9. Budownictwo uprzemysłowione

9.1. Zagadnienia ogólne

9.1.1. Uwagi wstępne

Budownictwo, pomimo swej masowości, stanowi gałąź produkcji, w której, w przeciwieństwie do produkcji fabrycznej, np. maszyn czy samochodów, stosunkowo wolno rozpowszechniają się nowoczesne me­tody organizacji i mechanizacji pracy. Skala obiektów budowlanych, ich wzajemne zróżnicowanie tak pod względem funkcji, jak i formy, stanowi główną przyczynę trudności wprowadzenia metod produkcji fabrycznej do wykonawstwa. Powodowało to, że w budownictwie długo stosowano przeważnie metody tradycyjne (rzemieślnicze). Dopiero po drugiej wojnie światowej, w związku z koniecznością szybkiej odbudowy zniszczonych obiektów, dążenie do szerokiego zaspokojenia potrzeb społeczno-gospodarczych spowodowało zmianę metod wykonawczych, w dużej mierze trady­cyjnych, na uprzemysłowione.

Rozwój zaplecza materiałowego stanowił problem łatwiejszy do roz­wiązania niż możność szybkiego zwiększenia liczebności kadr, co wymaga­ło długotrwałego szkolenia. Dlatego konieczne stało się wprowadzenie me­tod przemysłowych do wykonawstwa budowlanego. Wpływały one na zmniejszenie pracochłonności robót przede wszystkim przez mechanizację procesów wykonawczych, uzyskanie i przyspieszenie cyklów produkcyj­nych budowy oraz obniżenie kosztów produkcji.

Jak już powiedziano w rozdz. l, termin „budownictwo uprzemysło­wione" zastępuje w skrócie określenie „budownictwo wykonywane me­todami uprzemysłowionymi". Nie określa on jednoznacznie przeznacze­nia budynków, rodzajów stosowanych podstawowych materiałów kon­strukcyjnych i rodzaju konstrukcji, a odnosi się jedynie do metod reali­zacji. Tak więc budownictwo żelbetowe, stalowe, drewniane może być tradycyjne lub uprzemysłowione. Budownictwo uprzemysłowione .może znajdować zastosowanie zarówno w odniesieniu do obiektów mieszka­niowych, budownictwa ogólnego, jak i przemysłowego czy też komu­nalnego.

9.1.2. Cechy ogólne i kierunki rozwoju budownictwa uprzemysło­wionego

9.1.2.1. Metody wznoszenia budynków. Rozpowszechnienie się metod konstrukcyjno-technologicznych uprzemysłowionego budownictwa, tzw. systemów budowania, określających sposoby wznoszenia obiektów bu­dowlanych na podstawie rozwiązań techniczno-technologicznych, zapew­niających sprawną i ekonomiczną ich realizację, następuje w dwu zasad­niczych kierunkach. Pierwszy kierunek reprezentuje dążenie do moderni­zacji procesów wytwórczych na placu budowy w zakresie podstawowych kategorii robót, drugi zaś wprowadza zasadę przemysłowej prefabrykacji elementów składowych budynku w zakładach prefabrykacji i zmechani­zowanego ich montażu na budowie. Pierwszy kierunek obejmuje metody wznoszenia konstrukcji betonowych monolitycznych, jak:

— obiekty o konstrukcji ścianowej wykonywane w deskowaniach przesławnych, przesuwnych, ślizgowych, samo wznoszących, inwentaryzowanych,

— obiekty o konstrukcji szkieletowej wykonywane w deskowa­niach inwentaryzowanych,

— obiekty o konstrukcji mieszanej.

Drugi kierunek obejmuje metody wznoszenia obiektów z prefabry­kowanych stypizowanych elementów z wykonaniem na budowie złączy konstrukcyjnych i możliwie małej ilości uzupełniających robót wykoń­czeniowych.

9.1.2.2. Rodzaje budownictwa z elementów prefabrykowanych. Sto­sowane w budownictwie prefabrykaty można klasyfikować,, kierując się różnymi kryteriami, jak wymiary elementów, ich masa lub kształt.

Pod względem wymiarów rozróżniamy:

— prefabrykaty drobnowymiarowe, o powierzchni gabarytowej po­niżej 2,0 m²,

— prefabrykaty wielkowymiarowe o powierzchni gabarytowej po­wyżej 2,0 m².

Pod względem masy rozróżniamy:

— prefabrykaty lekkie (portatywne) o masie do 25-30 kg,

— prefabrykaty średnio ciężkie o masie do 500-600 kg,

— prefabrykaty ciężkie o masie ponad 600 kg,

Podział ten związany jest z kategorią sprzętu transportowego i mon­tażowego, przy czym prefabrykaty lekkie przeznaczone są do montażu ręcznego (np. stypizowane pustaki wielocegłowe lub bloczki z betonu komórkowego). Pod względem kształtu dzielimy prefabrykaty na płaskie i prze­strzenne.

W grupie prefabrykatów płaskich rozróżniamy:

— prefabrykaty prętowe, których wymiary poprzeczne są małe w stosunku do długości (rys.9-1a),

— prefabrykaty szkieletowe lub ramowe, które są zespołem pre­fabrykatów prętowych (rys. 9-1b,c),

— prefabrykaty blokowe, których proporcje wymiarowe zapewniają samostateczność montażową (rys. 9-1d,e),

— prefabrykaty płytowe, w których wymiar grubości jest wielo­krotnie mniejszy od dwóch pozostałych i które wymagają usztywnień dla utrzymania ich stateczności przed połączeniem w sztywne zespoły (rys. 9-1f).

Stosowany u nas termin „wielki blok" oznacza bloki o wysokości równej wysokości kondygnacji, a termin „wielka płyta" — płyty o wy­miarach nie mniejszych niż wymiary ścian pomieszczeń, które tymi pły­tami są obudowane.

W terminologii międzynarodowej przyjmuje się termin „ściany pły­towe" (angielskie — panel walls) dla określenia wszystkich rodzajów prefabrykatów o wysokości kondygnacji, a termin „ściany blokowe" (angielskie — błock walls) dla określenia ścian z elementów o wysokości mniejszej niż wysokość kondygnacji.

Stosowane jest również określenie „prefabrykat dylowy" (ściany z dyli, stropy dylowe), które oznacza prefabrykat płytowy o małej sze­rokości w stosunku do wysokości lub rozpiętości (rys. 9-lg).

Prefabrykaty przestrzenne charakteryzuje wielopłaszczyznowy, mo­nolityczny zestaw elementów płaskich (rys. 9-2). Metody produkcji tych prefabrykatów są o wiele bardziej złożone niż prefabrykatów płaskich i wymagają użycia do ich montażu specjalistycznego ciężkiego sprzętu. Zastosowanie ich zmniejsza ogólną liczbę prefabrykatów składowych dla danego budynku.

Rys. 9-1. Prefabryka­ty płaskie: a) pręt-słup lub belka, b) ra­ma H, c) rama trójprzęsłowa, d), e) blo­ki, f) płyta, g) dyle

Terminem „prefabrykat wielkoprzestrzenny" określamy przestrzen­ny zestaw elementów płaskich, obudowujący jedno lub parę pomieszczeń. Prefabrykaty tego rodzaju ograniczają zakres robót na budowie do mon­tażu całkowicie wyposażonych i wykończonych pomieszczeń, gdyż w za­kładach prefabrykacji wykonuje się wszystkie kategorie robót budowla­nych. Metody produkcji tych prefabrykatów są wielokrotnie bardziej złożone niż prefabrykatów płaskich i wymagają do montażu użycia spe­cjalistycznego ciężkiego sprzętu. Zastosowanie ich zmniejsza znacznie licz­bę prefabrykatów składowych danego budynku.

Rys. 9-2. Prefabrykaty przestrzenne: a) kątowy, b) zetowy, c) teowy, d) prostopadłościenny, e) bieg schodowy ze spocznikami, f) łupina, g) element wielko­przestrzenny

Najszerzej rozwinięte i rozpowszechnione w Polsce są systemy budo­wania z wielkowymiarowych elementów blokowych lub płytowych o masie ponad 600 kg. Za granicą rozpowszechnione są konstrukcje monolityczne, wykonywane przeważnie w deskowaniach przestawnych, a dla budynków wysokich — konstrukcje monolityczne wykonywane w deskowaniach śliz­gowych. W budownictwie ogólnym za granicą stosuje się ponadto systemy szkieletowe z elementów prefabrykowanych. Budownictwo z elementów wielkoprzestrzennych stanowi na obecnym etapie tylko nieznaczny procent całości budownictwa. Prefabrykaty lekkie o masie 25-30 kg i średnio ciężkie o masie 500-^600 kg znajdują się na pograniczu budownictwa tra­dycyjnego i uprzemysłowionego i zalicza się je zwykle do „budownictwa tradycyjnego udoskonalonego".

Metody budownictwa uprzemysłowionego można również sklasyfi­kować wg istoty pojęcia uprzemysłowienia, wprowadzając jako miernik „poziom uprzemysłowienia", czyli wskaźnik określający udział kategorii robót wykonywanych metodami uprzemysłowionymi w całości robót. Jako zerowy poziom uprzemysłowienia przyjmuje się wykonawstwo me­todami tradycyjnymi.

9.1.3. Zagadnienia typizacji i unifikacji w projektowaniu konstrukcji budownictwa uprzemysłowionego

9.1.3.1. Uwagi ogólne. Podstawą rozwoju uprzemysłowionych metod budownictwa jest planowe działanie wiążące wszystkie fazy procesu in­westycyjnego i składające się na powstanie obiektu budowlanego. Struk­tura organizacyjna budownictwa składa się z dwóch zasadniczych pionów: pionu projektowania i pionu wykonawstwa, których zadania powinny ustalać i koordynować służby inwestycyjne. Przy wykonawstwie trady­cyjnym projekty budynków są opracowywane na podstawie rynkowego asortymentu materiałów budowlanych i każdy projekt może być wyko­nywany przez dowolne przedsiębiorstwo budowlane, natomiast wyko­nawstwo uprzemysłowione wymaga ścisłego dostosowania projektowa­nych konstrukcji do wyposażenia sprzętowego przedsiębiorstw oraz ich baz zaplecza budowlanego.

Postęp techniczny w budownictwie, wyrażający się stopniowym opanowaniem systemów budowania stojących na coraz wyższym poziomie uprzemysłowienia, może się dokonywać przede wszystkim na podstawie uzgodnionych planów pionów: projektowego i wykonawczego. Dalszym natomiast zasadniczym warunkiem rozwoju wykonawstwa uprzemysło­wionego jest zapewnienie produkcji przemysłowej dostatecznie dużych serii wyrobów standardowych, które by uzasadniały ekonomicznie me­chanizację produkcji i zapewniały niski poziom kosztów prefabrykatów. Warunek ten powoduje potrzebę prac typizacyjnych i unifikacyjnych w projektowaniu obiektów budowlanych. Główne zasady typizacji na podstawie koordynacji wymiarowej zostały podane w rozdz. 8.

9.1.3.2. Podstawy projektowania budynków z typowych elementów.

Podstawami tego projektowania są normatywy projektowania, ustalające parametry funkcjonalne budynku i jego pomieszczeń oraz zasady jedno­litego systemu modularnego. System modularny w swej nowoczesnej treści wprowadza dyscyplinę, która nadaje projektom budynków skoordy­nowanych modularnie cechę pozwalającą na uprzemysłowienie wykonaw­stwa.

W projektowaniu obiektów budowlanych rozróżnia się typizację otwartą i zamkniętą. Przez typizację otwartą rozumie się projektowanie wyłącznie z kompletów typowych prefabrykatów wchodzących w skład systemu, a nie typowych segmentów i budynków, co jest charakterys­tyczne dla typizacji zamkniętej. System konstrukcyjny, aby mógł być doskonalony i rozwijany, musi mieć jako podstawę metodę typizacji otwartej. Jednakże każdy system budowlany ma swoiste ograniczenia i dlatego należy raczej mówić o stopniu otwartości systemu. Ustalając jego otwartość, należy uwzględniać zarówno otwartość funkcjonalno--architektoniczną, jak również otwartość techniczną. Ta ostatnia powinna pozwalać na stosowanie różnych wariantów rozwiązań technicznych, ma­teriałowych, instalacyjnych itp. zarówno w pierwszym okresie stosowania systemu, jak i w późniejszym. Poza tym otwartość techniczna powinna charakteryzować się podatnością na modyfikację rozwiązań, na wprowa­dzenie nowych elementów postępu technicznego itp.

O istocie i otwartości systemu konstrukcyjnego decydują [150]:

— przyjęty układ modularny, zasady kształtowania gabarytów ele­mentów, ich obrzeży i struktury wewnętrznej oraz wielkość wymiarów uprzywilejowanych,

— zasady zestawiania elementów, kształtowania ich złączy oraz węzłów konstrukcyjnych,

— zasady rozwiązań instalacji i otworów w elementach konstruk­cyjnych dla różnego rodzaju przewodów instalacyjnych.

Zaprojektowane elementy systemu wpływają na typizację metod produkcji, a tym samym na typizację podstawowych urządzeń zaplecza technicznego.

Uzyskiwane od producenta prefabrykaty powinny się charaktery­zować:

— dokładnością wykonania prefabrykowanych elementów betono­wych (powinna odpowiadać V klasie dokładności — rozdz. 8),

— stopniem gotowości fabrycznej, która powinna ograniczać w maksymalnym zakresie roboty wykończeniowe na budowie.

Czynnikami decydującymi o wyborze rozwiązań materiałowo-konstrukcyjnych powinny być: materiałochłonność, pracochłonność, nakłady pracy na utrzymanie budynków w okresie eksploatacji oraz czynnik czasu (wcześniejsze przekazywanie obiektu do użytkowania). Czynniki te decy­dują o efektywności rozwiązań.

Szeroki zakres prac typizacyjnych stanowi podstawę unifikacji ele­mentów do produkcji przemysłowej.

Mówiąc o unifikacji (integracji) systemów konstrukcyjnych należy zaznaczyć, że powinny być nią objęte podstawowe parametry geo­metryczne, jak wysokość kondygnacji, grubość ścian i stropów, niektóre złącza oraz przyjęcie we wszystkich systemach tych samych zasad koor­dynacji modularnej. Poza tym powinna być zapewniona wymienność podstawowych elementów, takich jak elementy klatek schodowych, płyt dachowych, ścian osłonowych, kabin sanitarnych, i innych elementów wyposażenia i wykończenia budynków [44].

Dotychczas zagadnienia typizacyjne i unifikacyjne są rozpatrywane w zasadzie oddzielnie dla każdej z podstawowych gałęzi budownictwa, tj. oddzielnie dla: a) budownictwa mieszkalnego, b) budownictwa użytecz­ności publicznej, c) budownictwa przemysłowego, d) budownictwa rolniczego.

Projektowanie obiektów różnych rodzajów budownictwa oparte jest na stosowaniu modułów projektowych (MP), które pochodzą od podsta­wowego modułu M = 10 cm. Uważa się, że siatka projektowa powinna być budowana na module 6 M, tj. 60 X 60 cm, a jeszcze lepiej na module projektowym 12 M, tj. 120x120 cm. W budynkach mieszkalnych zaleca się stosować dla rozstawu ścian konstrukcyjnych tzw. wymiary uprzywi­lejowane, które stanowią wielokrotność 6 M lub 12 M i odpowiadają roz­stawowi 240, 360, 480, 540 i 600 cm.

Dawniej projektowano wiele budynków mieszkalnych o rozstawie ścian konstrukcyjnych 240, 360 i 480 cm, co w konsekwencji wprowadzało duże zagęszczenie rzutu poziomego grubymi ścianami, wpływając na powiększenie masy budynku i na zwiększenie liczby typorozmiarów prefabrykatów.

Nowe tendencje w budownictwie idą w kierunku zwiększenia roz­stawu poprzecznych ścian nośnych w budynkach mieszkalnych do 540 i 600 cm — przy stosowaniu stropów żelbetowych, i do 750 cm — przy stosowaniu stropów wstępnie sprężonych. Ściany te powinny stanowić obudowę powierzchni normatywnej mieszkania i jednocześnie przegrody akustyczne międzymieszkaniowe. Wpływa to na zmniejszenie ogólnej liczby prefabrykatów i zmniejsza ich zróżnicowanie.

Duży rozstaw ścian konstrukcyjnych ułatwia rozplanowanie wnętrza budynków, dając możliwość stosowania różnych wariantów ustawienia ścianek działowych, w tym tzw. meblościanek, stanowiących o podziale i wyposażeniu powierzchni mieszkalnych.

Oprócz koordynacji modularnej i wprowadzenia normatywów prze­strzennych budynków (np. klatek schodowych) należy również dążyć do ujednolicenia nominalnych parametrów konstrukcji, jak obciążenia (obej­mujące ciężar własny i użytkowy), charakterystyki cieplne i akustyczne itp. [44].

Duże znaczenie akcji unifikacyjnej polega na zwiększeniu uniwersal­ności poszczególnych elementów nawet w różnych systemach konstruk­cyjnych. Na przykład w budownictwie blokowym, płytowym, monolitycz­nym czy szkieletowym może mieć zastosowanie ten sam typ biegów schodowych, płyt stropowych bądź dachowych, jak również elementów instalacyjnych i wyposażenia wewnętrznego.

Jak wspomniano wyżej, projektowanie modularne w ramach ustaleń normatywów projektowania jest jednym z podstawowych środków roz­wiązania sprzeczności między wymaganiami produkcji przemysłowej a niezbędną różnorodnością typów budynków. W ten sposób układy modu­larne i zunifikowane katalogi wyrobów modularnych stają się równo­cześnie środkami kompozycji architektonicznych. Projektując budynek na siatce modularnej i przestrzegając zasad koordynacji modularnej, opracować różne warianty jego rzutów i kompozycji przestrzennej, pniu typowych zunifikowanych elementów budowlanych.

Mając do dyspozycji płyty ścienne, stropowe, balkonowe, loggie i inne elementy o różnych wymiarach modularnych oraz możność połączenia w projekcie konstrukcji płytowych z konstrukcjami szkieletowymi lub monolitycznymi, projektant może — stosując zróżnicowanie faktury i ko­lorów elewacji — osiągnąć dość dużą rozmaitość form architektonicznych budynków. Poza tym standaryzacja podstawowych elementów konstrukcji nie wyklucza stosowania indywidualnych małych form architektonicz­nych, przyczyniających się do zróżnicowania wyrazu plastycznego zespo­łów architektonicznych.

9.1.4. Wybór konstrukcji, materiałów i kierunków prefabrykacji

W budownictwie uprzemysłowionym podstawowym tworzywem kon­strukcyjnym w dobie obecnej jest beton w szerokim zakresie odmian i za­stosowań. Tworzywo to, produkowane z surowców masowych, ma wiele zalet: daje się formować w dowolne kształty, może mieć nadane określone cechy wytrzymałościowe i fizyczne, jest materiałem trwałym i niepal­nym. Z punktu widzenia produkcji przemysłowej beton ma jednak rów­nież cechy ujemne. Szczególnie niekorzystną cechą tego materiału jest trudność uzyskania w produkcji dokładności wymiarów formowanych zeń prefabrykatów oraz stosunkowo powolny okres wzrostu wytrzyma­łości, co wymaga stosowania specjalnych zabiegów zapobiegających przedłużaniu się cyklu produkcyjnego. Również stosunkowo duża masa objętoś­ciowa betonu (w stosunku do cech wytrzymałościowych) powoduje ko­nieczność stosowania ciężkiego sprzętu transportowego i montażowego. Masowość i taniość tego tworzywa decyduje, że obecnie i w najbliższej przyszłości beton będzie w przeważającej liczbie systemów budownictwa uprzemysłowionego podstawowym materiałem konstrukcyjnym. Malejące zapasy kruszywa i trudności transportowe są czynnikami zmuszającymi do poszukiwania nowych materiałów bardziej lekkich, a jednocześnie do­stępnych. W związku z powyższym zachodzi potrzeba obniżenia masy budowli i przechodzenia do systemów budowania, które są mniej materiałochłonne. Stal i drewno są dobrym materiałem konstrukcyjnym dla budownictwa ogólnego, z tym że drewno stosuje się do konstrukcji typu halowego i do budynków niskich, przeważnie parterowych, a stal do bu­downictwa pawilonowego oraz budynków wysokich (ponad 12 kondygna­cji). Jednakże konstrukcje stalowe i drewniane są w kraju obecnie znacz­nie droższe od betonowych.

Wyroby ceramiczne, wyroby z gipsu, tworzyw sztucznych itp. w bu­downictwie uprzemysłowionym stosuje się do warstw izolacyjnych oraz wydzielonych fragmentów budowli itp. (np. jako elementy składowe ścian osłonowych, ścianki działowe itp.).

Wprowadzając do budownictwa coraz to nowe materiały, szczególnie materiały organiczne i betony na różnych kruszywach, w wielu przy­padkach nie mamy rozeznania jaki wpływ wywierają one na mikrośrodowisko mieszkań. Środowisko to określają parametry fizyczne, chemiczne, biologiczne i kulturowe.

Parametry fizyczne stanowią: ciśnienie atmosferyczne, zawartość pyłów, aerozoli i jonów w powietrzu, temperatura i wilgotność w po­mieszczeniu i w przegrodzie, zawartość pary wodnej w powietrzu, natę­żenie światła i skład widma, radioaktywność przegród, natężenie hałasu i niektóre inne [153].

Parametry chemiczne określane są przez skład chemiczny powietrza, z uwzględnieniem substancji toksycznych, aerozoli i pyłów w powietrzu, oraz skład chemiczny powierzchni przegród (alergeny).

Parametry biologiczne stanowią: zawartość bakterii i wirusów w po­wietrzu oraz warunki sprzyjające rozwojowi grzybów i pleśni oraz insek­tów w pomieszczeniu.

Na parametry kulturowe składają się: funkcjonalność budynku i mieszkania, łatwość konserwacji i użytkowania nowoczesnych urządzeń technicznych i niektóre inne.

Wskazuje to, że do problematyki nowoczesnego budownictwa nie można podchodzić wycinkowo, ale należy mieć na uwadze ww. zagadnie­nia. Dobór materiału konstrukcyjnego, jak i samej metody konstrukcyjno-wykonawczej do wykonania konkretnych zadań inwestycyjnych sta­nowi jednak podstawowe zagadnienie, które kształtuje założenia projektowe.

W budownictwie uprzemysłowionym dodatkowym kryterium usta­lenia założeń projektowych powinna być analiza ekonomiczna różnych wariantów rozwiązań. Ogólną zasadą jest, że im większy jest planowany zakres inwestycji i jego koncentracja terenowa, tym bardziej ekono­miczne są rozwiązania reprezentujące wyższy poziom uprzemysłowienia. Poza kryterium ekonomicznym, czynnikiem kierującym w wyborze me­tody uprzemysłowienia jest stopień dostosowania danej konstrukcji do przeznaczenia obiektu budowlanego. Do układów funkcjonalnych budow­nictwa mieszkaniowego najbardziej dostosowane są konstrukcje płytowe lub monolityczne (ze ścianami monolitycznymi), w których ściany kon­strukcyjne są gładkie i stanowią jednocześnie przegrody akustyczne między mieszkaniami. Duże możliwości typizacji pomieszczeń i powtarzal­ność układów funkcjonalnych na poszczególnych kondygnacjach stanowią dobrą podstawę do typizacji elementów konstrukcyjnych lub — w przy­padku ścian monolitycznych — opracowania jednolitego typu deskowań (deskowania inwentarzowe). Stosowanie konstrukcji szkieletowych lub konstrukcji mieszanych (szkieletowo-płytowych) w budynkach mieszkal­nych jest celowe albo przy bardzo zróżnicowanym układzie funkcjonal­nym rzutu (np. bardzo zróżnicowane mieszkania), albo w przypadku znacznej liczby kondygnacji. Należy jednak mieć na uwadze, że metodą najlepiej dostosowaną do wznoszenia punktowych, wysokich budynków mieszkalnych jest metoda deskowań ślizgowych.

Znaleźć zastosowanie przy wznoszeniu hoteli lub budynków administra­cyjnych, których rzuty są przeważnie ujednolicone i powtarzalne na po­szczególnych kondygnacjach.

W odróżnieniu od budynków mieszkalnych konstrukcje szkieletowe są dla większości budynków użyteczności publicznej najbardziej celowe, ponieważ zapewniają swobodę projektowania niezbędną przy różnych typach np. szkół i przedszkoli, magazynów i stołówek, klubów, kin, hal sportowych, szpitali, pawilonów sklepowych i usługowych. Szereg reali­zacji wykazało, że korzystne w tym przypadku jest przyjęcie szkieletu o siatce słupów 6x6 m, a nawet 9x9 m. Siatki te upraszczają strukturę rzutów budynków użyteczności publicznej, które przeważnie składają się z przenikających się nawzajem kilku brył i kombinacji stosunkowo ma­łych pomieszczeń z dużymi salami. Przy siatce modularnej kwadratowej elementy ścian budynku, jak słupy, rygle, płyty stropowe i schody na wszystkich kondygnacjach mają jednakowe wymiary, niezależnie od kie­runku usytuowania na rzucie budynku.

Poza wyżej przytoczonymi głównymi względami, na dobór metody konstrukcyjno-wykonawczej mogą wpływać specyficzne warunki miejsco­we, dotyczące zasobów materiałowych, wyposażenia sprzętowego, stopnia rozwoju zakładów prefabrykacji, liczebności i poziomu technicznego kadr pracowniczych itp. W pewnych przypadkach wpływ na koncepcję wyko­nawczą mogą mieć również warunki posadowienia (np. tereny szkód gór­niczych), warunki klimatyczne, warunki terenowe (np. falista rzeźba terenu utrudniająca zastosowanie żurawi wieżowych na torowiskach) oraz specjalne wymogi organizacyjne (np. konieczność przyspieszonych cyklów wykonawczych, zapewnienie ciągłości zatrudnienia, zmianowość zatrudnienia załóg itp.).

Wnikliwy dobór metody uprzemysłowienia — systemów budowa­nia — jest podstawowym zagadnieniem, które powinno wyprzedzać fazę właściwego projektowania, gdyż przyjęta metoda oddziałuje na wszystkie rozwiązania projektowe, począwszy już od projektu urbanistycznego. Stosowany system budowania na podstawie systemów konstrukcyjno-montażowych powinien charakteryzować się możliwie dużą uniwersal­nością. Stopień uniwersalności systemów jest różny, zależny od możli­wości produkcyjnych stosowanego zespołu maszyn, urządzeń i wyspecjali­zowanych grup roboczych. Uniwersalność systemu polega na możliwości zastosowań różnorodnych materiałów, zmienności, w pewnych przedzia­łach, rozwiązań konstrukcyjnych oraz możliwości zastosowania go do obiektów o różnych rozwiązaniach architektonicznych i do budynków o różnym przeznaczeniu. W metodach realizacji, jak i w ich systemach, podstawowymi zagadnieniami są zagadnienia technologiczne. Tworzą one systemy, jak i ich odmiany.

Należy podkreślić, że zmonopolizowanie jednego tylko systemu ogranicza znacznie postęp. Wielokierunkowe stosowanie różnych metod konstrukcyjno-wykonawczych wprowadza pewne elementy konkurencji, co sprzyja postępowi technicznemu.

9.2. Zasady projektowania konstrukcji z prefabrykatów wiel­kowymiarowych płytowych i blokowych

9.2.1. Uwagi ogólne

Budynki o konstrukcji z prefabrykatów wielkowymiarowych pły­towych i blokowych stanowią w kraju najszerzej rozpowszechnioną formę budownictwa uprzemysłowionego. Koncepcja wykonawcza tych budyn­ków polega na prefabrykacji stypizowanych wielkowymiarowych elemen­tów w zakładach zaplecza przedsiębiorstw wykonawczych i scalaniu ich w określone obiekty przy użyciu sprzętu montażowego na placu budowy.

W roku 1978 budownictwo mieszkaniowe z elementów wielkopłyto­wych stanowiło 70,5%, a z elementów wielkoblokowych — 25,9% całości budownictwa mieszkaniowego wielorodzinnego. W roku 1985 z elementów wielkopłytowych powstało 70,3% budynków mieszkalnych, a z wielkoblokowych wyraźnie mniej — 15,4%.

Z powstałych wcześniej różnych systemów prefabrykatów wielko­blokowych pozostała tylko „cegła żerańska" (powstała w 1958 r.), która dotychczas prawie nie uległa żadnym większym zmianom.

Masa i wielkość prefabrykatów, stanowiących elementy konkret­nego budynku, zależą od udźwigu maszyn i sprzętu montażowego będą­cego w dyspozycji, natomiast ich kształt — od przyjętych w projektowa­niu typów konstrukcji, dostosowanych do różnego przeznaczenia budynków oraz położenia zakładów prefabrykacji. Ten sam sprzęt montażowy może być użyty do montażu prefabrykatów płytowych czy ramowych

O takiej samej masie, natomiast wyposażenie zakładów prefabrykacji w obu przypadkach będzie bardzo zróżnicowane. Dobór rodzaju konstruk­cji i podział jej na stypizowane elementy ściśle zależą od układu funkcjo­nalnego rzutu budynku związanego z jego przeznaczeniem. Konstrukcje płytowe są np. bardziej dostosowane do budownictwa mieszkaniowego; konstrukcje szkieletowe lub mieszane znajdują szersze zastosowanie w bu­downictwie użyteczności publicznej, jak szkoły, świetlice, pawilony skle­powe, budynki biurowe itp.

Masa prefabrykatów ograniczona jest nie tylko udźwigiem i wy­sięgiem sprzętu montażowego, lecz również wyposażeniem transportowym i produkcyjnym zakładów prefabrykacji. Stanowi ono w głównej mie­rze — przy konstrukcjach betonowych i żelbetowych — o poziomie uprze­mysłowienia zastosowanej metody konstrukcyjno-wykonawczej.

Podział konstrukcji budynku na elementy blokowe lub płytowe o masie 0,5-2,5 tony wprowadza duże stosunkowo rozdrobnienie elementów składowych, co wydłuża cykl ich montażu, zwiększa pracochłonność wykonania złączy, powoduje dużą liczbę spoin wymagających różnych robót wykończeniowych.

Dla poprawienia tego stanu rzeczy, tj. dla powiększenia gotowości (stanu wykończenia) budynku po zmontowaniu, dąży się obecnie do sto­sowania podstawowych prefabrykatów o masie 5-6, a nawet 8 ton.

Należy jednak mieć na uwadze, że kryterium osiągnięcia wyższego stopnia uprzemysłowienia przy wyborze konstrukcji z elementów wielko­wymiarowych płytowych czy szkieletowych oraz monolitycznych stoi często w sprzeczności z innymi kryteriami, a w szczególności ekonomicz­nymi, co w dobie obecnej jest przyczyną stosowania różnych systemów konstrukcji.

Należy też nadmienić, że postęp techniczny wyrażający się w roz­powszechnianiu konstrukcji o wyższym poziomie uprzemysłowienia zależy w większym stopniu od rozwoju bazy nowoczesnych tworzyw budowla­nych i metod produkcji niż od rozszerzenia asortymentu ciężkiego sprzętu montażowego.

9.2.2. Układy konstrukcyjne

Konstrukcje prefabrykowane mają w założeniu stanowić zestaw elementów przystosowany do przeniesienia obciążeń użytkowych i cha­rakteryzujący się dostateczną sztywnością przestrzenną. Osiąga się to przez stosowanie odpowiednich układów i schematów konstrukcyjnych, w których powiązanie poszczególnych elementów uzyskuje się w wyniku odpowiedniego ukształtowania ich powierzchni stykowych i złączy konstrukcyjnych. Cechy geometryczne, wzajemny układ elementów oraz me­toda realizacji stanowią o odrębności poszczególnych rozwiązań, tworząc z nich różne systemy konstrukcyjno-wykonawcze. W zakresie klasyfikacji konstrukcji z prefabrykatów wielkowymiarowych istotne znaczenie, poza podziałem ich wg kształtu (konstrukcje blokowe, płytowe, szkieletowe i przestrzenne), ma klasyfikacja pod względem kierunku usytuowania elementów nośnych (ścian lub podciągów) w stosunku do podłużnej osi budynku. Według tej klasyfikacji konstrukcji rozróżnia się:

a) układ podłużny, w którym ściany nośne lub podciągi biegną równolegle do osi podłużnej budynku; kierunek rozpięcia stropów jest wtedy prostopadły do osi budynku, ściany zewnętrzne budynku spełniają zarazem funkcje nośne i ciepłochronne (rys. 9-3a);

b) układ poprzeczny, w którym ściany nośne lub podciągi usytuo­wane są prostopadle do osi podłużnej budynku; kierunek rozpięcia stro­pów jest wtedy równoległy do osi budynku, ściany zewnętrzne budynku spełniają tylko funkcję ciepłochronną (rys. 9-3b);

c) układ krzyżowy, w którym ściany nośne usytuowane są zarówno poprzecznie, jak i podłużnie do osi budynku; płyty stropowe są wtedy rozpięte w dwóch kierunkach, tzn. krzyżowo (rys. 9-3c), i oparte w sposób ciągły na całym obwodzie; w układach krzyżowych obciążenie od stropów rozłożone jest bardziej równomiernie na wszystkie pionowe elementy konstrukcji, ściany zewnętrzne spełniają wtedy funkcje nośną i ciepło­chronną;

d) układ mieszany pokazany na rys. 9-3d.

Rys. 9-3. Rodzaje układów konstrukcyjnych ścian nośnych: a) podłużny, b) po­przeczny, c) 'krzyżowy, d) mieszany 1- ściany nośne

Konstrukcje z wielkowymiarowych prefabrykatów powinny charak­teryzować się przejrzystymi schematami statycznymi oraz rozwiązaniami konstrukcyjnymi ściśle określającymi wielkość i miejsce działania sił w poszczególnych elementach. Korzystne jest, aby naprężenia występujące w poszczególnych elementach miały podobne wartości, co wyrównuje ich odkształcenia i przyczynia się do równomiernej pracy konstrukcji. W tym też celu, co również wynika z przesłanek technologicznych, prefabrykaty jednakowego typu wykonuje się z betonów o tych samych lub zbliżonych cechach wytrzymałościwych.

9.2.3. Sztywność przestrzenna budynku

Układy konstrukcyjne budynków wpływają w dużym stopniu na rozwiązania ścian zewnętrznych oraz sztywność przestrzenną budynku. W układach krzyżowych dwukierunkowy układ ścian nośnych stwarza wraz z tarczami stropów przestrzennie sztywny układ przepon piono­wych i poziomych. Układy podłużne zapewniają — podobnie jak w bu­dynkach tradycyjnych — sztywność przestrzenną w kierunku podłużnym. Sztywność w kierunku poprzecznym zapewniają ściany zamykające klatki schodowe, zaś w przypadku dużego ich rozstawu — projektowane dodatkowe specjalne ściany konstrukcyjne usztywniające, biegnące w kierunku poprzecznym (rys. 9-4a,b). Układy poprzeczne wymagają wprowadzenia konstrukcyjnych elementów usztywniających podłużnych co najmniej w sekcjach skrajnych (rys. 9-4c).

Często również, szczególnie w przypadkach wysokich budynków, stosuje się, w celu zapewnienia dostatecznej sztywności przestrzennej bu­dynku, układy mieszane, będące połączeniem układu poprzecznego i po­dłużnego (rys. 9-4d). Układy konstrukcyjne mieszane odpowiadają — nie­kiedy lepiej niż inne układy — wymaganiom układu funkcjonalnego rzutu budynku.

Rys. 9-4. Rozmieszczenie ścian usztywniających w budynkach mieszkalnych: a), b) w układzie podłużnym, c) w układzie poprzecznym, d) w układzie mie­szanym 1 — ściany nośne, 2 — ściany usztywniające

W budynkach o układzie poprzecznym zróżnicowanie funkcji kon­strukcyjnych i ciepłochronnych pozwala na stosowanie lekkich ścian zewnętrznych o charakterze wypełniającym lub osłonowym. Daje to możliwości użycia nowoczesnych materiałów o wysokiej ciepłochronności oraz trwałych wykładzin zewnętrznych (metalowych, szklanych, azbestowo-cementowych itp.) podnoszących poziom uprzemysłowienia i wygląd zewnętrzny (rys. 9-5).

9.2.4. Dylatacje

W przypadku posadowienia budynków z prefabrykatów wielkowy­miarowych na gruntach o zmiennej ściśliwości, jak również na terenach szkód górniczych, należy budynek projektować z odpowiednio gęsto roz­mieszczonymi dylatacjami. Poza warunkami gruntowymi na rozstaw dylatacji wywiera wpływ konstrukcja budynku, materiał i rodzaj ścian zew­nętrznych oraz rodzaj złączy. Są to elementy, które pod wpływem zmian temperatury podlegają odkształceniom.

Na przykład przy wielowarstwowej strukturze ścian zewnętrznych umiejscowienie warstwy izolacji termicznej od zewnątrz zapobiega większym odkształceniom betonowej warstwy nośnej, co przy równoczesnym zapewnieniu swobody odkształceń w warstwie elewacyjnej pozwala na powiększenie rozstawu dylatacji. Budynki ze ścianami osłonowymi mogą mieć jeszcze większy rozstaw dylatacji w założeniu, że zamocowanie ścian osłonowych do konstrukcji zapewni swobodę ich odkształceń w płaszczyźnie ściany zewnętrznej, niezależnie od odkształceń konstrukcji.

Rys. 9-5. Budynek mieszkalny o układzie poprzecznym ze ścianami zewnętrznymi osłono­wymi

Ściany zewnętrzne z prefabrykatów wielkowymiarowych wykony­wanych z materiałów ciężkich (beton kruszywowy, ceramika) o współczyn­niku przenikania ciepła k = 0,82-M,28 W/(m²K)^*,ze względu na dużą bezwładność cieplną, nie od razu przejmują temperaturę otoczenia. Usta­lono, że wielkość odkształceń termicznych ścian zewnętrznych AL zależna jest z reguły w ciągu całego roku (okres obserwacji) od zmian średnich dobowych temperatur zewnętrznego i wewnętrznego powietrza i jest w zasadzie proporcjonalna do przyrostu temperatury. Wydłużenie liniowe AL zgodnie z badaniami wyraża się wzorem

[9-1]

gdzie:
— współczynnik sztywności budynku na przesuw poziomy przy działaniu sił poziomych w płaszczyźnie ścian zewnętrznych, wynoszący 0,4-0,3 w zależności od układu ścian nośnych i wpływu obciążenia stropami; dla warunków polskich można przyjmować 0,4 — dla ścian nośnych i samonośnych i 0,35 — dla ścian osłonowych;

a₁ — współczynnik rozszerzalności liniowej materiału ścian,

L — długość budynku,

— temperatura średnia dobowa.

Największe wydłużenia poziome występują na najwyższej kondyg­nacji budynku, a największą odkształcalność postaciową wykazują skraj­ne elementy najniższej kondygnacji naziemnej (rys. 9-6). Maksymalne dopuszczalne odstępy między dylatacjami wg PN-84/B-03264 podano w tabl. 9-1.

Na rysunku 9-6c,d pokazano rozmieszczenie i przemieszczenie punk­tów pomiarowych na elewacji budynku, wykonanego z elementów wielko­wymiarowych keramzytobetonowych, wzniesionego w latach 1969—1970 na osiedlu Młociny II w Warszawie. Charakter przemieszczeń wskazuje na złożoność zjawiska działania obciążeń i wpływów atmosferycznych (w szczególności zmian cieplnych i wilgotnościowych) na budynek. Czynniki te są niejednokrotnie przyczyną rysowania się elementów wielko­wymiarowych.

Rys. 9-6. Odkształcenia termiczne budynku mieszkalnego wg badań radzieckich i pol­skich: a) schemat odkształcenia całego budynku, b) odkształcenie jednej płyty (bada­nia ZSRR), c) rozmieszczenie punktów pomiarowych, d) przemieszczenie punktów pomiarowych (badania polskie)

Tablica 9-1

MAKSYMALNA ODLEGŁOŚĆ MIĘDZY DYLATACJAMI (wg PN-84/B-03264)

Lp.	Rodzaj konstrukcji	Odległość między dylatacjami, [m]
1.	Konstrukcje poddane wahaniom temperatury zewnętrznej: a) ściany niezbrojone b) ściany zbrojone c) żelbetowe konstrukcje szkieletowe d) dachy nieocieplane, gzymsy	10 20 30 20
2.	Ogrzewane budynki wielokondygnacyjne a) ściany i stropy monolityczne b) ściany i stropy wielkopłytowe, konstrukcje szkieletowe — w zależności od rodzaju ścian zewnętrznych — ściany z betonu lekkiego i ściany wielowarstwowe — osłonowe, niebetonowe c) ściany murowane, stropy gęstożebrowe z wypełnieniem	30 50 60 50
3.	Ogrzewane hale żelbetowe ze ścianami o małej sztywności — w zależności od wysokości pomieszczeń h a) h < 5 m b) 5 < h < 8 m c) h > 8 m

W projektowaniu należy uwzględniać wpływ okresowych zmian temperatur powodujących odkształcenia elementów prefabrykowanych ścian zewnętrznych. Przy założonej temperaturze wnętrza pomieszczenia + 15° do +20°C i temperaturze zewnętrznej na powierzchni ścian w okre­sie zimowym — 20°C, a w okresie letnim +50 do +60°C, różnica tempe­ratur po obu stronach przegrody ściennej wyniesie At = ±35°C. Tempe­ratura ta powoduje odkształcenie ściany w lecie wypukłością na zewnątrz, a w zimie wypukłością do wewnątrz. Daje się to łatwo zauważyć na ścianach z keramzytobetonu i z betonu komórkowego (rys. 9-7).

Maksymalna strzałka ugięcia wyraża się w tych przypadkach wzorem

gdzie: [9-2]

— współczynnik rozszerzalności liniowej materiału,

— różnica temperatur między obiema stronami przegrody,

— długość ściany,

— grubość ściany.

Wygięcie to powoduje powstanie szczeliny w złączu o wielkości

[9-3]

Na przykład dla płyty z keramzytobetonu stosowanej w systemie szcze­cińskim przy h_v= 36cm, b_v = 600 cm,
— 10x10^-8 na 1°C

Jeśli płyta jest utwierdzona, to pod wpływem różnicy temperatury powstaną na obu jej krawędziach momenty

[9-4]

We wzorze tym E zależy od rodzaju i klasy betonu.

Rys. 9-7. Schemat odkształcenia płyty ściennej pod wpływem zmiennej temperatury zewnętrz­nej (opis w tekście)

Z badań przeprowadzonych w ZSRR w budynkach ze ścianami keramzytobetonowymi wynika, że w stykach pionowych rozwarcie styku wynosi l,2-l,5, a zwieranie 0,6-0,8 mm, natomiast w stykach poziomych rozwarcie styku osiąga wielkość 0,25-0,35, a zwieranie 0,10-0,15 mm. Dylatowanie konstrukcji dachowych i stropodachów żelbetowych uzależnione jest od konstrukcji dachu, jego ocieplenia i zwentylowania. Płyty dachowe przejmują temperaturę otoczenia po stosunkowo krótkim czasie l,5-2,0 godzin.

Odkształcenia płyt dachowych i stropodachów są znacznie większe od odkształceń ścian, gdyż na skutek promieniowania słonecznego temperatura na powierzchni gładzi pod pokryciem papą może osiągnąć 70-85°C w zależności od rodzaju papy i jej barwy.

Konstrukcja dachu, aby mieć swobodę odkształceń termicznych, po­winna być oddylatowana przede wszystkim od podpór (ścian itp.), a poza tym od wszelkiego rodzaju przylegających murów. Płyty dachowe powin­ny opierać się na podporach na sucho za pośrednictwem przekładek w spoinie, złożonych z dwóch warstw papy niepiaskowanej. Spoiny pionowe między sąsiednimi płytami i ściankami poddasza zaleca norma BN-79/8812-01 wypełniać materiałem łatwo odkształcalnym (rys. 9-8).

Rys. 9-8. Przykład oparcia płyt stropowych na konstrukcji podpierającej, nie związanej ze ścianką kolankową

l — płyta stropowa kanałowa, 2 — korek be­tonowy, 3 — wieniec, 4 — zaprawa, 5 — prefa­brykowany element attyki, 6 — prefabrykat w kształcie ramki, 7 — płyta korytkowa, 8 — po­krycie papowe, 9 -r- lepik asfaltowy, 10 — papa ułożona na sucho, 11 — obróbka blacharska, 12 — wełna mineralna, 13 — pakuły zwilżone bityzolem

Dylatacje stosuje się w kierunku podłużnym i poprzecznym. Maksy­malne odległości między dylatacjami w dachach nieocieplonych z góry (stropodachy wentylowane) wynoszą 20 m, a w stropodachach niewentylowanych ocieplonych z góry — 30 m. Najczęściej jednak w stropodachach wentylowanych wykonanych z elementów prefabrykowanych dylatacje stosuje się nieco gęściej, często nawet co 10-12 m.

Warstwa wyrównawcza (gładź) stosowana na stropodachach nie po­winna być grubsza niż 2 cm i powinna być zdylatowana. Dylatacje po­winny dzielić powierzchnię gładzi na pola o wymiarach nie przekraczających 2,40x2,40 m i oddzielać gładź od attyk, murów ogniowych itp. Dylatacje w gładzi można wykonać przez nacięcia ją kielnią.

9.2.5. Podziemna część budynku

Podziemna część budynku stanowi konstrukcję tzw. stanu zerowego. W ogólnym — najczęściej spotykanym — przypadku obejmuje ona ławy, ściany oraz stropy nad piwnicami, przy czym ławy i ściany mogą być wykonywane w konstrukcji monolitycznej, prefabrykowanej lub miesza­nej (np. ławy mogą być monolityczne, a ściany z prefabrykatów).

Konstrukcja budynków z prefabrykatów wielkowymiarowych po­winna w zasadzie opierać się na sztywnej części podziemnej, przenoszącej obciążenia na grunt oraz zapewniającej równomierny ich rozkład. Wpływ bowiem nierównomiernego osiadania fundamentów i odkształcenia części podziemnej na prefabrykowaną część nadziemną powodować może zmia­nę schematów statycznych i w konsekwencji przeciążenie poszczególnych elementów konstrukcji. Dlatego też podziemną część budynku z prefabry­katów projektuje się najczęściej jako przestrzennie monolityczny sztyw­ny zestaw ścian podłużnych i poprzecznych, tworzących tzw. fundament skrzyniowy, obliczany na zwiększone parcie boczne gruntu w okresie montażu wskutek obciążenia naziomu żurawiami montażowymi.

W większości przypadków prefabrykaty ścienne piwnic posadawiane są na ławach betonowych lub żelbetowych, wykonywanych na miejscu budowy. Według BN-79/8812-01 ławy betonowe z elementów prefabryko­wanych można stosować pod ściany budynków wysokości do 5 kondyg­nacji. Ławy prefabrykowane stosuje się z prześwitem, którego wymiar nie może przekraczać 0,15 długości prefabrykatu lub 0,5 jego wysokości (rys. 9-9). Prefabrykowane elementy ścian powinny opierać się na prefabrykowanych ławach nie mniej niż 0,25 ich długości. W ścianach zarówno monolitycznych, jak i z prefabrykatów należy górą i dołem stosować ciągłe zbrojenie podłużne jako zabezpieczenie przed nadmiernym rozwar­ciem rys. Może ono być umieszczone w samych płytach ściennych, w ła­wie fundamentowej lub w wieńcu usytuowanym w stropie, pod stropem lub tuż nad ławą (rys. 9-10 i 9-11).

Rys. 9-9. Posadowienie ścian piwnicznych na ławach prefabrykowanych: a) wi­dok aksonometryczny, b) rzut poziomy prefabrykowanej ławy fundamentowej l — ławy, 2 — ściany piwniczne

W przypadkach umieszczenia zbrojenia w wieńcach lub w ławach norma wymaga, aby zapewniony był kontakt tych elementów ze ścianami, bezpośrednio lub przez warstwę zaprawy, przy czym powierzchnia kon­taktowa nie powinna być mniejsza niż 150 cm² na l m ściany (rys. 9-11).

W ścianach zewnętrznych piwnic stanowiących w pionie przedłuże­nie ścian nienośnych (osłonowych) lub samonośnych budynku przekrój wyżej wymienionego zbrojenia górą i dołem F_a (rys. 9-10) powinien wy­nosić nie mniej niż 6 cm² dla każdego zbrojenia (min. 4Ø14). Dla ścian wewnętrznych przekrój każdego z tych zbrojeń powinien być nie mniej­szy niż F_a=2,3 cm (min. 3 Ø 10). Konstrukcje ścian piwnic w różnych systemach są różne. Mogą one być pełne, panwiowe, płytowo-żebrowe itp.,

Rys. 9-10. Sposoby umieszczenia ciągłego zbrojenia podłużnego w prefabryko­wanej części podziemnej budynku: a) zbrojenie w ławie fundamentowej, b) zbrojenie w wieńcu podściennym i podstropowym

1 — ława monolityczna, 2 — wieniec stropowy ukryty, 3 — ława fundamentowa prefabrykowana, 4 — wieniec podścienny, 5 — wieniec podstropowy, 6 — szczelna zaprawa, 7 — spoinowanie, 8 — izolacja pionowa, 9 — izolacja pozioma, 10 — po­sadzka, 11—beton opaskowy, 12 — prefabrykat ściany zewnętrznej

wykonane z betonu zwykłego lub z betonów kruszywowych lekkich klasy nie niższej niż B12,5 (rys. 9-12). W płytach żebrowych lub kanałowych grubość ścianek nie może być cieńsza niż 6 cm, a szerokość żeber skraj­nych nie może być mniejsza niż 30 cm (rys. 9-12).

Pionowe złącza między prefabrykatami ściennymi powinny zapew­niać dobrą ich współpracę w przenoszeniu sił rozciągających od zginania i sił stycznych działających na złącze. W tym celu norma (BN-79/8812-01) wymaga, aby złącza były wykonane z dyblowanyrn wrębem podłużnym i wypełnione betonem klasy nie niższej niż B12,5 (rys. 9-13). Zaleca się stosowanie złączy co najmniej jednostronnie odkrytych (rys. 9-13b, c). Najmniejszy wymiar złącza w świetle powinien wynosić co najmniej 5 cm, a najmniejszy jego przekrój poprzeczny nie może być mniejszy niż f_bv>5 h> cm² — dla ścian o grubości h>20 cm, i F<100 cm² — dla ścian o h_v ^ 20 cm. Wszystkie złącza pionowe zarówno ścian zewnętrz­nych, jak i wewnętrznych oraz w narożnikach ścian powinny mieć zbro­jenie pionowe o przekroju F„ odpowiadające zbrojeniu 2 Ø 8 (F₀>1,0 cm^z). W budynkach ze ścianami poprzecznymi nośnymi występuje duża Poszczególnych ścian poprzecznych i podłużnych.

Ściany osłonowe nie mogą brać udziału w pracy budynku na zginanie, co wymaga, aby nierównomierne odkształcenie podłoża było przenoszone przez konstrukcję ścian piwnic.

Rys. 9-11. Przykłady rozwiązania prefabrykowanej części podziemnej: a) przekrój poprzeczny bloku ściennego wielokanałowego, b) przekrój przez ścianę zewnętrzną z bloków wielokanałowych, c) ściana piwniczna z elementów wielokanałowych, d) po­łączenie prętów wieńców ukrytych w prefabrykatach pełnych

1 — izolacja termiczna, 2 — beton, 3 — wieniec, 4 — zbrojenie wieńca, 5 — uchwyt mon­tażowy, 6 — korek betonowy, 7 — ława fundamentowa monolityczna, 8 — zaprawa cementowa marki 80, 9 — ściana poprzeczna nośna, 10 — ściana zewnętrzna podłużna,

11 — zbrojenie podłużne, 12 — płaskownik, 13 — zbrojenie kanałów bloków kotwionych w wieńcu

Wysokość nadproży nad otworami w ścianach piwnicznych nie może być mniejsza niż 30 cm. W przypadku rozsunięcia prefabrykatów ścien­nych w celu uzyskania wyższego otworu rolę nadproża powinien spełniać wieniec.

Udział kosztów fundamentowania w budownictwie mieszkaniowym jest znaczny. W celu ich obniżenia należy zwrócić uwagę na prawidłowe jego zaprojektowanie. Wykonywanie części podziemnej z prefabrykatów dopuszczalne jest tylko do wysokości 16 kondygnacji.

Rys. 9-12. Elementy prefabrykowane ścian piwnic: a) zewnętrznych, b) wewnętrznych (ściany nadziemne osłonowe z betonu komórkowego i wielowarstwowe), c) zewnętrz­nych żebrowych typu ZBiD-ZB Warszawa l — uchwyt montażowy, 2 — okno

Izolację przeciwwilgociową należy wykonywać zgodnie z instrukcją nr 120 ITB. Dla zachowania ciągłości ustroju (zapewnienia nieprzesuwności ścian pod wpływem sił ścinających) izolację poziomą wykonuje się z zaprawy cementowej z dodatkiem środka uszczelniającego, izolację zaś w postaci powłok bitumicznych. Należy zwrócić uwagę na izolację złączy, do których stosuje się papę asfaltową na osnowie tkanin technicznych (np. na tkaninie wigoniowej). Paski takiej izolacji powinny zachodzić co najmniej na 15 cm na powierzchnię każdego prefabrykatu. Od poziomu 20 cm poniżej terenu aż do poziomu stropu styk prefabryka­tów powinien być wypełniony kitem asfaltowym.

Rys. 9-13. Pionowe złącza żel­betowe dyblowe stosowane w ścianach zewnętrznych piwnic: a) widok złącza, b) złącze dwóch ścian, c) złącze trzech ścian, d) złącze w narożu l — prefabrykat ścienny, 2 — beton drobnoziarnisty, 3 — zbrojenie podłużne ściany (wieniec ukryty), 4 — zbrojenie złącza 0 6 lub 0 8 mm w każ­dym wrębie, 5 — Olkit

9.2.6. Stropy z prefabrykatów blokowych i płytowych

9.2.6.1. Uwagi ogólne. Stosowane w budownictwie uprzemysłowio­nym stropy z prefabrykatów powinny spełniać wymagania wytrzyma­łościowe oraz mieć odpowiednią sztywność, tj. ugięcia ich nie powinny być większe od wymaganych przepisami BN-79/8812-01 (tabl. 9-2). Nie powinny one klawiszować, tj. niezależnie uginać się w obrębie pomieszczeń.

Poza tym stropy powinny charakteryzować się dobrymi właściwoś­ciami akustycznymi i ciepłochronnymi (nad piwnicami i ostatnim piętrem)

GRANICZNE UGIĘCIA t,_r STROPÓW (wg BN-79/8812-01)

Tablica 9-2

Rodzaj konstrukcji	Rozpiętość IH [m]	lub fgr
Belki oraz stropy żelbetowe	ih < 5 5 < /„ < 10 ih> 10	1/200 2,5 cm 1/400
Stropy z płaską powierzch­nią dolną	ih< 6 6 < ih «: 7,5 /«> 7,5	1/200 3,0 cm 1/250
Wsporniki	'h < 2,5 2,5 s£ lh ^ 5 . ih > 5	1/200 2,5 cm 1/400

oraz odznaczać się odpowiednią ognioodpornością. Podłogi na stropach powinny zapewniać dobre właściwości higieniczne i mechaniczne w użyt­kowaniu. Poza względami konstrukcyjnymi najważniejszym czynnikiem decydującym o wyborze konstrukcji stropu w budownictwie mieszkanio­wym są wymagania akustyczne (dobra izolacyjność akustyczna na dźwięki powietrzne i uderzeniowe). Uzyskanie dobrych właściwości akustycznych związane jest przede wszystkim z zastosowaniem stropów dostatecznie ciężkich, na których może być układana wykładzina podłogowa na spodzie tłumiącym. Mogą to być stropy żelbetowe płytowe grubości 16 cm lub kanałowe grubości 22 cm, stosowane np. w systemach W-70 lub Wk-70 (tabl. 4-2). Stropy lżejsze, w zależności od ich masy i rodzaju, wymagają

Rys. 9-14. Schematy podłóg izolacyjnych na stropach międzymieszkaniowych: a) wykładzina podłogowa z warstwą izolacyjną, b) podłoga pływająca, c) lek­ka podłoga

1 — strop, 2 — wykładzina na spodzie tłumiącym, 3 — podkładka tłumiąca, 4 — konstrukcja podłogowa

stosowania tzw. podłóg pływających o zwiększonej izolacyjności akustycz­nej lub lekkich układów podłogowych (rys. 9-14). Z punktu widzenia uprzemysłowienia stosowanie stropów dostatecznie ciężkich jest właściw­sze, gdyż wymagana konstrukcja podłóg jest wtedy mniej pracochłonna. Podział stropów na grupy akustyczne w zależności od ich masy i rodzaju podano w tabl. 4-2.

9.2.6.2. Rodzaje stropów. Stosowane w budownictwie uprzemysło­wionym stropy można rozpatrywać z punktu widzenia ich struktury ma­teriałowej lub układu konstrukcyjnego. Prefabrykaty stropowe mogą mieć strukturę jedno- lub wielomateriałową, a stosowane elementy kon­strukcji mogą być kwalifikowane wg kształtu przekroju poprzecznego. Rozróżniamy więc stropy: pełne, kanałowe, panwiowe, wielowarstwowe, ceramiczne, wibrowalcowane, sprężone i inne (rys. 9-15). Płyty warstwo­we oraz wibrowalcowane ze względu na dużą pracochłonność obecnie ustę­pują miejsca płytom pełnym lub kanałowym z kanałami okrągłymi.

Według R. Dowgirdo, stropy żelbetowe pełne grubości 16 cm w sche­macie podpór jednokierunkowych należy stosować, ze względu na oszczęd­ność stali, tylko do rozpiętości 5,40 m, natomiast płyty kanałowe wyso­kości 22 cm — do 6,0 m, a wysokości 25 cm — do 7,20 m. Płyty kanałowe sprężone typu Spiroll (rys. 9-16) produkowane w kraju mają wysokość 26,5 cm, ale urządzenia formujące pozwalają na zróżnicowanie ich gru­bości o ±1,5 cm. Płyty te mogą być produkowane długości do 12,0 m, ale są one wówczas znacznie droższe od żelbetowych. Należy się jednak z tym liczyć, że dla umożliwienia kształtowania mieszkań funkcjonalnie elastycznych rozstaw ścian nośnych międzymieszkaniowych powinien wy­nosić 7,0-^-7,20 m. Integracja budownictwa mieszkaniowego, administracyjnego, służby zdrowia i szkolnictwa wymaga dalszej unifikacji płyt stropowych.

Rys. 9-15. Przekroje poprzeczne prefabrykatów stropowych: a) pełny jednomateriało-wy, b) kanałowy, c) panwiowy, d) warstwowy, e) gęstożebrowy, f) dzielony dwu­częściowy

W ZSRR uważa się za bardziej celowe stosowanie w budownictwie mieszkaniowym pełnych płyt stropowych zamiast kanałowych, gdyż te ostatnie, pomimo niższych kosztów ich wytwarzania, są bardziej praco­chłonne (o 50H-70°/o) od pełnych.

Rys. 9-16. Prefabry­kowane elementy sprężone stropowe ty­pu SP-Spiroll oraz kształt ich złączy wzdłuż płaszczyzn bocznych: a) przekrój stropu, b) złącza sto­sowane w Finlandii, c) złącza stosowane w Kanadzie, d) złącza stosowane w Polsce, e) złącza stosowane w CSRR

Płyty stropowe kanałowe lub pełne traktuje się jako zginane jedno­kierunkowo, jeżeli oparte są one na ścianach o układzie podłużnym lub poprzecznym. Płyty pełne zginane dwukierunkowo stosowane są zazwyczaj w układach krzyżowych ścian nośnych (rys. 9-3). Poza tym płyty zbrojone dwukierunkowo mogą opierać się na trzech krawędziach, na jednej krawędzi i dwóch słupach lub na 4 narożach (rys. 9-17). Mogą one opierać się na ścianach wzdłuż całej długości krawędzi (rys. 9-18a,b,c) lub na tzw. łapach (rys. 9-18d,e,f,g). Przy montażu płyt stropowych kanało­wych można na podporach stosować trzpienie żelbetowe (rys. 9-18h). Spo­sób ten nie jest korzystny pod względem wykonawczym, gdyż niezbędne

Rys. 9-17. Schematy oparcia stropów na ścianach, podciągach lub słupach: a) na dwu krawędziach, b) na trzech krawędziach, c) na czterech krawędziach, d) na jednej Kra­wędzi i dwóch narożach, e) na czterech narożach

jest wówczas dodatkowe stemplowanie stropu, dlatego też stosuje się zwykle rozwiązanie pokazane na rys. 9-18i. Z punktu widzenia statyki płyty stropowe dzięki trzpieniom można uważać za częściowo utwierdzone na podporze. Minimalna szerokość oparcia nie powinna być mniejsza, niż podano w tabl. 9-3. Przy małej szerokości ścian podporowych stwarza się niekorzystne warunki docisku w miejscu podparcia, mogącego spowodo­wać skośne ścięcie podpory (rys. 9-18j). Oparcie (zgodnie z normą) powin­no zapewniać możliwość prawidłowego zakotwienia prętów dolnego zbro­jenia płyt stropowych (rys. 9-19).

W budownictwie wielkoblokowym stosuje się przeważnie płyty stro­powe kanałowe szerokości 1,20 i 1,50 m i rozpiętości równej rozstawowi ścian nośnych, w budownictwie wielkopłytowym — płyty pełne i kanało­we o wymiarach na pokój lub na przekrycie równe połowie jego po­wierzchni. Wybór wielkości płyt stropowych zależny jest od posiadanego ciężkiego sprzętu montażowego oraz od przepisów drogowych (ogranicze­nia gabarytowe).

W celu uzyskania głębszego oparcia płyt stropowych na ścianach lub dla bezpośredniego oparcia ścian na sobie stosuje się czasami posze­rzenie ścian górą (rys. 9-18b,c). Łapy mogą być konstruowane jako żelbe­towe (rys. 9-18d,e,g) lub stalowe (rys. 9-18f). Łapy typu pokazanego na rys. 9-18g pozwalają na głębokie oparcia płyt bez potrzeby poszerzenia ściany górą.

Płyty stropowe zazwyczaj opierają się na ścianach na warstwie za­prawy grubości l,OH-l,5 cm (rys. 9-19). Jeżeli przewiduje się oparcie ich na sucho, tj. bez zaprawy, norma zaleca stosowanie podkładek wyrównu­jących poziom oparcia stropu (np. podkładek sprężystych z pasków neoprenowych).

Najczęściej do zbrojenia głównego płyt stosuje się siatki stalowe zgrzewane. Pręty rozciągane, doprowadzane dołem do podpory, powinny

Rys. 9-18. Rodzaje Parcia płyt stropowych na ścianach płytowych lub blokowych: a), b), c) oparcie ciągłe zwykłe, d), e), f) oparcie na łapach zwykłe, g) oparcie na łapach mijankowych, h) oparcie za pośrednictwem żelbetowych trzpieni, i) powiązane ściany kanałowej z wieńcem stropu kanałowego, j) możliwość ścięcia podpory przy niedostatecznej długości oparcia

Tablica 9-3

MINIMALNE DŁUGOŚCI OPARCIA PŁYT STROPOWYCH NA ŚCIANACH (wg BN-79/8812-01)

Klasa betonu ściany	Płyty oparte na dwóch krawędziach	Płyty oparte na trzech lub czterech krawędziach
	z górnym zbrojeniem wystają­cym, zakotwionym w wieńcu lub połączonym ze zbrojeniem sąsiedniej płyty	bez zbrojenia wy­puszczonego
	cm
^ B12.5	6	8	4
> 812,5	4	6

ze względu na zakotwienie spełniać następujące wymagania normowe (BN-79/8812-01):

— jeżeli przy podporze płyta nie wymaga zbrojenia na siłę po­przeczną, to powinna być zbrojona 1/3 ilości zbrojenia przęsłowego, lecz nie mniej niż 3 prętami na 1,0 m szerokości przekroju, przedłużonymi poza krawędź podpory na min. 4 d (rys. 9-19a),

— jeżeli występuje potrzeba zastosowania w płycie zbrojenia na siłę poprzeczną, pręty zbrojenia przedłuża się poza krawędź podpory o 15 d — w przypadku doprowadzenia do podpory 1/3 ilości zbrojenia przęsłowego, i o 10 d — w przypadku doprowadzenia do podpory 2/3 ilości zbrojenia zastosowanego w przęśle (rys. 9-19b).

Rys. 9-19. Oparcie płyt stropowych na podpo­rach z uwzględnieniem zakotwienia prętów rozciąganych: a) przy podporze płyta nie wymaga zbrojenia na siłę poprzeczną, b) przy podporze płyta wymaga zbro­jenia na siłę poprzeczną

Przy zastosowaniu na zbrojenie stali klasy A-II i A-III i betonu klasy B15, ww. długości mogą być zmniejszone o 30%.

Do siatek zgrzewanych ze stali klasy A-0 i A-I należy przyspawać pręty poprzeczne rozmieszczone jak na rys. 9-19.

9.2.6.3. Połączenia płyt stropowych na podporach i wzdłuż krawędzi niepodpartych.

Płyty stropowe przenoszą obciążenie pionowe. Praca przestrzenna budynku wymaga jednak, aby poszczególne płyty stropowe były połączone ze sobą w sztywną tarczę (przeponę), zdolną do przekazy­wania sił poziomych (parcie wiatru), działających na budynek, na pionowe przepony ścienne. Sztywność tarczy i na decydujące znaczenie dla zapew­nienia włączenia do współpracy wszystkich ścian konstrukcyjnych.

Scalenie płyt stropowych w sztywną tarczę, mającą za zadanie prze­niesienie sił poziomych występujących w ich płaszczyźnie, powinno być zapewnione przez połączenie płyt ze sobą: a) na podporze, b) w spoinach wzdłuż krawędzi niepodpartych oraz c) przez zastosowanie wieńców ob­wodowych w płaszczyźnie tarczy.

Połączenia płyt na podporach mogą być przegubowe (rys. 9-20) lub ciągłe (rys. 9-21 i rys. 9-22), a złącza płyt między krawędziami niepodpartymi — dyblowe (patrz rys. 9-26). Zadaniem złącza płyt stropowych na podporze jest nie tylko przeniesienie sił rozciągających, działających w płaszczyźnie stropu, lecz również zabezpieczenie płyt przed gwałtow­nym upadkiem, spowodowanym ewentualnym obsunięciem się podpory na skutek oddziaływań wyjątkowych (np. wybuch gazu w pomieszczeniu lub na szkodach górniczych) na strop niższej kondygnacji. W przypadku braku połączenia na podporze zniszczenie jednej płyty i upadek jej na niższą kondygnację-może doprowadzić do lawinowego narastania znisz­czeń (rys. 9-23a), istnienie zaś połączenia (rys. 9-21 i rys, 9-22) powoduje, że zniszczenie ma zakres ograniczony (rys. 9-23b).

Rys. 9-20. Połączenie przegubowe stropowych nad podporami 1 — zbrojenie płyt

Rys. 9-21. Przykłady konstrukcyjnego łączenia zbrojenia w przypadku częścio­wego utwierdzenia płyt stropowych: a) pręty zbrojenia górnego zakotwione w wieńcu, b) pętle płyt łączone na podporze spiralą (w systemie W-70), c) pętle łączone klamrą płaską, d) złamanie płyty w przypadku braku zbrojenia górnego l — klamra płaska, 2 — klamra spiralna

Połączenia przegubowe są zdolne tylko do przenoszenia sił w płasz­czyźnie stropu i stosuje się je najczęściej w stropodachach. Można je konstruować w kształcie, jak na rys. 9-20. Pręty, zbrojeniowe średnicy nie mniejszej niż 12 mm umieszcza się w spoinach lub w wieńcach biegnących wzdłuż krawędzi niepodpartych płyt stropowych i zakotwią na dłu­gości 25d (d — średnica pręta). Spoina może być wypełniona zaprawą lub betonem. Jeżeli w połączeniach płyt stropowych na podporze stosuje się zbrojenie pracujące na rozciąganie o przekroju nie mniejszym niż 1,0 cm² i w rozstawie nie rzadziej niż co 1,20 m—kiedy płyty są oparte na dwóch krawędziach, i co 2,40 — gdy płyty są oparte na trzech lub czterech kra­wędziach, to takie połączenie zalicza się do przegubowych. Z braku możli­wości zapewnienia swobodnego obrotu płyt stropowych na podporze, na skutek obciążenia krawędzi ich ścianami wyższych kondygnacji i zastosowania ciągłości ich połączenia, powstaje na podporze częściowe utwier­dzenie.

Rys. 9-22. Połączenie ciągłe płyt stropowych: a), b), c), d) połączenia żelbetowe, e), f), g) połączenia spawane

1 — zbrojenie płyt stropowych, 2 — wieniec, 3 — zaprawa, 4 — blaszka, 5 — ele­ment łączący w kształcie pręta lub płaskownika, 6 — bezpośrednie spawanie prętów zbrojenia

Rys. 9-23. Schematy zniszczenia stropu: a) płyty stropowe nie połączone ze sobą, b) płyty stropowe połą­czone ze sobą

Sztywność tarczy stropowej na zginanie oraz zapewnienie równo­mierności w przekazywaniu obciążeń na ściany nośne uzyskuje się przez zaprojektowanie połączenia płyt stropowych, opartych na dwóch podpo­rach i rozpiętych w tym samym kierunku, zdolnego do przenoszenia mo­mentów zginających. Norma zaleca stosowanie tego rodzaju połączeń szczególnie w przypadku opierania stropów na ścianach nośnych z lekkie­go betonu.

Przeprowadzając obliczenie płyty jako belki swobodnie podpartej, przy jej częściowym zamocowaniu na podporze, należy stosować w pły­tach górne zbrojenie podporowe o przekroju równym co najmniej 0,2 przekroju zbrojenia przęsłowego (rys. 9-21a). Zbrojenie to powinno sięgać na głębokość 0,15 rozpiętości płyty (licząc od jej czoła). Powinno ono być zakotwione w samej płycie bądź w wieńcu na długości równej minimum 15 d, licząc od lica podpory (rys. 9-21a), lub być połączone ze zbrojeniem sąsiedniej płyty (rys. 9-21b). Połączenia płyt na podporach przy częścio­wym utwierdzeniu można wykonać przez wzajemne zakotwienie w wień­cach prętów zbrojenia, prostych (rys. 9-22a,b), lub prętów odpowiednio ukształtowanych, najczęściej w pętle, łączonych na podporze klamrą płaską (rys. 9-21c) lub spiralną (rys. 9-21b) itp. Brak górnego zbrojenia może powodować uszkodzenie stropu, jak pokazano na rys. 9-21d.

W połączeniach na pętle kołowe średnica pętli D zależna jest od średnicy d pręta pętli (rys. 9-22c), od granicy plastyczności stali i od klasy betonu wieńca (tabl. 9-4).

Tablica 9-4

MINIMALNE WARTOŚCI STOSUNKU ŚREDNICY D PĘTLI ZBROJENIA KOTWIĄCEGO DO ŚREDNICY d PRĘTA TEJ PĘTLI

Znak stali	D/d przy klasie betonu wieńca
		B12.5	B15	B20
StO; StOS; St3SX; StSSY	15	12	10
18G2	21	18	14
34GS	25	21	17

Zapewnienie ciągłości płyt na podporach można uzyskać przez zespa­wanie, które w zasadzie powinno być wykonywane nie przez bezpośrednie zespawanie spoiną pachwinową wystających prętów zbrojenia, lecz zespa­wanie elementów pośrednich łączących zbrojenie, jak odcinki prętów okrągłych lub płaskowników (rys. 9-22e,f). Przy bezpośrednim spawaniu prętów wymagana jest duża dokładność wykonania, musi być bowiem zapewnione wzajemne przyleganie prętów, gdyż w przeciwnym razie od­ginanie ich uszkadza beton i zmniejsza warstwę ochronną betonu, czyniąc pręty bardziej podatnymi na korozję.

Norma BN-79/8812-01 wymaga, że jeżeli połączenie ma przenosić podporowy moment zginający, uwzględniany w obliczeniach nośności stropu, to zarówno zakotwienie, jak i połączenie prętów zbrojeniowych powinno spełniać wymagania normy PN-84/B-03264 lub stwarzać warunki mechanicznie równoważne.

Spoina w połączeniu na podporze, w najwęższym miejscu, nie po­winna być cieńsza niż 3 cm, a beton wypełniający klasy nie niższej niż B12,5. Przekrój zbrojenia nad podporą przewidziany do przeniesienia mo­mentu podporowego nie może być mniejszy niż, 1,0 cm², nawet gdyby z obliczeń wypadała mniejsza wielkość przekroju.

Poza zbrojeniem stosowanym w połączeniach płyt nad podporą na­leży, dla zachowania ciągłości lub przeniesienia momentu zginającego, stosować jeszcze dodatkowe zbrojenie tarczy stropowej, w zależności od rodzaju styku płyt stropowych (styku wzdłuż krawędzi czołowych, styku krawędzi czołowej z krawędzią niepodpartą), od kierunku zbrojenia głów­nego i od rozpiętości płyt. Jeżeli w styku obie krawędzie są równoległe

Rys. 9-24. Łączenie płyt stropowych bezpośrednio lub za pośrednictwem wieńca l—bezpośrednie połączenie zbrojenia poprzecznego, 2 — przedłużenie wieńcf w spoinie stropu, 3 — przedłużenie zbrojenia poprzecznego płyty w spoinie stro­pu, 4 — zbrojenie nie wliczane do 2F_Qi, 5 —zbrojenie wystające z płyt stropo­wych, 6 — wieniec

do głównego kierunku zbrojenia albo gdy jedna jest prostopadła, a druga równoległa do Jego kierunku, to dodatkowe połączenie należy stosować w miejscach odległych od siebie nie więcej niż 4,80 m (rys. 9-24). W tym przypadku łączenie płyt stropowych może być wykonane albo bezpośred­nio, albo za pośrednictwem wieńców. W każdym z połączeń bezpośrednich przekrój stali zbrojeniowej pracującej na rozciąganie powinien wynosić co najmniej 1,0 cm².

Sumaryczny przekrój zbrojenia w przekroju tarczy stropowej po­krywającym się z linią styku omawianych krawędzi płyt stropowych, pra­cujący na rozciąganie, wyrażony w cm?, powinien wynosić co najmniej Q,85 B (B — szerokość tarczy stropowej w metrach, rys. 9-24). Na przy­kład ilość zbrojenia w przekroju a-a pokazanym na rys. 9-24 wynosi F - F_al+F₀₂+F_a3+F_a4>0,85B.

Połączenia płyt przy krawędziach nieodpartych mogą być konstruo­wane w różny sposób w zależności od kierunku sił ścinających (rys. 9-25a,b). Połączenia pokazane na rys. 9-26a,b mogą przenosić tylko nie­znaczne siły ścinające, natomiast połączenia pokazane na rysunkach: 9-26c,d — siły ścinające prostopadłe do płaszczyzny stropu, 9-26e — siły ścinające prostopadłe i równoległe do płaszczyzny stropu, 9-26f — siły ścinające równoległe do płaszczyzny stropu, 9-26g — siły ścinające równo­ległe i prostopadłe do powierzchni stropu oraz siły rozciągające (głównie dla płyt większej rozpiętości).

Rys. 9-25. Siły występujące w złączu płyt stropowych w spoinach podłużnych: a) kla-wiszowanie płyt, b) wzajemne przesunięcie płyt na skutek sił tnących, c) połączenie między płytami narażone na rozciąganie ti, T₂ — siły ścinające, N — siła rozciągająca

Według BN-79/8812-01 należy przy krawędziach niepodpartych sto­sować połączenia dyblowe (rys. 9-26c,d,e), przy czym połączenie takie powinno przenosić siły ścinające prostopadłe do płaszczyzny stropu (za­bezpieczenie płyt przed klawiszowaniem). Zaleca się jednocześnie kon­struować je na przenoszenie sił ścinających, działających w płaszczyźnie stropu (przenoszenie sił poziomych od parcia wiatru — rys. 9-26g,h).

W połączeniu typu dyblowego użytkowa wysokość spoiny powinna być nie mniejsza niż 3/4 grubości płyty stropowej (dawniej h/2), a jej sze­rokość w najwęższym miejscu przekroju pracującego musi wynosić co najmniej 4 cm (rys. 9-26c) (dawniej 3 cm). W spoinie należy stosować betonu klasy nie niższej niż B7,5 lub zaprawę cementową.

Oprócz połączeń dwóch płyt na podporach, stosuje się też połączenia czterech płyt w narożach (rys. 9-27). Wystające zbrojenie płyt łączy się za pomocą klamer stalowych bądź za pomocą przyspawanych dodatkowych prętów okrągłych lub płaskowników.

Rys. 9-26. Połączenie płyt stropowych w spoinach podłużnych: a), b) spoina gładka, c) spoina klockowa ciągła, d) spoina klockowa niesymetryczna ciągła, e) spoina klockowa nłeciągła, f) spoina zazębiona o zmiennym przekroju na długości, g), h) spoina wzmocniona l — ściąg, 2— blacha łącząca, 3 — spirala z drutu

Rys. 9-27. Rodzaje połączeń w narożach płyt stropowych: a) łączenie zbrojenia za pomocą klamer, b) łączenie zbrojenia za pomocą spawania l — zbrojenie płyt stropowych, 2— klamra, 3 — pręty łączące

9.2.7. Ściany z prefabrykatów blokowych i płytowych

9.2.7.1. Uwagi ogólne. Podstawą klasyfikacji ścian jest przede wszystkim określenie funkcji, jakie spełniają one w budynku. Rozróżnia się więc ściany zewnętrzne i wewnętrzne, zaś pod względem konstrukcyj­nym — nośne i nienośne. Ściany zewnętrzne nośne dzielą się na samonośne i osłonowe (ciężkie i lekkie). Lekkie ściany osłonowe o masie powierzch­niowej poniżej 70 kg/m², tzw. kurtynowe, wykonane z nowoczesnych wysokowartościowych materiałów termoizolacyjnych i wykładzinowych, stanowią odrębny problem (patrz p. 9.7).

Kształt i wymiary prefabrykatów stanowią o podziale ścian na wielkoblokowe i wielkopłytowe.

Rys. 9-28. Rodzaje struktur ścian zewnętrznych: a) jednomateriałowa, b) ceramiczno-betonowa, c) dwumateriałowa — warstwa termoizolacyjna i nośna, d) wielokanałowa z warstwą termoizolacyjną, e) trójwarstwowa, f) trójwarstwowe z warstwami nośnymi w postaci cienkościennych żelbetowych żebrowanych Płyt, g) dwuwarstwowe osłonowe

l — warstwa termoizólacyjną, 2 — płyty żelbetowe włbroprasowane, 3 — war­stwa konstrukcyjna, 4 — warstwa fakturowa

Podobnie jak stropy, ściany mogą mieć strukturę jednomateriałowa (jednowarstwową) lub wielomateriałową (wielowarstwową). Na rysunku 9-28 pokazano schematy spotykanych struktur wielkowymiarowych ele­mentów ściennych.

Stosowanie wielkich bloków w budownictwie wielorodzinnym uzna­no już w końcu lat siedemdziesiątych za mało efektywne. Ten rodzaj ele­mentów wymaga dużego nakładu robót wykończeniowych na budowie, które powodują wydłużenie czasu przekazania budynku do eksploatacji. W kraju wykonuje się obiekty z elementów blokowych wielokanałowych, stosowanych zarówno do ścian, jak i stropów. Produkowane są one w pewnych asortymentach typorozmiarów, na skład (podobnie jak cegła) dla tzw. anonimowego odbiorcy (rys. 9-29). Stąd pochodzi popularna ich nazwa „cegła żerańska" (drugi człon nazwy pochodzi od miejsca pierwszej wytwórni tych prefabrykatów — dzielnicy Żerań w Warszawie). W syste­mie wielkoblokowym projekt budynku powstaje na podstawie katalogu produkowanych elementów (grubość bloku 24 cm, średnica kanałów 17,78 cm, wysokość 252 1112 cm, szerokość 89, 119 i 149 cm), w sposób względnie dowolny z uwzględnieniem jedynie wymiarów prefabrykatów oraz ich cech fizycznych i mechanicznych. Budynki z prefabrykatów blokowych wielokanałowych projektuje się z reguły w układzie poprzecznym ścian nośnych (rys. l-6a). Ściany zewnętrzne takich budynków wykonuje się najczęściej z bloczków z autoklawizowanego betonu komórkowego, opierających się na betonowanych lub prefabrykowanych wieńcach żelbe­towych. Oprócz elementów wielkoblokowych kanałowych wykonuje się w kraju wg technologii żerańskiej (technologii 2) jeszcze prefabrykaty blokowe pełne dla ścian osłonowych i szczytowych z keramzytobetonu oraz elementy ścian szczytowych ocieplone bloczkami z betonu komór­kowego (rys. 9-30a, b, c).

Rys. 9-29. Typowe prefa­brykaty wielokanałowe: a) ścienny, b) stropowy

Rys. 9-30. Bloki ścienne i drzwiowe stosowane w budownictwie wielkoblokowym: a) środkowy blok ściany szczytowej (wg technologii Ż), b) przekrój poprzeczny bloku, c) przekrój poprzeczny bloku narożnego ściany szczytowej (wg technologii Ż), d) prze­krój poprzeczny bloku wieloknałowego ściany szczytowej, e) blok drzwiowy pełny l — beton komórkowy grub. 12 cm, 2 — beton komórkowy 05 grub. 18 cm, 3 — beton grub. 20 cm, 4 — blok wielokanałowy

Na obecnym etapie rozwoju budownictwa i w najbliższych łatach rozwijane będzie w kraju budownictwo wielkopłytowe w systemach otwartych zarówno funkcjonalno-architektonicznych, jak i technicznych ze ścianami w układzie poprzecznym i ścianami zewnętrznymi osłonowy­mi (rzadziej samonośnymi). Przykładowo pokazano na rys. 9-31 układ elementów prefabrykowanych wielkopłytowych w systemie szczecińskim i w systemie OWT-75. Ponieważ obecnie dąży się do wykonywania ścian zewnętrznych tylko jako osłonowych i co najwyżej samonośnych, podsta­wowym rozwiązaniem przekryć pomieszczeń pozostaje płyta stropowa jednokierunkowo zbrojona, rozpięta między ścianami układu poprzecz­nego.

Rys. 9-31. Układy przestrzenne elementów wielkopłytowych: a) w systemie szczeciń­skim, b) w systemie OWT-75

9.2.7.2. Układ spoin na elewacji. Spoiny między prefabrykatami, poza szczelinami w stykach ościeżnic okiennych i drzwiowych z ościeża­mi, stanowią najwrażliwsze miejsca, przez które woda z opadów atmosfe­rycznych może przedostawać się do wnętrza pomieszczeń i które dla za­pewnienia szczelności wymagają kosztownych i pracochłonnych robót uszczelniających. Stąd tendencja ograniczenia liczby spoin przypadających na l m^! elewacji. Na układ spoin w elewacji mają również wpływ względy architektoniczne, konstrukcyjne i montażowe. W budynkach z wielkie bloków, wykonywanych obecnie z prefabrykatów wielokanałowych w poprzecznym układzie konstrukcyjnym ścian, ściany zewnętrzne s najczęściej murowane z bloczków z betonu komórkowego na żelbetowyc wieńcach (rys. 9-32). Czoła ścian poprzecznych nie mogą dochodzić do lic ścian zewnętrznych, gdyż w tych miejscach tworzyłyby się mostki tei miczne, powodujące przemarzanie ścian (rys. 9-32e). Z tego względu zj równo czoła prefabrykatów ściennych, jak i wieńce powinny być zaizolowane materiałem termoizolacyjnym odpowiedniej grubości (rys. 9-32c,d). Całość elewacji z bloczków zostaje otynkowana, a tym samym odpac sprawa spoin. W ścianach zewnętrznych z wielkich bloków wykonanych z betonu komórkowego układ spoin może przedstawiać się jak r rys. 9-32b, a w ścianach szczytowych z ocieplonych elementów kanałowych lub pełnych (rys. 9-30) — jak na rys. 9-32a.

Rys. 9-32. Ściany z bloczków lub dyli z betonu komórkowego: a), b) z dyli, c) szczeg oparcia ściany zewnętrznej osłonowej z bloczków z betonu komórkowego na betom wanym na budowie wieńcu z betonu zwykłego, d) izolacja termiczna na czole ściar poprzecznej, e) nieprawidłowe usytuowanie ściany poprzecznej nośnej J — ściana z betonu komórkowego, 2 — wieniec ocieplony, 3 — izolacja termiczna, 4-płyta stropowa, 5 — ściana poprzeczna nośna, 6 — dyl

W układach poprzecznych i mieszanych w budownictwie wielki płytowym płyty ścian zewnętrznych projektuje się o wymiarach na izb a nawet na dwie izby (w poziomie lub w pionie — rys. 9-33).

Zmniejszenie liczby spoin na elewacji osiąga się przez usytuowaniu ich na poziomie dolnej lub górnej krawędzi okna lub drzwi balkonowych (rys. 9-33b, c, e), dzięki czemu spoina pozioma lub pionowa może b; przykryta zewnętrznym blaszanym fartuchem okna. Często stosowany rozwiązaniem podziału elewacji jest również wykonanie na niej dwóch pasm poziomych: pasma okiennego i pasma ściany nadprożowo-podokiennej (rys. 9-33e). Rozwiązanie to upraszcza uszczelnianie spoin. Zabezpieczenie spoin można również uzyskać stosując przekrycie spoin pionowych dodatkowymi prefabrykatami, tzw. lizenami (rys. 9-33f) lub projektując płyty ścienne wysokości dwóch kondygnacji (rys. 9-33g). Jak z tego widać, na podział i układ spoin na elewacji mają wpływ w dużej mierze względy utylitarne.

Rys. 9-33. Podział ścian zewnętrznych nośnych i osłonowych na:

1 —płyty „na izbę": a) spoiny poziome nad i pod oknem, b) spoiny poziome na wyso­kości spodu okien, c) spoiny poziome na wysokości góry okien, e) spoiny poziome na poziomie dołu i góry okien, f) spoiny pionowe przykryte dodatkowymi prefabrykata­mi, tzw. hzenami;

9.2.7.3. Ściany zewnętrzne

Uwagi ogólne. Prefabrykaty ścienne stosowane do ścian zewnętrz­nych, jak już było powiedziane, mogą być elementami nośnymi lub samo-nośnymi bądź stanowić tylko elementy nienośne — tzw. osłonowe. Wymagane jest, ażeby ściany te miały odpowiednią wytrzymałość, trwałość, rysoodporność, ognioodporność, chroniły budynek przed wpływami at­mosferycznymi, tj. cechowały się odpowiednimi właściwościami cieplnowilgotnościowymi i akustycznymi. Ściany zewnętrzne stanowią również o wystroju i estetycznym wyglądzie budynku. Najbardziej ogólnym kry­terium ich trwałości jest liczba cykli zamrażania i odmrażania, jaką pre­fabrykat znosi bez uszkodzenia. Na przykład w ZSRR warstwa zewnętrzna ściany w budynkach do 5 kondygnacji powinna charakteryzować się liczbą 25 cykli, a dla budynków wyższych —co najmniej 35 cykli.

Rys. 9-34. Ściany zewnętrzne wielkopłytowe dwuwarstwowe: a) elementy z war­stwą termoizolacyjną od strony pomieszczenia, b) elementy z warstwą termo-izolacyjną od zewnątrz, c), d) elementy stosowane w budynkach do 5 kondygna­cji, e) elementy wg technologii Ż Poznań

l — warstwa konstrukcyjna z betonu żwirowego, 2 — beton komórkowy, 3 — keramzyt jamisty, 4 — wyprawa, 5 — warstwa przejściowa od keramzytobetonu do betonu żwirowego

Rys. 9-35. Ściany trój warstwowe: a) typowa, b), c) z niewentylowaną warstwą powietrzną stosowane w ZSRR

l — okładzina betonowa (warstwa fakturowa), 2 — warstwa termoizolacyjną, 3 — beton konstrukcyjny, 4 — warstwa powietrzna, 5 — płyta wibroprasowana

Ściany zewnętrzne budynków ogrzewanych wykonuje się jako:

— jednowarstwowe z betonów lekkich kruszywowych lub betonów komórkowych,

— dwuwarstwowe, składające się z warstwy nośnej szczelnej o ma­łej paroprzewodności i warstwy ocieplającej z materiałów termoizolacyjnych (rys. 9-34), w przeważającej liczbie przypadków umieszczanej od zewnątrz,

— trójwarstwowe, obecnie najczęściej stosowane w budownictwie ogólnym, składające się z warstwy konstrukcyjnie j betonowej, warstwy izolacyjnej i warstwy fakturowej od zewnątrz (rys. 9-35). Według obo­wiązującej normy, współczynnik przenikania ciepła k dla ścian powinien być nie większy niż 0,75 W/(m^z-K), natomiast ze względu na oszczędność energii cieplnej — 0,5 W/(m²-K).

Prefabrykaty ścienne ze względu na warunki pracy w stadium reali­zacji wykonuje się (wg BN-79/8812-01):

— z betonu zwykłego klasy nie niższej niż B15,

— z kruszywowych betonów lekkich klasy nie niższej niż B7,5 w przypadku ścian nośnych i klasy B5 w przypadku ścian samonośnych,

— z betonu komórkowego klasy nie niższej niż B6,3 (dla odmiany 07) w przypadku ścian nośnych i samonośnych i klasy B5 (dla odmiany 07) dla ścian osłonowych.

Norma (BN-79/8812-01) zaleca, aby ściany konstrukcyjne beto­nowe były projektowane ze zbrojeniem montażowym (rys. 9-36). Ściany żelbetowe zbrojone pionowo można stosować tylko w przypadku, gdy ściany betonowe klasy B20 nie spełniają warunków bezpieczeństwa przy sprawdzaniu nośności obliczanej z uwzględnieniem mimośrodowego dzia­łania sił w złączu poziomym i współpracy ścian i stropów w tym złączu. Poza tym smukłość ścian nośnych lub warstw nośnych betonowych, wy­rażana stosunkiem wysokości płyty ściennej l_vp do jej grubości h_vp, t j. l_vp/hvp, nie może być .większa niż:

— 25 dla płyt z betonu zwykłego lub z kruszywowych betonów lekkich klasy nie niższej niż B15,

— 18 dla płyt z kruszywowych betonów lekkich klasy niższej niż B15.

Zwykle 5 górnych kondygnacji budynków mieszkalnych wykonuje się z elementów betonowych, a niższe z żelbetowych.

Ściany budynków mieszkalnych z betonów komórkowych wykonuje się jako:

— ściany nośne w budynkach do 3 kondygnacji lub 3 górnych kon­dygnacji budynków wielopiętrowych,

— ściany samonośne w budynkach do 5 kondygnacji.

Należy zaznaczyć, że beton komórkowy autoklawizowany produko­wany jest w Polsce w odmianach od 04 do 09. Właściwości fizyczne i me­chaniczne tego betonu podane są w t. l niniejszej pracy (p. 6.5.1).

Zbrojenie montażowe i zbrojenie nadproży. Uszkodzenia (zarysowa­nie lub zniszczenie) płyt ściennych występują na skutek działania sił zewnętrznych lub wewnętrznych (np. skurczu), w procesie produkcji oraz w poszczególnych etapach stadium realizacji (np. transportu, montażu). W celu zabezpieczenia przed tymi uszkodzeniami stosuje się do prefabry­katów zbrojenie montażowe. Jako zbrojenie montażowe w elementach blokowych szerokości b„_p ^T 0,70 l_vp mogą być wykorzystane pręty uchwyt transportowych (rys. 9-36f); w elementach szerokości b_up > 0,7 l_vp zbrojenie montażowe należy dać wzdłuż obwodu płyty (rys. 9-36a). Zbro­jenie obwodowe należy również stosować wzdłuż ościeży otworów okien­nych i drzwiowych płyt ściennych (rys. 9-36b), a poza tym w narożach otworów zaleca się dawać pręty ukośne (rys. 9-36b, c, d, g, h). Pręty obwodowe i ukośne powinny sięgać poza naroża otworów na długość co najmniej 25 d. Zamiast prętów ukośnych stosuje się też w narożach zbrojenie siatkowe (rys. 9-36e). Fragmenty płyt ściennych szerokości niniejszej niż 50 cm powinny mieć uzbrojenie pionowe, składające się co najmniej z 4 prętów 0 12 cm, powiązanych strzemionami co 30 cm (rys. 9-36d). Zbrojenie w nadprożach nad otworami okiennymi i drzwio­wymi oraz w filarkach między ościeżami otworów a krawędziami płyt, szerokości mniejszej niż 50 cm, ustala się na podstawie obliczeń sta­tycznych.

Rys. 9-36. Zbrojenie betonowych wielkowymiarowych elementów ściennych bez otwo­rów i z otworami: a) zbrojenie obwodowe montażowe płyt bez otworów, b), c), d) zbrojenie płyt z otworami, e) siatka zbrojenia w narożu, f) blok z uchwytami trans­portowymi, g), h) zbrojenie nadproży ¹—zbrojenie obwodowe, 2 — siatka zbrojeniowa, 3 — pręty ukośne w narożach otworu

Sposób projektowania nadproży i ich obliczanie zależy od wysokości nadproża h_n — wysokości h„ < 30 cm i h„ > 30 cm (rys. 9-36g, h). Przy wysokości h_n < 30 cm nadproże traktuje się jako żelbetowe belki zginane. W tym przypadku minimalne zbrojenie nadproża powinno się składać z 4 prętów 0 10 mm, umieszczonych w narożach przekroju poprzecznego. Pręty powinny być zakotwione w ścianie na długości nie mniej niż 50 cm (dj — średnica pręta). Strzemiona 0 6 mm rozmieszcza się w odległościach

Rys. 9-37. Prefabrykaty ścienne wielkopłytowe zewnętrzne jednomateriałowe z beto­nów na kruszywach lekkich: a) osłonowe w systemie szczecińskim, b) osłonowe w sys­temach radzieckich, c) osłonowe w systemie W-70

nie większych niż l/3h_n (rys. 9-36g). Przy wysokości h > 30 cm traktuje się nadproże jako tarczę i stosuje się zbrojenie w postaci dwóch siatek usytuowanych przy obu powierzchniach bocznych (rys. 9-36h). Pręty skrajne tych siatek powinny mieć średnicę co najmniej 8 mm i nie więcej niż 14 mm, a pozostałe pręty poziome, w liczbie nie większej niż 4, roz­mieszcza się w jednakowych odstępach. Średnice tych pozostałych prętów ustala się z warunku, aby łączny procent zbrojenia podłużnego oraz po­ziomego obwodowego nad otworem był nie większy niż 1,5%> i aby pręty nie miały średnicy mniejszej niż 6 mm. Pręty pionowe w nadprożu, speł­niające rolę strzemion, daje się o średnicy co najmniej 6 nim w rozstawie nie większym niż 15 cm. Siatki przedłuża się poza ościeże otworu w płycie na odległość l_c = 2/3 h„+25 dj < 70 cm (BN-79/8812-01).

Ściany zewnętrzne jednowarstwowe. Ściany zewnętrzne jednowar­stwowe z keramzytobetonu stosowane w kraju w systemie szczecińskim pokazano na rys. 9-37a, stosowane w systemie W-70 — na rys. 9-37c, _a zrealizowane w ZSRR — na rys. 9-37b. Ściany w systemie szczecińskim wykonywano z betonu keramzytowego klasy B7,5 o masie objętościowej 1350-M450 kg/m^s i grubości h_vp = 36 cm, dla których współczynnik prze­nikania ciepła znacznie przekraczał wymaganą obecnie wartość normową k = 0,75 W/(m²'K). W świadectwie dopuszczenia ITB 519/85 podano zmodernizowane rozwiązanie ściany zewnętrznej keramzytolbetonowej, ale już trójwarstwowej, dla budownictwa wielorodzinnego systemu szczeciń­skiego, spełniającej .wymogi w zakresie obowiązującej izolacyjności ter­micznej.

Rys. 9-38. Przykłady zewnętrznych ścian osłonowych scalanych z dyli z betonu ko­mórkowego: a) widok płyt ściennych na izbę, b) widok płyt ściennych pasmowych

Elementy ścian zewnętrznych, produkowane w krajowej techno­logii Ż i stosowane w budynkach do 5 kondygnacji, wykonywane są z keramzytobetonu klasy B9 o masie nie większej niż 1300 kg/m³, przy czym grubość ścian osłonowych wynosi 35 cm, a szczytowych 45 cm.

Ściany zewnętrzne z bloków lub dyli z betonu komórkowego mają tę zaletę, że dają się z łatwością obrabiać mechanicznie i scalać w ele­menty wielkopłytowe przez sklejanie przy zastosowaniu kleju kauczuko­wego i dodatkowego zabezpieczenia scalonej płyty za pomocą prętów ściągających Ø 12 i 16 mm z nakrętkami, wykonanych ze stali St3SX, i podkładek w gniazdkach oporowych wykonanych ze stali St35 (rys. 9-38). ^talowe pręty scalające i podkładki powinny być zabezpieczone trwale Przed korozją. Ściągi przepuszcza się przez pionowe otwory 0 50 mm wykonywane podczas formowania dyli. Nakrętki należy dokręcać klu­czem dynamometrycznytn siłą 40 Nm — dla ściągu 12 mm, i 60 Nm — dla ściągów 16 mm. Wymiary płyt scalonych wynoszą: wysokość — równa wysokości kondygnacji, tj. 280 cm, długość — 240-600 cm, grubość — 24 cm (bez faktury).

Na rysunku 9-38b pokazano pasmowe ściany osłonowe produkowane ze scalonych dyli z betonu komórkowego o przekroju 24x30, 24x55 i 24x60 cm. Płyty te scalane są z dwóch lub z trzech dyli. Długość ele­mentów pasmowych wynosi 0,9-6,0 m, masa od 20 do 185 kg, a współ­czynnik przenikania ciepła — 0,93 W/(m²K).

Rys. 9-39. Przykłady zbrojenia jednowarstwowych płyt ściennych osłonowych z autoklawizowanego betonu komórkowego (ZSRR)

W zakresie zbrojenia dyli obowiązują następujące warunki:

— pręty zbrojenia głównego powinny mieć średnicę nie większą niż 8 inm,

— otulenie zbrojenia głównego nie powinno być mniejsze niż 40 mm (jest to ważne ze względu na nierównomierny rozkład wilgoci w prze­kroju, która gromadzi się w pobliżu powierzchni zewnętrznej),

— strzemiona szkieletów przestrzennych lub zbrojenie poprzeczne siatek płaskich powinno być wykonywane z prętów 0 4,5 mm,

— zasadniczy rozstaw zbrojenia poprzecznego (strzemion) powinien wynosić 30, 40, 50 cm odpowiednio do wysokości dyli 30, 40 i 60 cm.

Płyty ścienne scalone z dyli z betonu komórkowego powinny być produkowane w odpowiednio wyposażonych wytwórniach. W produkcji należy przestrzegać starannego odrdzewiania zbrojenia (chemicznego lub mechanicznego), a samo zbrojenie powlekać trwałą powłoką antykoro­zyjną, odporną na wysokie temperatury (do 180-=-190°C) występujące podczas obróbki hydrotermicznej w procesie produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego. Obróbka hydrotermiczna betonu komórkowego jest niezbędna do uzyskania jego lepszej wytrzymałości, mrozoodporności, trwałości (rysoodporność i inne cechy) oraz do wyeliminowa­nia tzw. skurczu chemicznego.

W krajach zachodnich na powłoki antykorozyjne stosuje się preparat Inertol, który stanowi mieszaninę wysokotopliwego asfaltu z olejami schnącymi i aktywnymi pigmentami w rozpuszczalnikach organicznych. W Szwecji na powłoki antykorozyjne stosuje się preparat lateksowo-cementowy, zawierający naturalny lateks kauczukowy, w kraju zaś środek produkowany na bazie wysokotopliwego asfaltu oraz rzadziej preparat lateksowo-cementowy (BN-80/6759-01). Zabezpieczenie antykorozyjne stali ma podstawowe znaczenie i wymaga odpowiedniego i starannego wyko­nania. Rozwojowi korozji sprzyjają stałe zawilgocenie oraz obecność w surowcach, stosowanych do produkcji betonu komórkowego, agresywnych związków chemicznych łatwo rozpuszczalnych, jak siarczany i siarczki utleniające na siarczany. Z tego względu nie należy do komórkowych beto­nów stosować cementu hutniczego.

W celu zapobieżenia powstawaniu w przekroju odkształceń skur­czowych o dużym zróżnicowaniu należy w warunkach eksploatacji za­bezpieczać elementy przed intensywnym wtórnym zawilgoceniem, jak i przed gwałtownym powierzchniowym wysychaniem.

Podstawowymi prefabrykatami do elementów scalonych są dyle z be­tonu komórkowego szerokości 60 cm i długości do 6,0 m. Klej kauczukowy stosowany do klejenia dyli musi odpowiadać wymaganiom BN-83/6746-03. Powinien charakteryzować się elastycznością, odpornością na starzenie, wodoodpornością, zaś spoina klejowa musi wykazywać trwałą stabilność grubości niezależną od czynników atmosferycznych. Grubość spoiny kle­jowej powinna wynosić 2 mm z tolerancją +0,5 do +1,0 mm, zaś klej po stwardnieniu powinien całkowicie wypełniać spoinę. Niewłaściwe zabez­pieczenie zbrojenia przed korozją i stosowanie w spoinach ścian scalonych mało ściśliwego kleju kauczukowego lub innego o nieodpowiednich właści­wościach może powodować rysowanie się elementów, miejscowe odpada­nie kawałków betonu od zbrojenia oraz wzajemne przesunięcie elemen­tów (rys. 9-40).

W ZSRR stosuje się beton komórkowy w elementach nienośnych i samonośnych. W miarę wzrostu liczby kondygnacji zwiększa się klasa tego betonu — nie ze względu na wymagania wytrzymałości, lecz na wy­magania trwałości.

Ponieważ dość często zdarzają się przypadki niewłaściwego zabezpieczenia zbrojenia w elementach scalonych z betonu komórkowego, zaczęto ostatnio próbować rozwiązań polegających na stosowaniu do tego rodzaju ścian mniejszych bloczków i umieszczaniu zbrojenia w okładzinach gru­bości 2,5-3,0 cm wykonanych z betonu zwykłego lub zaprawy cemento-^wej. Na przykład w ITB opracowano typ ściany scalonej (rys. 9-41), w której rdzeń stanowią bloczki z betonu komórkowego odmiany 05-:-06 o wy­trzymałości nie mniejszej niż 2-M MPa, a okładziny z betonu lub zaprawy cementowej marki 140 przy użyciu cementu 35 . Podstawowymi elemen­tami rdzenia są bloczki o wymiarze 48x59x24 cm, układane na zaprawie cementowej ze spoinami grubości 2-J-5 mm (rys. 9-41b). Wysychanie betonu komórkowego (o wilgotności pierwotnej ok. 20-7-22'%) do ustabili­zowanej wilgotności ok. 8%), w warunkach umieszczenia go między mało-przepuszczalnymi wilgoć okładzinami, przebiega zbyt długo. Dla ścian z betonu komórkowego, obustronnie tynkowanych, okres ten wynosi ok. 2 lat. Przez okres odsychania należy pomieszczenia o takich ścianach j lepiej ogrzewać, co nie zawsze jest możliwe, a poza tym powoduje większe \ koszty ogrzewania.

Rys. 9-40. Widok uszkodzonych płyt zbrojonych z betonu komórkowego na skutek niedostatecznego zabezpieczenia zbrojenia przed korozją

W typie ścian scalonych, zastosowanych w budynkach doświadczał-' nych w osiedlu na Targówku w Warszawie, wymagano stosowania do| rdzenia betonu komórkowego o zawartości wilgoci nie większej niż 10%, którą uzyskuje się przez suszenie bloczków w temperaturze 105°C przez 2 tygodnie. Przy takiej wilgotności bloczków współczynnik przenikania ciepła wynosi k = 0,99 W/(m²-K), co nie spełnia wymagań obowiązującej normy w zakresie izolacyjności termicznej.

W celu zabezpieczenia wbudowywanych bloczków gazobetonowych ; przed zawilgoceniem powinny być one hydrofobizowane powierzchniowo j metodą kąpieli w roztworze dyspersji silikonowo-akrylowej (wg instruk-.; cji ITB). W warstwie okładzinowej stosuje się siatki stalowe ze stali StO 0 3 mm o oczkach 10X10 cm. Na haki transportowe stosuje się pręty 0 16 mm ze stali .St3SX, a do wzmocnienia naroży pręty 0 8.. i 12 min ze stali 34GS. Otulenie stali od strony zewnętrznej nie powinno \ być mniejsze niż 14 mm.

Dwuwarstwowe płyty ścienne ceramiczno-betonowe stosowane w budownictwie krajowym pod nazwą „Cerbet" pokazano na rys. 9-42. Płyta ceramiczno-betonowa składa się z warstwy fakturowej, z dwóch warstw pustaków ceramicznych wieloszczelinowych oraz wewnętrznej warstwy betonowej nośnej z wyprawą wewnętrzną. Pustaki układane w pionie na sucho (suchy tynk). Żeberka betonowe prostopadłe do lica ściany, rozstawione co 30 cm, mają grubość 28 inm i w warstwie

Rys. 9-41. Beznadprożowe płyty osłonowe z bloczków z betonu komórkowego w okładzinach betonowych zbrojonych: a) przekrój poziomy ściany, b) układ bloczków w ścianie, c) zbrojenie okładzin betonowych

l — okładzina betonowa, 2 — siatka zbrojeniowa w okładzinie, 3 — bloczki z be­tonu komórkowego o wymiarze 48x59 i grubości 24 cm, 4—warstwa termoizolacyjna, 5 — tynk, 6 — pasta asfaltowo-bentonitowa, 7 — uszczelki z pianki po­liuretanowej, 8 —Olkit

zewnętrznej pustaków przesunięte są o 15 cm w stosunku do żeber war­stwy wewnętrznej. Warstwy pustaków są łączone ze sobą nośną warstwą betonu grubości 40 mm, równoległą do lica ściany. Czoła płyt mają beto­nowe obrzeża, które są wyprofilowane w sposób zapewniający szczelność złącza. Beton do wykonania płyt ściennych powinien być z kruszywa poro­watego. Całkowita grubość płyty wynosi 36 cm. Pionowe i poziome obrzeża (poza licem) wykonuje się z betonu zwartego z wygładzoną powierzchnią. Zbrojenie płyt stanowią jedynie pętle stalowe zakotwione w betonie. Płyty ceramiczno-betonowe mogą być projektowane jako nośne, samo-nośne i osłonowe stosuje się je pod warunkiem, że pustaki ceramiczne użyte do ich produkcji są dostatecznie mrozoodporne, gdyż w przeciwnym razie następuje zniszczenie się powierzchni pustaków i zniszczenie faktury ścian (rys. 9-43). kraju produkuje się szereg regionalnych typów płyt żelbetowych, jak i płyty ścienne typu Sz-Opole RPM, Sz-Opole ZBRol, CZCB Byszewo i inne. M.in. są to prefabrykowane elementy ścienne cera­miczno- betonowe, przeznaczone dla budynków mieszkalnych typu rolni­czego (do 3 kond ;nacji). Elementy środkowe ścian zewnętrznych mają grubość 35 cm, szerokość 59, 89 i 119 cm oraz wysokość 278 i 252 cm.

Elementy podokienne mają grubość 26 cm i są ocieplane styropianem grubości 3 cm. Elementy ścian środkowych nośnych są grubości 22 cm,

Rys. 9-42. Elementy ścienne ceramiczno-betonowe: I— płytowe typu „Cerbet" a) widok, b) przekrój poziomy

Rys. 9-42. II — blokowe typu „Cerprojekt" (dla budownictwa wiejskiego) a) blok środkowy ściany zewnętrznej, b) blok środkowy ściany wewnętrznej, c), d) pustaki ceramiczne 1 - uchwyt montażowy

szerokości 119 i 149 cm oraz wysokości 252 i 112 cm. Kształt i wymiary pustaków ceramicznych stosowanych do tych ścian pokazano na rys. 9-42. W żebrach elementów zewnętrznych stosuje się gruzobeton klasy «7- Masa elementów zewnętrznych bez okien nie przekracza 1500 kg, ^a z oknem 2319 kg. Wyprawa zarówno wewnętrzna, jak i zewnętrzna — cementowo-wapienna (zewnętrzna o stosunku 1:1:7; wewnętrzna o stosun­ku 1:2:10). Współczynnik przenikania ciepła fc = 1,163 W/(m²-K), a współ­czynnik liniowej rozszerzalności a = 10-10"" na 1°C.

W krajach o szeroko rozwiniętym przemyśle ceramiki cienkościen­nej, jak Włochy czy Francja, rozpowszechnione są dość szeroko systemy płytowe, w których zastosowano na płyty pustaki ceramiczne różnych

Rys. 9-43. Zniszczenie fak­tury ściany ceramiczno-betonowej na skutek niedo­statecznej mrozoodporności pustaków lub zbyt mocnej wyprawy cementowej

Rys. 9-44. Konstrukcje ścienne płytowe z pustaków systemu Casta Magna (Francja)J 60

Rys. 9-45. Płytowe konstrukcje ścienne ceramiczno-betonowe: a), b) przekroje po­przeczne, pionowy i poziomy, w systemie Fiorio (Francja), c) przekrój poprzeczny pionowy przez ścianę w systemie TM (Francja), d) widok i przekroje elementu wiel­kopłytowego stosowanego w ZSRR

l — pustak ceramiczny, 2 — żebro betonowe, 3 — tynk gipsowy, 4 — wieniec betonowy wykonany na mokro, 5 — uszczelka, 6 — siatka stalowa, 7 — żebro obwodowe

typów. Najbardziej znane są systemy Casta Magna (rys. 9-44), Fiorio (rys. 9-45a, b), TM (rys. 9-45c) i inne. Dzięki dużej wytrzymałości cera­miki (na ściskanie powyżej 25 MPa) i mijankowym układom kanałów w pustakach, płyty tych konstrukcji charakteryzują się nośnością nie­wiele mniejszą od płyt betonowych, a ponadto dobrą izolacyjnością ter­miczną, która pozwala na ich stosowanie również do ścian zewnętrznych, szczególnie w warunkach klimatycznych Francji czy Włoch, gdyż nie­wielkie mostki termiczne (spoiny betonowe) są tu dopuszczalne.

W ZSRR cegły i pustaki ceramiczne stosowane są doświadczalnie w ścianach wielkopłytowych (rys. 9-45d), w rejonach o rozwiniętym prze­myśle ceramicznym, np. na Ukrainie.

W NRD stosowane są elementy dylowe i płytowe z gipsu zbrojonego włóknem szklanym i stalą. Do prefabrykatów gipsowych stosuje się czysty gips budowlany porowaty (rys. 9-46). Ujemną cechą tego materiału jest zależność jego właściwości mechanicznych od wilgotności i zjawiska Pełzania, zaletą zaś korzystny wpływ na mikroklimat pomieszczeń [69]. W NRD zabrania się stosowania ścian z gipsu w obszarze położonym bli­żej niż 30 km od morza.

Ściany dwuwarstwowe. Ściany dwuwarstwowe składają się z war­stwy nośnej i warstwy ocieplającej. Warstwa nośna może być wykonana z betonu zwykłego lub z betonów lekkich kruszywowych, warstwa zaś izolacyjna z betonu komórkowego lub betonu kruszywowego porowatego. Stosuje się dwa rozwiązania: jedno z warstwą termoizolacyjną od we­wnątrz (rys. 9-34a, e), drugie z warstwą termoizolacyjną od zewnątrz (rys. 9-34b, c, d). Warstwa termoizolacyjną ma duży współczynnik paro-przewodności, wskutek czego para wodna, napotykając po przejściu przez tę warstwę szczelną nośną warstwę zewnętrzną, będzie się skraplała. W okresie zimy warstwa ta podlega cyklom zamrażania i odtajania, co

Rys. 9-46. Ściana zewnętrzna z gipsowych elementów dylowych z osłoną zewnętrzną (NRD): a) rzut, b) przekrój poprzez spoinę poziomą, c) przekrój przez spoinę pionową; 1 - gips zwykły, 2 - gips porowaty, 3 - zaprawa, 4 - kit spoinowy, 5 - izolacja termiczna, 6 — pasek z neoprenu, 7— ściana wewnętrzna

może powodować niszczenie termoizolacji. W rozwiązaniu tym sytuację pogarsza dodatkowa potrzeba przepuszczenia przez warstwę izolacyjną łączników metalowych do powiązania warstw wewnętrznych z warstwą zewnętrzną ściany. Dlatego też najczęściej stosuje się rozwiązanie, w któ­rym warstwa termoizolacyjną występuje od zewnątrz, a konstrukcyjna od wewnątrz. W tablicy 9-5 podano zalecane w ZSRR klasy i gęstości właściwe betonów do ścian dwuwarstwowych w zależności od wysokości budynków. Dotrzymanie tych zaleceń gwarantuje, że przy ściskaniu war­stwy konstrukcyjnej nie nastąpi rozwarstwienie w połączeniu warstw nośnej z warstwą izolacyjną. Warstwa chroniąca termoizolację przed za­wilgoceniem powinna być jednak paroprzepuszczalna, ażeby mogła wy­sychać, odparowując zbędną budowlaną wilgoć i ew. kondensat. Płyty dwuwarstwowe projektuje się w ZSRR jako betonowe ściskane mimośrodowo, zbrojone stalą tylko konstrukcyjnie. Warstwę konstrukcyjną zbroi się, podobnie jak płyty jednowarstwowe, szkieletami płaskimi, natomiast w warstwie fakturowej stosuje się siatkę zbrojeniową przestrzenną (rys. 9-47a). W warstwie betonowej porowatej należy zbrojenie, podobnie jak i w płytach jednowarstwowych, chronić przed korozją, powlekając pręty specjalnymi powłokami, najczęściej bitumiczno-cementowymi, lub sto­sować stal nierdzewną.

W Austrii w budynkach wysokości do 5 kondygnacji stosuje się m.in. płyty dwuwarstwowe systemu Mischek (rys. 9-47b, c). Zewnętrz-

Tablica

WYTRZYMAŁOŚCI I MAKSYMALNE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWE

BETONÓW STOSOWANYCH W DWUWARSTWOWYCH PŁYTACH ŚCIENNYCH

	Klasa Kl*) i gęstość objętościowa y w kg/m^3 betonu pty
	warstwowych ścian zewnętrznych dla budowli o liczbii
Rodzaje betonów i rodzaj warstw	kondygnacji
	5		9		16		35
	Kl |	V	Kl	V	Kl	V	ki | :
1 Wewnętrzna warstwa nośna:
— z betonu zwykłego	810,5	2400	B10.5	2400	B15	2400	B15	2-
— z betonu lekkiego kruszy-
wowego	B7,5	1500	B7,5	1700	B10.5	1800	810,5	li
2. Zewnętrzna warstwa termo-
izolacyjną:
— z betonu lekkiego kruszy-
wowego	B3,5	600	B3,5	600	B5.0	—	B5,0
— z betonu komórkowego	B3.5	500	B3,5	600	------	------	------

*) Kl — klasa betonu w MPa.

na warstwa izolacyjna składa się z betonu wiórowego, a .warstwa wewnętrzna nośna z betonu zwykłego [69].

Ściany szczytowe w budownictwie polskim wykonuje się cz jako dwuwarstwowe, w których warstwę nośną stanowią albo płyty ks łowe, albo pełne z betonu zwykłego, zaś warstwę zewnętrzną komórkowy.

Rys. 9-47. Elementy prefabrykowane zewnętrznych ścian dwuwarstwowych: a) swanych w ZSRR, b), c) systemu Mischek stosowanych w Austrii d) warstwa konstrukcyjna z betonu żwirowego lub na kruszywach lekkich, 2 — l lekki termoizolacyjny, 3 — warstwa fakturowa, 4 — zbrojenie konstrukcyjne 5 — zbrojenie warstwy elewacyjnej, 6 — tynk zewnętrzny, 7— termoizo Płyt wiórowocementowych izolacyjnych, 8 — kit spoinowy, 9 — uszczelka z tw sztucznego

Dwuwarstwowe ściany z płyt kanałowych lub cegły że skiej grubości 24 cm wykonywane z betonu zwykłego klasy B15 oci się warstwą betonu komórkowego grubości 12 cm (rys. 9-30d), zaś wewnętrzną wykonuje się z betonu zwykłego drobnoziarnistego klasy B15 grubości 20 cm, a zewnętrzną z betonu komórkowego odmiany 05 i grubości 18 cm (rys. 9-30b, c). Zbrojenie warstwy nośnej powinno być wykonywane, jak na rys. 9-30a, ze stali znaku StOS, klasy AO, natomiast uchwyty montażo­we — ze stali okrągłej znaku St3SX, klasy Al.

Ściany dwuwarstwowe stosowane w budynkach pięciokondygnacyjnych na osiedlu Winogrady w Poznaniu pokazano na rys. 9-34c, d. Warstwę zewnętrzną izolacyjną ścian stanowi keramzytobeton jamisty klasy B3 do B5, przy czym ma ona grubość w ścianach zewnętrznych podłużnych 16 cm, zaś w ścianach szczytowych 20 cm. Grubość warstwy nośnej wykonanej z betonu zwykłego klasy B15 wynosi w ścianach podłużnych 14 cm, a w szczytowych 10 cm. Między tymi warstwami daje się warstwę przejściową grubości 3 cm. Płyty zbroi się stalą znaku 18 G2 i StOS.

Ściany trójwarstwowe. Ściany tego typu są najbardziej rozpowszech­nione na Zachodzie, w ZSRR uważa się je za rozwojowe, u nas stosuje się je w wielu systemach.

Przekrój płyt trójwarstwowych może być pełny lub z warstwami powietrznymi (przy zastosowaniu na elementy płyt wibroprasowanych — rys. 9-35b, c). W obliczeniach współczynnika przenikania ciepła k nie uwzględnia się warstwy powietrznej, ponieważ nie ma pewności co do możliwości stworzenia w płycie zamkniętych pustek powietrznych, cho­ciaż, jak wskazują badania, warstwa powietrzna poprawia mimo to wa­runki izolacyjne ścian. Najczęściej jednak stosuje się płyty o pełnym przekroju poprzecznym. Płyta taka składa się z warstwy nośnej z betonu zwykłego klasy B15, warstwy ocieplającej z materiału o małej przewod­ności ciepła oraz warstwy fakturowej, chroniącej warstwę termiczną przed zawilgoceniem (rys. 9-28e).

W rozwiązaniach krajowych płyty warstwowe występują jako nośne w ścianach szczytowych, a w ścianach podłużnych jako samonośne lub osłonowe. Przy układzie poprzecznym ścian konstrukcyjnych nie ma potrzeby stosowania ścian podłużnych nośnych. W płytach warstwowych warstwa betonu dla ścian nośnych i samonośnych wynosi 12-M5 cm, a dla ścian osłonowych 7-i-10 cm. Warstwa fakturowa grubości 6 cm powinna być zgodnie z BN-79/8812-01 wykonywana z betonu o strukturze zwartej,

0 cesze mrozoodporności nie mniejszej niż 25, i być zbrojona siatką o ocz­kach nie większych niż 15x15 cm. Jednocześnie wymagane jest, aby w narożach otworów okiennych i drzwiowych rozstaw prętów zbrojenia, ze względu na koncentrację w tych miejscach naprężeń, został zagęszczo­ny. Poza tym należy stosować w narożach dodatkowe pręty ukośne (rys. 9-36). Siatka zbrojeniowa w warstwie fakturowej powinna być wy­konana z prętów grubości 3 mm — w płytach o długości do 5,0 m, 14,5 mm — w płytach dłuższych.

Ważnym problemem jest sprawa łączenia ze sobą warstwy zewnętrz­nej fakturowej z wewnętrzną nośną. Na rysunku 9-48 pokazano schema­tycznie sposoby łączenia warstw, a na rys. 9-49 przykłady połączeń naj­częściej obecnie stosowanych w budownictwie uprzemysłowionym. Mogą one być łączone za pomocą żeberek obwodowych z betonu zwykłego lub lekkiego kruszywowego (rys. 9-48a, b i rys. 9-50a, b), za pomocą łączników metalowych (rys. 9-48c) lub za pomocą różnego rodzaju zawiesi (rys. 9-49). Żeberka obwodowe tworzą mostki cieplne, na których może się skraplać kondensat.

Rys. 9-48. Sposoby łączenia warstw konstrukcyjnych z faktu­rowymi w prefabrykatach trój­warstwowych ścian zewnętrznych: a) połączenie sztywne z betonu zwykłego, b) połączenie z betonu lekkiego, c) połączenie sztywne spawane, d) połączenie elastyczne l — żeberko obwodowe z betonu zwykłego, 2 — żeberko obwodowe z betonu lekkiego, 3 — płaskow­nik osadzony w płycie, 4 — płas­kownik montażowy, 5 — wspornik prętowy (zawiesie) ze stali nie­rdzewnej

W celu zmniejszenia ujemnego ich wpływu gru­bość żeberek z betonu zwykłego powinna wynosić w naszym klimacie co najwyżej ok. 40 mm lub powinny one być wykonywane z betonów lek­kich. Ten ostatni sposób jest kłopotliwy w wykonaniu i w zasadzie stosuje się go w ograniczonym zakresie. Połączenie na łączniki metalowe o ma­łych wymiarach, pokazane na rys. 9-48c, nie stwarza warunków konden­sacji wilgoci na wewnętrznych powierzchniach ścian, lecz wymaga wy­konywania płyt wibroprasowanych o różnej wysokości, co znacznie utrud­nia produkcję. Ten typ ścian był dawniej szeroko stosowany w ZSRR, ale obecnie, ze względu na niedostateczną trwałość wibroprasowanych płyt, jest stopniowo zastępowany innymi rozwiązaniami.

Połączenie pokazane na rys. 9-49, polegające na połączeniu warstwy fakturowej z warstwą nośną za pomocą różnego rodzaju zawiesi z wiot­kich prętów stalowych (tzw. połączenie sprężyste), nie ma wad poprzed­nio omówionych połączeń, gdyż spełnia wymagania niezależności od­kształceń łączonych elementów i zapewnia współpracę ich w warunkach transportu i montażu. Sposób ten jest stosowany powszechnie w syste­mach polskich.

Połączenia elastyczne wykonuje się w postaci zawiesi pionowych i poziomych oraz rozporek. Zawiesia (wg nomenklatury normowej — wsporniki prętowe) zaleca się wykonywać ze stali nierdzewnej klasy AI gatunku H13N4G9. Rozmieszczenie wsporników powinno zapewniać łat­wość odkształceń warstwie zewnętrznej. Liczba ich nie powinna być mniejsza niż 2, a średnica powinna wynosić 6-^8 mm (rys. 9-49e, h).

W pętli wspornika (rys. 9-49a, b) powinien być założony poziomy pręt 0 8^-10 mm długości nie mniejszej niż 45 cm. Do tego pręta przy­mocowuje się siatkę zbrojeniową. Wymagane grubości otuliny prętów zbrojeniowych pokazano na rys. 9-49a, b, przy czym odległość a_s przy fakturze zmywalnej należy liczyć od spodu wyżłobień powstałych mię-

Rys. 9-49. Przykład zawieszenia warstwy osłonowej, pozwalającego na swobodę od­kształceń termicznych warstwy fakturowej: a), b) zawiesić przenoszące ciężar warstwy fakturowej, c) zawiesia zabezpieczające warstwę fakturową przed przemieszczeniem i obrotem w płaszczyźnie ściany, d) wspornik dystansowy, e) schemat ideowy roz­mieszczenia zawiesi i wsporników (ZSRR), f), g) wymagana minimalna wielkość otulenia zbrojenia w warstwie fakturowej, h) schemat rozmieszczenia zawiesi l — zawiesić (wspornik), 2— zawiesie umożliwiające przemieszczenie ł obrót faktury w płaszczyźnie ściany, 3 — wspornik dystansowy, 4 — warstwa fakturowa, 5 — war­stwa konstrukcyjna, 6 — siatka zbrojeniowa, 7 — termoizolacja, 8 — faktura kruszywowa

ziarnami żwiru podczas jej wykonywania. Oprócz zawiesi należy stosować rozmieszczone wzdłuż obwodu płyty i obwodu otworów, szpilki 03 lub 4,5 ze stali nierdzewnej w odstępie 160 cm.

Rozporki mają za zadanie zapewnienie stałej odległości między warstwą fakturową a warstwą nośną. Stosuje się je w odległościach do 1,20 m i wykonuje ze stali 0 3-12 mm. Zawiesia poziome (rys. 9-49c) mają za zadanie uniemożliwienie przesunięcia tych warstw i obrotu w płaszczyźnie płyty [82], [77].

Na rysunku 9-49e pokazano ideowy schemat rozmieszczenia zawiesi i rozporek używanych w ścianach trójwarstwowych do zawieszenia war­stwy fakturowej, a na rys. 9-49h — rozmieszczenie zawiesi stosowanych w ZSRR ,[84].

Rys. 9-50. Płyty ścienne z żeberkami obwodowymi (Francja): a) prefabrykat ścienny w systemie TM, b) prefabrykat ścienny systemu DU Bl l — żebra obwodowe, 2 — warstwa fak­turowa, 3 — warstwa konstrukcyjna, 4 — termoizolacja, 5 — wieniec

Płyty wielkowymiarowe trójwarstwowe stosowane w systemie W-70 w ścianach podłużnych i szczytowych pokazano na rys. 9-51, przy czym na rys. 9-51d, g przedstawiono zbrojenie warstwy nośnej, a na rys. 9-51h warstwy fakturowej; kształt obrzeży pionowych tych płyt pokazano na rys. 9-51b, c, e, f. Należy się liczyć, że w przyszłości warstwa izolacyjna w ścianach zostanie pogrubiona w związku z koniecznością oszczędności w ogrzewaniu domów.

Ściany nośne wewnętrzne. Wymagania materiałowe, stosunek gru­bości do wysokości płyt oraz sposób zbrojenia prefabrykatów ścian we­wnętrznych są takie same jak dla warstw nośnych ścian warstwowych zewnętrznych (patrz p. 9.2.7.3.). Na rysunku 9-52a pokazano przykładowo zbrojenie płyt ściennych w systemie W-70, na rys. 9-52b w systemie OWT-75, a na rys. 9-52c w systemie szczecińskim. Wysokość nadproży ⁿad otworami w tych systemach jest zawsze stała i nie zależy od długości prefabrykatu, natomiast zbrojenie obrzeży poziomych jest zmienne. W cechach porównawczych pokazano na rys. 9-53a zbrojenie płyt ściennych sto­sowane w Czechosłowacji (zbrojenie płyt drabinkami). W tym rozwiązanie usytuowanie otworu okiennego na długości płyty może być dowolne.

Rys. 9-51. Prefabrykaty ścienne wielkopłytowe w systemie W-70: a) zbrojenie warstwy nośnej, b) pionowe obrzeże proste, c) piono­we obrzeże narożne, d) zbrojenie warstwy nośnej ściany osłonowej wielowarstwowej, e) pionowe obrzeże proste, f) pionowe obrzeże wklęsłe, g) zbrojenie warstwy wewnętrznej nośnej, h) zbrojenie warstwy zewnętrznej fakturowej

Rys. 9-53. Przykłady zbrojenia płyt ściennych nośnych wewnętrznych: a) drabinkami (CSRS), b) pojedynczą siatką w systemie Coignet (Francja), c) dwustronnymi siat­kami (CSRS)

Ułatwia to pracę, ale wymaga zastosowania większej ilości zbrojenia. Płyty ścienne pełne i kanałowe zbroi się w CSRS obustronnie siatką, jak na rys. 9-53c, natomiast we Francji — np. w systemie Coignet (rys. 9_53b) — pojedynczą siatką o oczkach 500x500 mm bądź 300x300 mm wykonaną z prętów 0 4 lub 5 mm.

Jak już podano, zbrojenie płyt ma na celu przystosowanie ich do przenoszenia obciążeń w czasie transportu, składowania i montażu oraz zapobieżenie powstawaniu rys i innych uszkodzeń. Z doświadczeń wy­nika, że przy stosowaniu uzbrojenia tylko po obwodzie (minimum wy­magań noimowych) liczba uszkodzeń wynosi ok. 10%, przy stosowaniu tylko pojedynczej siatki wg rys. 9-53c — 6-7%, a przy zbrojeniu płyt dwoma siatkami i zbrojeniu obwodowym w ilości 0,6 cm^a/m — ok. 1%.

Jeżeli z obliczeń wynika, że płyta ścienna zaprojektowana z betonu klasy B20 nie może przenosić przypadających na nią obciążeń, a zwiększe­nie grubości jest niepożądane, dopuszcza się stosowanie płyt żelbetowych zamiast betonowych.

Zgodnie z wymaganiami normy zbrojenie płyt żelbetowych zaleca się projektować w postaci siatek symetrycznie usytuowanych względem ich płaszczyzny środkowej (rys. 9-54). Pręty pionowe siatki projektuje się o średnicach l O-M 4 mm ze stali klasy nie wyższej niż AIII wg PN-82/H--93215.

ręty zbrojenia pionowego należy rozmieszczać w rozstawie nie mniejszym niż 10 cm i nie większym niż 40 cm. Pręty poziome siatek 0 6 mm stosuje się w rozstawie co 60 cm. W celu zapobieżenia przesu­waniu się prętów zbrojenia głównego (pionowego) należy stosować łącz­niki (rys. 9-54) z prętów średnicy-6 mm, przy czym ich liczba w przeli­czeniu na l m² powierzchni bocznej ściany powinna być nie mniejsza niż 2 łączniki — w przypadku ilości zbrojenia głównego w ścianie nie większej niż 1,5% i 4 łączniki — przy większej ilości zbrojenia. Na pionowych obrzeżach płyt ściennych i ościeżach otworów stosuje się ponadto łącz­niki na każdym skrzyżowaniu prętów siatek (rys. 9-54b). Otulina beto­nowa prętów zbrojenia nie powinna być cieńsza niż 2,5 cm.

W płytach ściennych, w celu powiększenia nośności powierzchni wsporczych, należy stosować górą i dołem zbrojenie poprzeczne w postaci drabinek, których wzajemna odległość powinna wynosić 6- 7 cm. Pręty poprzeczne drabinek powinny być stosowane w rozstawie niniejszym niż połowa rozstawu jej prętów podłużnych i nie większym niż 15 cm. Gru­bość otuliny prętów poprzecznych drabinki, licząc od powierzchni wsporczej, nie powinna być niniejsza niż 1,0 cm (rys. 9-54).

Rys. 9-54. Zbrojenie prefabrykowanych ścian wewnętrznych żelbetowych a) zbrojenie drabinkami, b) zbrojenie siatkami l — łącznik

Zbrojenie żelbetowych płyt ściennych może być również wykony­wane w postaci pionowych drabinek (rys. 9-54a), których rozstaw i śred nica prętów pionowych powinny być takie same jak w poprzednim przy padku. Przy otulinie betonowej mniejszej niż 2,5 cm rozstaw i średnicy prętów poprzecznych należy obliczać jak dla strzemion słupów żelbetowych. Drabinki łączy się ze sobą za pomocą prętów poziomych 0 6 mm rozstawionych co ok. 70 cni (rys. 9-54a).

W przypadku wystąpienia pionowych odcinków ściany jako słupków przykrawędziowych lub międzyotworowych szerokości mniejszej ni 35 cm, należy je traktować i zbroić jak prefabrykowane słupy żelbetowe Jeżeli uzbrojenie słupków stanowią tylko pręty montażowe, to nie można uwzględniać współpracy słupków w przenoszeniu obciążeń pionowych całkowite obciążenie przenosi wtedy pozostała część ściany.

9.2.8. Złącza prefabrykatów ściennych

9.2.8.1. Uwagi ogólne. Budynki z elementów prefabrykowanych wy­magają specjalnego ukształtowania złączy. Mogą to być złącza w postaci płaskich spoin (rys. 9-55a, b), podobnie jak w murach z cegły, lub w postaci bardziej skomplikowanej, jak to pokazano na rys. 9-55c, d. Zadaniem złączy prefabrykatów ściennych jest spełnienie tych wy­magań, które są stawiane poszczególnym elementom ściennym z tytułu ich pracy w budynku. Z punktu widzenia konstrukcji ściany spełniają

Rys. 9-55. Rodzaje złączy ścian zewnętrznych nośnych: a) złącze pionowe w ścianach jednomateriałowych, b) złącze poziome w ścianach z betonu komórkowego, c) złącza pionowe w ścianach wielowarstwowych w systemie W-70, d) złącze poziome w ścia­nach wielowarstwowych w systemie W-70

l — kit trwale plastyczny, 2—wkładka oporowa ze spienionego tworzywa sztucznego, 3 — zaprawa, 4 — beton zwykły, 5 — warstwa konstrukcyjna, 6 — warstwa termoizo-lacyjna, 7—warstwa fakturowa, 8 — strop, 9 — wieniec

rolę monolitycznych przepon pionowych, złącza więc powinny być zdolne do przeniesienia w płaszczyźnie ściany naprężeń normalnych obu znaków, jak również naprężeń stycznych.

Złącza dzielimy na złącza ścian zewnętrznych {rys. 9-56a, b, c, d, e) i na złącza ścian wewnętrznych (rys. 9-56f, g), przy czym rozróżniamy złącza poziome i pionowe.

Złącza ścian zewnętrznych dzielimy na złącza ścian warstwowych (dwu- i trzywarstwowych) i złącza ścian jednowarstwowych (np. z beto­nów lekkich i z betonu komórkowego). Oba rodzaje tych złączy mogą być wypełnione (rys. 9-56a, c) lub niewypełnione (rys. 9-56b, d). Niewypeł­nione złącza są zamknięte lub otwarte, w zależności od tego czy zastoso­wano w zewnętrznej części złącza materiał uszczelniający (rys. 9-56e), czy też nie (rys. 9-56b, d).

Złącza poziome mogą być płaskie lub z progiem przeciwdeszczowym (rys. 9-56b, e). Z reguły w kraju złącza płaskie projektuje się jako wy­pełnione, a złącza z progiem przeciwdeszczowym jako niewypełnione.

W zależności od rozwiązań konstrukcyjnych rozróżniamy złącza: betonowe, żelbetowe i stalowe. Złącza stalowe, których zadaniem jest przeniesienie przez stalowe elementy spawane wszystkich sił w nich wystepujących, są rzadko stosowane w klimacie umiarkowanym i zwykle tylko wtedy, gdy względy montażowe tego wymagają.

Rys. 9-56. Schematy typów złączy ścian zewnętrznych i wewnętrznych: a), c) złącze ścian zewnętrznych wypełnione, b), d) złącze ścian zewnętrznych niewypełnione, e) złącze ścian zewnętrznych niewypełnione zamknięte, f), g) złącza ścian wewnętrz­nych

l—kit trwale plastyczny, 2 — wkładka uszczelniająca (zabezpieczenie przed przeni­kaniem wody deszczowej), 3 —kit spoinowy

9.2.8.2. Złącza ścian zewnętrznych

Uwagi ogólne. Złącza ścian zewnętrznych powinny spełniać wyma­gania: wytrzymałościowe (tj. bezpiecznie przenosić obciążenia), izolacyjności termicznej oraz szczelności na przenikanie wody deszczowej i in­filtracji powietrza.

Praca złącza w okresie eksploatacji budynku uwarunkowana jest przede wszystkim odkształceniami skurczowymi betonu łączonych ele­mentów oraz zmianami temperatury zewnętrznej. Odkształcenia termicz­ne i skurczowe są przyczyną powstawania zmian szerokości spoin i rys w złączu, a poza tym mogą powodować również powstanie rys w pre­fabrykatach.

Odkształcenia termiczne ścian budynku wyraźnie wskazują, że w kierunku pionowym, t j. wzdłuż wysokości, nie ma przeszkód w ich rozprzestrzenianiu, natomiast w kierunku poziomym odkształcenia hamo­wane są przez podziemną część budynku i największą wartość uzyskują w najwyższej kondygnacji (rys. 9-6).

Na rysunku 9-55 pokazano schematycznie przekrój poziomy złącza pionowego. Zasadniczo składa się ono z dwóch podstawowych części: spoiny, mającej za zadanie ochronę ściany przed przenikaniem wody, i złącza konstrukcyjnego, najczęściej żelbetowego, ocieplonego warstwą izolacyjną.

^* Ze względu na wymagania PN-82/B-02020 co do wartości współczynnika przenikania ciepła k dla przegród zewnętrznych, prefabrykaty wielkowymiarowe ścian zewnętrznych przeprojektowano (p. świadectwa dopuszczenia ITB dla odpo­wiednich systemów), a budynki wzniesione przed 1982 r. są sukcesywnie docieplane.

---