płyty w danym kierunku, układa się całe zbrojenie obliczone na szerokości 1 m przekroju, a w pasach skrajnych o szerokości 1/5 rozpiętości płyty zbrojenie to przeważnie zmniejsza się do połowy. Pręty zbrojenia głównego równoległego do krótszego boku płyty umieszcza się pod zbrojeniem równoległym do dłuższego boku płyty, ponieważ przenosi ono większy moment zginający. W narożach płyt swobodnie podpartych umieszcza się zbrojenie górne na długości 1/5 większej rozpiętości. Przekrój tego zbrojenia w każdym kierunku powinien wynosić co najmniej 1/2 przekroju zbrojenia głównego obliczonego na największy moment (w środku płyty). Ponadto stosuje się również w narożach zbrojenie dołem, ułożone prostopadle do dwusiecznej kąta naroża i rozmieszcza się je na długości 1/3 mniejszej rozpiętości płyty. Przekrój tego zbrojenia na 1 m bieżący powinien być równy przekrojowi zbrojenia obliczonego na maksymalny moment w środku płyty.

Rozmieszczenie zbrojenia w płycie zbrojonej krzyżowo: a) zbrojenie główne układane równolegle do krótszego boku, nad nim, b) zbrojenie główne układane równolegle do dłuższego boku, c) dodatkowe zbrojenie naroży

Stropy płytowo-żebrowe. Płyta jest oparta na żebrach jednoprzęsłowych, tego typu stropy są stosowane nad pomieszczeniami o szerokościach nieprzekraczających 6÷6,5 m. Przy większych rozpiętościach, zamiast zwiększania wysokości żeber, wspiera się je na słupach za pośrednictwem dodatkowych belek, tzw. podciągów. Kształty i wymiary pomieszczeń pod stropem narzucają układ konstrukcyjny stropu płytowo-żebrowego z podciągami .

Przykłady układów konstrukcyjnych stropów płytowo-żebrowych: a) z jednym podciągiem, b) z dwoma podciągami

Strop monolityczny płytowo-żebrowy: a) widok, b) i c) przykłady kształtowania zwykłego połączenia słupa z podciągiem, d) podłączenia płyty z żebrami i podciągiem ze skosami

Płyta wykonana jest jako ciągła wieloprzęsłowa, oparta na belkach, zwanych żebrami. Żebra są najczęściej wieloprzęsłowe, oparte na podciągach pośrednich oraz podciągach skrajnych lub na ścianach. Podciągi są belkami żelbetowymi jedno- lub wieloprzęsłowymi opartymi na słupach wewnętrznych i słupach skrajnych lub na ścianach zewnętrznych. Monolityczne połączenie słupów z podciągami najczęściej jest kształtowane w prosty sposób. Wyjątkowo przy dużych obciążeniach stosuje się żebra i podciągi ze skosami, których zadaniem jest zmniejszenie ilości zbrojenia nad podporą.

Monolityczne stropy płytowo-żebrowe wymagają wykonania przeważnie jednorazowego deskowania. Do ustawionych słupów, tzw. stempli przybija się rygle grubości 2,5÷4,0 cm, a do nich deski o grubości przeważnie 2,5 cm.

Deskowanie pojedyncze stosuje się w celu wykonania żeber i podciągów, natomiast płyty mogą być wykonane z deskowania tarczowego, które ułatwia ich późniejszy demontaż i ponowne użycie.

Montaż zbrojenia belek, tj. podciągów i żeber wykonuje się zwykle w warsztacie, a następnie gotowe szkielety układa w deskowaniu i uzupełnia ewentualne wzajemne połączenia podciągów ze słupami i żeber z podciągami. Montaż zbrojenia płyt wykonuje się bezpośrednio na deskowaniu.

Wszystkie elementy stropu płytowo-żebrowego betonuje się jednocześnie, układając mieszankę betonową warstwami przez całą długość belek. W miejscach dużego zbrojenia stosuje się beton o konsystencji półciekłej. Mieszankę betonową w belkach zagęszcza się wibratorami wgłębnymi lub przez sztychowanie prętami stalowymi i jednoczesne ostukiwanie deskowania, a w płycie — wibratorami powierzchniowymi.

Przerwy robocze w betonowanym stropie płytowo-żebrowym powinny znajdować się:

• w słupach — w płaszczyźnie połączenia z podciągiem,

• w podciągach — w środku rozpiętości ich przęseł,

• w płytach — w linii prostopadłej do żeber.

Widok deskowania stropu żebrowego.

Dopuszczalne odchyłki w płaszczyźnie na 1 m płyty mogą wynosić do 5 mm, a na długości płyty do 15 mm.

Stropy grzybkowe. Charakteryzuje je brak żeber i podciągów. Żelbetowa płyta opiera się na słupach za pośrednictwem głowic, przypominając w całości kształt grzyba. Ze względu na sztywność konstrukcji, grubość płyty powinna wynosić co najmniej 15 cm i nie mniej niż l_max/32. W stropach poddasza dopuszcza się grubość płyty co najmniej 12 cm. Na obwodzie płyta może spoczywać na podporze ciągłej (np. murze), albo może opierać się na słupach bezpośrednio lub poprzez półgłowice, a nawet ćwierćgłowice (w narożach). Stropy te stosowane są w wypadkach dużych obciążeń w budynkach przemysłowych, magazynowych, np. w magazynach mięsnych, chłodniach itp., gdyż zapewniają większą czystość i lepsze oświetlenie pomieszczeń w porównaniu ze stropami płytowo-żebrowymi.

Linie rozmieszczenia słupów powinny tworzyć siatkę kwadratów lub prostokątów, których długości boków nie powinny się różnić więcej niż 20%. Za ekonomiczne uważa się stropy o rozstawie slupów co 5÷6 m dla obciążeń p ≥ 5 kN/m², i wówczas płytę zbroi się krzyżowo.

Pasma zbrojenia płyty stropu grzybkowego: a) zbrojenie dolne, b) zbrojenie górne

Stosowane są trzy typy głowic. Przy mniejszych obciążeniach, a także w pomieszczeniach gdzie obojętny jest wygląd stropu, stosuje się głowicę zwykłą.
Przy większych obciążeniach stosuje się głowicę zwykłą z dodatkową płytą lub w celu podniesienia walorów estetycznych — z dodatkową płytą ściętą. Niezależnie od typu głowicy wymaga się, aby jej pobocznica była nachylona do poziomu pod kątem a ≥ 45°.

Typy głowic stropu grzybkowego z: a) głowicą zwykłą, b) głowicą zwykłą z płytą dodatkową,

c) głowica z płytą ściętą

Głowice stropów grzybkowych muszą zapewnić właściwe oparcie płyty stropowej na słupach. Głowice zbroi się prętami ułożonymi w narożach i prętami pośrednimi, oraz wiąże się strzemionami obwodowymi. W głowicy z płytą, oprócz wymienionego zbrojenia zbroi się jeszcze dodatkowo płytę w jej dolnej części siatką z krzyżujących się prętów.

Zbrojenie głowic stropów grzybkowych: a) głowicy zwykłej, b) głowicy z płytą ściętą

Obecnie powszechnie są stosowane stropy bezgłowicowe (z głowicą ukrytą).

Deskowanie stropów grzybkowych jest znacznie uproszczone, gdyż istnieje możliwość stosowania deskowań inwentaryzowanych do wykonywanych głowic. Poszczególne elementy stropu grzybkowego betonuje się tak jak strop płytowo-żebrowy.

Deskowanie głowicy stropu grzybkowego

Stropy kasetonowe. Mimo wielu zalet konstrukcyjnych i ekonomicznych oraz interesującego wyglądu architektonicznego są rzadko stosowane ze względu na dużą pracochłonność ich wykonania. Wykonanie stropu kasetonowego ułatwiają skrzynki z tworzywa sztucznego,

które można wyjąć po stwardnieniu betonu. Stropy kasetonowe składają się z żelbetowej płyty krzyżowo zbrojonej, monolitycznie połączonej z żelbetowymi belkami, prostopadle do siebie ustawionymi, zbrojonymi podobnie jak belki stropu płytowo-żebrowego z podciągami. Podobne jest też betonowanie tego stropu.

Przykłady rozwiązania podparcia w stropach kasetonowych

---