Stropy - charakterystyka ogólna
Strop to jeden z najważniejszych elementów konstrukcyjnych, gdyż od jego wytrzymałości i stabilności w dużej mierze zależy bezpieczeństwo budynku. Zadaniem stropu jest podzielenie budynku na kondygnacje i przeniesienie wszystkich obciążeń jakie na niego działają.
Stropy w budynku spełniają trzy podstawowe zadania:
1. dzielą budynek na kondygnacje
2. przenoszą obciążenia użytkowe, własne oraz niekiedy od ścian działowych
2. usztywniają budynek
3. spełniają rolę przegród ciepło i dźwiękochłonnych
Nośność tego elementu konstrukcyjnego bezpośrednio wpływa na bezpieczeństwo użytkowników budynku nad i pod stropem.
Konstrukcja stropów oraz materiał z których będą wykonane mogą być rożne. Zalezy to np. od:
Funkcji budynku
Konstrukcji budynku
Wielkości i rodzaju działających obciążeń
Wymagań ppoż.
Estetyki
kosztów
We współczesnym budownictwie coraz szersze zastosowanie znajdują stropy z elementów prefabrykowanych które między innymi dają możliwość osiągania coraz większych wymiarów, pozwalając tym samym na przykrycie całych pomieszczeń jednym elementem. Zdarza się jednak że przy tak dużych rozpiętościach ugięcia stropów są dość znaczne, następstwem czego stają się one chwiejne przy chodzeniu, przesuwaniu towarów, ruchu maszyn itp. Dlatego właśnie bardzo ważną rzeczą jest aby na etapie projektowania zwrócić szczególną uwagę na obliczenie wytrzymałości w taki sposób, aby panujące w nich naprężenia nie przekraczały dopuszczalnych. Na skutek złego zaprojektowania stropu mogą wystąpić takie zjawiska jak:
uszkodzenia tynku
pogorszona izolacja dźwiękowa
negatywne wrażenia wizualne- ugięcia
katastrofa budowlana
W PN dotyczących projektowania elementów konstrukcyjnych z różnych materiałów ( drewno, stal, żelbet) ustalona jest tzw. strzałka ugięcia.
Wartość izolacji cieplnej ma duże znaczenie w stropach nad piwnicami, przejazdami, bramami oraz nad ostatnią kondygnacją. W przypadku stropów międzypiętrowych ma ona znaczenie drugorzędne. W tych elementach przeważają wymagania akustyczne.
Ze względów dźwiękoszczelnych w przeważającej części stropy nie spełniają stawianych im wymagań. Aby izolacja dźwiękowa była prawidłowa konstrukcja stropu powinna spełniać następujące warunki:
-duża sztywność w celu wyeliminowania drgań
-brak szczelin i porów w stropach przez które dźwięki mogłyby się bezpośrednio rozchodzić
-powinien posiadać warstwę tłumiącą (ze względów izolacji dźwiękowej nie są pożądane wewnątrz stropu większe puste przestrzenie, gdyż w wielu przypadkach działają jak pudła rezonansowe).
Przekrój stropu powinien być możliwie jak najmniejszy, aby można było przy ustalonych wysokościach pomieszczeń w świetle zaoszczędzić na wysokości budynku, a więc i na objętości muru. Z drugiej jednak strony trzeba pamiętać że zmniejszanie grubości stropu zawiązane jest ze zwiększeniem ilości stali w stropach i belkach.
Właściwie zaprojektowana wysokość stropu, to taka która pozwoli osiągnąć minimum ogólnego kosztu.
Konstrukcja stropu opiera się na ścianach bądź belkach, które mogą być ukryte wewnątrz stropu lub wystawać na zewnątrz. Belki stropu układa się w kierunku krótszej rozpiętości. W przypadku dużych odległości między ścianami belki stropowe podpieramy podciągami które z kolei mogą się opierać na słupach. W sytuacji gdy nie możemy zastosować podparcia słupami, podciągi a nawet belki muszą mieć znaczny przekrój.
Stropy płytowe w których nie występują belki, wykonywane były przy małych rozpiętościach. Obecnie stropy płytowe prefabrykowane stosowane są do przykrywania nawet całych pomieszczeń.
Stropy drewniane
Drewniane stropy tradycyjne wykonane są z opartych na ścianach bali i ułożonej na nich podłogi z desek. Przy dużych rozpiętościach stosuje się również podciągi na których opierają się żebra.
Lekkie stropy drewniane stosuje się w domach wykonanych w technologii lekkiego szkieletu drewnianego. Konstrukcja składa się z gęsto rozmieszczonych żeber i poszycia. Żebra wykonane są z bali wzajemnie usztywnionych przewiązkami z desek. Od spodu konstrukcję osłaniamy np. płytami gipsowo-kartonowymi, a środek wypełniamy wełną mineralną.
Przy stropach drewnianych bardzo ważną sprawą jest stosowanie odpowiedniego drewna co do którego jest szereg wymagań. Do budowy powinno się stosować drewno sosnowe które jest sprężyste i łatwo poddaje się obróbce lub świerkowe trudniejsze w obróbce z powodu mniejszej sprężystości. Tarcica powinna być z czterech stron strugana (zwiększa to odporność na działanie ognia), i nie może mieć normowo określonych wad. Drewno na konstrukcję powinno mieć klasę K27. Wilgotność tarcicy konstrukcyjnej nie powinna być większa niż 18% przy elementach obudowanych i nie więcej niż 23% przy elementach na otwartym powietrzu.
Stropy te są stosunkowo tanie i łatwe w wykonaniu. Dość znacznie uginają się i ustępują innym rodzajom stropów pod względem ognioodporności, trwałości i usztywnienia budynku.
Stropy ceglane zbrojone i nie zbrojone.
Do stropów ceglanych zaliczamy sklepienia bądź płyty z różnego rodzaju cegieł pełnych lub pustaków. W stropach tych naprężenia ściskające przenoszone są przez cegły i zaprawę w spoinach. Zadaniem zaprawy łączącej cegły jest, otulenie zbrojenia, związanie cegieł i wypełnienie spoin. W stropach o tej konstrukcji nie występują takie elementy jak płyty betonowe czy też żebra betonowe.
Stropy z płytami Kleina są łatwe w wykonaniu, jednak przy większych rozpiętościach belek okazują się droższe ze względu na znaczny ciężar belek stalowych. Płyty Kleina ciężkie i półciężkie mają znacznie większy ciężar od stropów prefabrykowanych, co jest ich poważną wadą. Stropy płytowe z cegieł były bardzo rozpowszechnione w budownictwie pierwszych lat powojennych ze względu na dostępny materiał z rozbiórek.
Stropy masywne żelbetowe wykonywane na miejscu wbudowania.
Są to stropy których wykonanie wymaga użycia deskowań i rusztowań oraz dużego wkładu pracy w dość długim czasie. Ze względu na swoje wady są one rzadko stosowane w budownictwie, natomiast bardzo często zastępowane są stropami prefabrykowanymi.
W skład tej grupy stropów wchodzą min.: stropy płytowe bezbelkowe, stropy żelbetowe płytowo - żebrowe, stropy żelbetowe grzybkowe oraz płyty betonowane na belkach stalowych.
Stropy gęstożebrowe żelbetowe betonowane na miejscu budowy.
Do tej grupy należą stropy wykonywane na deskowaniu z żeber o rozstawie osiowym nie większym niż 90cm oraz z płyty (w niektórych stropach zostaje pominięta). Wolne przestrzenie pomiędzy żebrami mogą być wypełnione skrzynkami, pustkami w celach izolacji lub pozostawione puste. Wypełnienia te mogą być sztywne lub niesztywne.
Stropy te są szczególnie przydatne w budynkach o konstrukcji mieszanej i szkieletowej, gdyż mogą być dostosowane do różnych schematów statycznych, rozpiętości i obciążeń. Do tej grupy stropów zaliczamy min.: stropy gęstożebrowe z wypełnieniem z cegły dziurawki, stropy gęstożebrowe z wypełnieniem pustakami, stropy z blokami z lekkiego betonu.
Stropy żelbetowe prefabrykowane.
W skład tej grupy stropów wchodzą stropy które montowane są na miejscu wbudowania bez deskowań i rusztowań.
Stropy żelbetowe mają wiele cech dodatnich w porównaniu ze stropami betonowanymi na miejscu budowy, a mianowicie:
-brak deskowania
-wyższa jakość stropu
-oszczędności materiału
-krótszy czas wykonania
Dzięki tym cechom stropy te są szczególnie przydatne w budynkach typowych i przy zastosowaniu przemysłowych metod budowania.
W budownictwie mieszkaniowym stropy żelbetowe występują w postaci wielkich płyt prefabrykowanych o wymiarach równych powierzchni całego pomieszczenia.
Stropy ceramiczno - żelbetowe
Są one wykonywane z różnego rodzaju pustaków ceramicznych i betonu. W stropie takim pracuje na ściskanie zarówno ceramika jak i beton. W niektórych przypadkach może być wykonana wierzchnia warstwa betonowa rozciągnięta na pustakach. Spoiny pomiędzy pustakami w tych stropach powinny być tak wypełnione, aby było pełne przekazanie obciążeń pomiędzy pustakami.
Stropy szklano - żelbetowe
Stropy te mają konstrukcję płyty żelbetowej z zabetonowanymi kształtkami szklanymi, które umożliwiają przenikanie światła przez strop. Kształtki mogą być: kwadratowe, prostokątne lub okrągłe