Schody żelbetowe

1. Wiadomości ogólne

Do głównych zalet schodów żelbetowych należą:

• duża odporność na ogień,

• możliwość uzyskania ciekawych form architektoniczno-konstrukcyjnych,

• stosunkowo niski koszt,

• możliwość zastosowania całkowitej prefabrykacji.

Dzięki tym zaletom współcześnie są stosowane w budownictwie schody żelbetowe, które mogą być wykonywane jako:

• monolityczne, czyli betonowe w deskowaniu na miejscu budowy,

• prefabrykowane, czyli wykonywane w postaci elementów poza miejscem wbudowania, tj. w wytwórni.

Schody żelbetowe mogą mieć konstrukcję:

• płytową,

• płytowo-belkową,

• wspornikową.

2. Schody monolityczne

Schody monolityczne są zbrojone i betonowane (mieszanką o konsystencji plastycznej) w przygotowanym wcześniej deskowaniu. Stosuje się tu beton klasy B15 lub B20. Po uzyskaniu przez beton odpowiedniej wytrzymałości, konstrukcję rozdeskowuje się, po czym powierzchnie wykańcza odpowiedni materiałem, np. marmurem, lastrykiem, PCV, drewnem itp.

Schody płytowe. Są wykonane jako żelbetowa płyta biegowa monolitycznie połączona:

• z płytami spocznikowymi opartymi na dwóch przeciwległych ścianach w sposób swobodny, częściowo lub całkowicie utwierdzona,

• z wspornikowymi płytami spocznikowymi za pośrednictwem poprzecznych, jednoprzęsłowych belek spocznikowych (zwanych też żebrami) opartych na ścianach przylegających do biegów,

• z płytami spocznikowymi za pośrednictwem belek spocznikowych, pracujących jako wewnętrzne podpory sprężyste; płyty spocznikowe są oparte na belkach spocznikowych i przylegających ścianach,

• z płytami spocznikowymi, lecz tylko z jedną z nich (górną lub dolną) za pośrednictwem belki spocznikowej.

Konstruując zbrojenie schodów płytowych należy zwrócić uwagę na miejsca załamania płyty. Sposób zbrojenia płyty zależy od usytuowania załamania i znaku momentu zginającego. Z zasady pręty zbrojeniowe umieszcza się w strefie rozciąganej, a w strefie ściskanej — tylko wtedy gdy istnieje możliwość przekroczenia naprężeń betonu na ściskanie.

Przykłady rozwiązań schodów płytowych: a) wspartych na przeciwległych ścianach klatki schodowej, b) ze spocznikami wspornikowymi, c) trójprzęsłowych

Najprostszym rozwiązaniem konstrukcyjnym są schody oparte na dwóch przeciwległych ścianach. Gdy rozpiętość przekracza 4÷4,5 m, aby nie zwiększać nadmiernie grubości płyty, stosuje się rozwiązanie z wewnętrznymi podporami, które stanowią belki spocznikowe.

Typowe zbrojenie schodów płytowych: a) o schemacie jak na poprzednim rys. a,

b) o schemacie jak na poprzednim rys. c

W konstrukcji monolitycznej schody płytowe umożliwiają zwiększenie atrakcyjności architektonicznej, uwzględniając w kształtowaniu racjonalne względy funkcjonalne i estetyczne.

Schody płytowe: a) z płytą załamaną podpartą na końcach, b) wachlarzowe

Schody płytowo-belkowe, zwane też policzkowymi. Są stosowane przy większych obciążeniach i rozpiętościach. W schodach tego typu płyta biegowa może być oparta z jednej strony na murze a z drugiej na belce, co stosuje się rzadko z uwagi na niejednorodność podparcia stopni.

Schematy elementów nośnych schodów policzkowych (z lewej strony), zaś ich zbrojenie pokazano na przekrojach (z prawej strony) - opis w tekście

Najczęściej stopnie osadza się na dwóch belkach policzkowych wystających z dołu płyty. Unika się stosowania schodów, których stopnie są umieszczone między belkami policzkowymi, gdyż zmniejsza to ich szerokość użyteczną. Natomiast spotyka się policzki wystające ku górze, wykorzystywane jako masywne balustrady. Ze względu na walory architektoniczne, bywają stosowane schody jednobelkowe bezpłytowe. Belki policzkowe mogą być również kształtowane jako elementy zakrzywione.

Rozmieszczenie zbrojenia w stopniach schodów monolitycznych z belkami policzkowymi

We wszystkich przypadkach belki policzkowe mają kierunek równoległy do biegu schodów i opierają się na belkach spocznikowych.

Przykładowe zbrojenie schodów policzkowych monolitycznych

Każdy stopień wraz z teoretycznie wydzieloną częścią płyty biegowej zbrojony jest dołem, zwykle trzema prętami, z których jeden musi być odgięty ku górze w odległości 0,2 • l od podpór, tj. belek policzkowych.

Schody policzkowe z żelbetową monolityczną
belką biegową

Także dolne zbrojenie (trzecią jego część)
w belkach policzkowych odgina się ku górze
przy podporach, tj. belkach spocznikowych. Podobnie są zbrojone belki spocznikowe. Grubość płyty między stopniami powinna wynosić co najmniej 5 cm, ale najczęściej jest to 8÷10 cm.

Schody wspornikowe. Są obecnie rzadziej stosowane. Ich cechą charakterystyczną jest jednostronne utwierdzenie płyty biegowej w ścianie. Od
rodzaju materiału ściany oraz długości wspornika zależy sposób i głębokość
osadzania schodów. Płytę biegową wraz ze stopniami zamocowuje się monolitycznie w murze najczęściej za pośrednictwem ławy ułożonej ukośnie, tj.
zgodnie z kierunkiem biegu schodów.

Konstrukcja monolitycznych płytowych schodów wspornikowych

Ława zbrojona podłużnie prętami 4ø6÷10 mm ma szerokość 18 cm przy wysięgu wspornika do 1,0 m i 25 cm przy wysięgu 1÷1,5 m. Każdy bieg pracuje jako jeden element, a jego ugięcia są prostopadłe do płaszczyzny podniebienia. Dlatego oś obojętna przebiega równolegle do podniebienia schodów. Zbrojenie główne umieszcza się jak najdalej od osi obojętnej, przeważnie w narożnikach stopni; zwykle wystarczają 2÷3 pręty ø8. Niezależnie od zbrojenia głównego, schody zbroi się strzemionami oraz od strony podniebienia wkładkami montażowymi i rozdzielczymi. Wymagane jest, aby płyta między stopniami miała grubość co najmniej 5 cm.

Płyty spocznikowe mogą pracować jako wsporniki, gdy są osadzone w poprzecznych ścianach klatki schodowej lub jako wolnopodparte, gdy są osadzone w ścianach podłużnych.

3. Schody prefabrykowane

Prefabrykaty schodów żelbetowych wykonuje się przeważnie z betonu klasy B20 oraz stali 34GS (zbrojenie główne) stali St0 lub St3S (zbrojenie montażowe). Zbrojenie jest wykonywane przeważnie w postaci siatek zgrzewanych.

Schody płytowe. Są produkowane przez wyspecjalizowane zakłady prefabrykacji jako wielkowymiarowe elementy zunifikowane. Schody te składają się z elementów zestawionych w trzech wersjach konstrukcyjnych:

• płyt biegowych ze stopniami, belek spocznikowych oraz płyt spoczników piętrowych i międzypiętrowych,

• płyt biegowych ze stopniami oraz płyt spoczników piętrowych i międzypiętrowych,

• jednej płyty podwójnie załamanej składającej się z części biegowej i spocznikowej.

Najczęściej są wykonywane schody w drugiej wersji jako dwubiegowe prawoskrętne jeżeli wysokość kondygnacji wynosi 280, 330, 360 i 450 cm. Grubości płyt biegowych zależą od ich długości i wynoszą 7,5,10,5 i 14,5 cm. Wierzchnia warstwa spoczników i stopni w płytach biegowych wykonywana jest z lastryka klasy B20 o grubości 2 cm, jest wyszlifowana u producenta. Przy krawędziach płyt biegowych wmontowane są w czterech miejscach po dwie rurki stalowe, pozioma — w celu zamontowania uchwytów na czas podnoszenia płyty za pomocą żurawia oraz pionowa — w celu zamontowania prefabrykowanych balustrad. Biegi na obu końcach mają odpowiednie wyprofilowania dostosowane do oparcia na płytach spocznikowych. Oprócz płyt biegowych międzykondygnacyjnych, są wykonywane również płyty biegowe wyrównawcze dla kondygnacji przyziemia.

Wymiary płyt spocznikowych są również dostosowane do zunifikowanych wielkopłytowych klatek schodowych o grubości ścian 15 cm. Są produkowane płyty o grubościach 18 cm: 16 cm płyta żelbetowa pełna i 2 cm warstwa lastryka. Płyty piętrowe produkowane są także o grubości 24 cm: 22 cm żelbetowa płyta kanałowa (kanały o średnicy 15,9 cm w rozstawie 20 cm) i 2 cm warstwa lastryka. W płytach wykonywane są fabrycznie otwory do przeprowadzania instalacji sanitarnych.

Elementy prefabrykowanych schodów płytowych (opis w tekście)

Przykład oparcia płyty biegowej na spoczniku: a) międzypiętrowym, b) piętrowym

Płyty spoczników prefabrykowanych:

a) międzypiętrowa pełna,

b) piętrowa pełna,

c) piętrowa kanałowa

Płyty spocznikowe w systemie W_k-70 opierają się na ścianach nośnych za pośrednictwem kątowników przymocowanych dwoma śrubami M24. Każdy kątownik jest zabezpieczony od spodu przed ogniem płytką neoprenową.

Nad stykami spoczników i biegów ze ścianami wykonuje się cokoliki o wysokości 10 cm z lastryka lub płytek terakotowych.

Sposób oparcia płyty spocznika międzypiętrowego: a) szczegół oparcia, b) kątownik do oparcia płyty, c) rzut poziomy klatki schodowej

Schody policzkowe. Mogą być stosowane w budynkach wykonywanych metodą tradycyjną udoskonaloną. Cechą charakterystyczną schodów jest konstrukcja biegów. Dwie belki policzkowe o przekrojach w kształcie litery L zestawia się na budowie, dolnymi występami do środka, mocując je w specjalnych gniazdach w belkach spocznikowych. Stopnie układa się między policzkami, opierając je na występach. Montaż odbywa się od dołu ku górze biegu. Stopnie mogą mieć w przekroju kształt odwróconej litery L lub trójkątny z otworami.

Schody wspornikowe. Są stosowane w budynkach z cegły. Mają biegi złożone z pojedynczych stopni o różnych kształtach w przekroju i o fabrycznie wykańczanych powierzchniach.

Przekroje poprzeczne stopni wspornikowych: a) o krawędzi półokrągłej, b) o krawędzi pociętej, c) kątowe, d) kanałowe, e) deskowe z żebrem, f) deskowe gładkie

Rozmieszczenie zbrojenia w stopniach jest zależne od ich wzajemnej współpracy. Jeżeli podczas montażu stopnie nie są połączone zaprawą w miejscu styku, to oś obojętna przebiega w przybliżeniu poziomo, wydzielając trójkątną strefę ściskania. Zbrojenie główne układa się równomiernie wzdłuż górnej powierzchni każdego stopnia.

Gdy poszczególne stopnie zostaną połączone zaprawą w miejscach ich styków, tworzą one wówczas płytę biegową pracującą tak samo jak schody wspornikowe monolityczne.

Rozmieszczenie zbrojenia w stopniach wspornikowych gdy stopnie: a) pracują niezależnie od siebie (bez wypełnienia styków zaprawą), b) współpracują ze sobą, c) jeśli współpracują, lecz mogą i nie współpracować ze sobą

Poszczególne stopnie osadza się w bruzdach utworzonych przez odpowiednie układanie cegieł bez zaprawy podczas murowania. Natomiast mur pod i nad stopniami powinien być wykonany z bardzo dobrze wypalonej cegły ułożonej na zaprawie cementowej. Montaż stopni rozpoczyna się od dołu każdego biegu, po wyjęciu cegieł pozostawionych „na sucho". Głębokość osadzania stopni w murze musi wynosić co najmniej 20 cm przy wysięgu stopnia 1 m i 25 cm przy wysięgu 1÷1,5 m. W odległości 2/3 rozpiętości stopni od muru podpiera się je na rusztowaniu. Spoiny wypełnia się bardzo dokładnie zaprawą cementową, po uprzednim wypoziomowaniu stopni za pomocą klinów stalowych lub dębowych. Rusztowanie stopni nożna usunąć po 28 dniach.

Osadzenie prefabrykowanych stopni wspornikowych

Płyty spocznikowe prefabrykowane osadza się w ścianach tak samo jak boczniki monolityczne.

Do ciekawych rozwiązań konstrukcyjno-architektonicznych prefabrykowanych schodów wspornikowych należą wachlarzowe i kręte.

Schody wspornikowe kręte ze środkowym słupem nośnym

---