Jak zmniejszyć ugięcia stropu monolitycznego, który jest obciążony dachem?

W większości domów z użytkowym poddaszem dach ma konstrukcję krokwiowo-jętkową i obciążenia z niego są w całości przekazywane na ściany kolankowe. Inaczej jest z domami parterowymi, w których nie zrezygnowano z wykonywania na ścianach stropu żelbetowego. W takich budynkach dachy mają zwykle konstrukcję płatwiowo-kleszczową, która obciąża głównie strop nad parterem.

Wykonanie stropu żelbetowego w budynkach parterowych (Fot.1), w których przestrzeń pod dachem nie będzie wykorzystywana na cele mieszkalne, wydaje się zbytecznym wydatkiem. Jednak lepiej z niego nie rezygnować, gdyż taki strop bardzo dobrze usztywnia bryłę domu, dzięki czemu jego ściany nośne są bardziej odporne na zarysowanie i pękanie (zobacz: Czy w domu parterowym warto robić strop żelbetowy?).

Fot. 1 – Połacie dachu w domach parterowych mają zwykle niewielkie pochylenie, a ich konstrukcja obciąża przede wszystkim strop nad parterem

Żelbetowy strop nad parterem wykorzystywany jest też w takich budynkach do podparcia połaci dachu. W domach parterowych mają one bowiem przeważnie stosunkowo małe pochylenie (zwykle nie więcej niż 25%) i dlatego – zamiast krokwiowo-jętkowych – stosuje się w nich więźby płatwiowo-kleszczowe.

W tym rodzaju więźb dachowych krokwie opierają się dodatkowo – mniej więcej w połowie swojej długości – na płatwiach, podpartych słupami (stolcami), ustawionymi na żelbetowym stropie.

Kiedyś słupów tych nie stawiano – jak robi się to najczęściej teraz – bezpośrednio na stropie, lecz za pośrednictwem dolnych płatwi, nazywanych stopowymi.

Dla stropów żelbetowych sposób oparcia na nich słupów więźby dachowej ma wbrew pozorom duże znaczenie. Jeśli bowiem słupy stoją na nich bezpośrednio, to obciążenia z dachu (zazwyczaj bardzo duże) przekazywane są „punktowo” na stosunkowo wąskie pasmo stropowe.

Inaczej jest, gdy słupy te ustawione są na płatwiach stopowych – wtedy obciążają one strop na większej powierzchni, dzięki czemu jest on zginany w mniejszym stopniu i mniej się ugina.

OBCIĄŻENIA RÓWNOMIERNE I SKUPIONE

Nawet bez znajomości wytrzymałości materiałów i mechaniki budowli można przewidzieć, że strop obciążony punktowo ugnie się bardziej niż wtedy, gdy takie samo obciążenie zostanie na nim rozłożone równomiernie.

Dla przykładu: belka pod obciążeniem równomiernym (Rys. 1A) jest dwa razy mniej zginana i o 60% mniej wygięta niż wtedy, gdy obciążenie o takiej samej wielkości ułożymy w połowie jej rozpiętości (Rys. 1B).

Rys. 1 – Belka obciążona równomiernie (A) jest słabiej zginana i mniej ugięta, niż wtedy, gdy takie samo obciążenie jest skupione na środku jej rozpiętości (B)

Warto też zdawać sobie sprawę, że gdy będą to belki żelbetowe, to różnice ich ugięć będą jeszcze większe, ponieważ sztywność takich belek maleje wraz ze wzrostem obciążenia, ze względu na powiększające się zarysowanie betonu w strefie rozciąganej.

Istotne jest również to, że w mniejszym stopniu obrócą się na podporach końce belki obciążonej równomiernie, w porównaniu z taką, której takie samo obciążenie ustawiono na środku jej rozpiętości.

STROPY GĘSTOŻEBROWE I MONOLITYCZNE

Przedstawione przykłady belek obciążonych w sposób równomierny i skupiony odnoszą się oczywiście także do stropów. Oznacza to, że także stropy pod obciążeniami skupionymi będą bardziej zginane niż pod takimi samymi, ale rozłożonymi równomiernie na całej ich powierzchni.

Dlatego stropy w domach parterowych, na których stoją słupy podpierające połacie dachu, powinny być szczególnie mocne i sztywne, by nie uginały się zbytnio, a obroty ich krawędzi na podporach nie powodowały pękania ścian zewnętrznych domu (zobacz: Kiedy strop oparty na ścianach parteru może spowodować ich pękanie?).

Odnosi się to w mniejszym stopniu do częściowo prefabrykowanych stropów gęstożebrowych, na przykład typu teriva (Fot. 2), które „pracują” tylko w jednym kierunku i nie są konstrukcyjnie przystosowane do przenoszenia ciężaru dachu i zalegającego na nim mokrego śniegu.

Dlatego pod słupami więźby dachowej projektuje się w takich stropach silnie zbrojone belki żelbetowe (Fot. 3), ukryte w ich grubości, które odpowiadają za przeniesienie obciążeń z dachu na ściany nośne domu.

Fot. 2 – Częściowo prefabrykowane stropy, na przykład typu teriva, „pracują” tylko w jednym kierunku i nie są przystosowane do przenoszenia dużych obciążeń z dachu
Fot. 3 – Gdy na stropach częściowo prefabrykowanych mają być oparte słupy więźby dachowej, to trzeba w tych miejscach zrobić w nich silnie zbrojone belki żelbetowe

Nieco inaczej jest z monolitycznymi stropami żelbetowymi – da się bowiem tak je zaprojektować, by bezpiecznie przeniosły obciążenia z dachu, przekazywane na nie przez słupy więźby płatwiowo-kleszczowej. Muszą mieć one jednak nie tylko odpowiednio dużą nośność, ale i sztywność.

Jeśli bowiem nie ograniczy się odkształceń takich stropów, to obroty ich krawędzi mogą być na tyle duże, że będą powodem poziomych pęknięć ścian zewnętrznych. Dotyczy to szczególnie narożników domu, gdyż w tych miejscach w pierwszej kolejności pojawiają się pęknięcia ścian (Fot. 4), wywołane unoszeniem się naroży stropu, w niewielkim stopniu dociskanych krawędziami dachu (Fot. 5).

Fot. archiwum Czytelnika
Fot. 4 – Pęknięcia ścian w narożnikach domu, wywołane odkształceniami monolitycznego stropu obciążonego dachem, pojawiają się zwykle w spoinie między pustakami (lub bloczkami)
Fot. archiwum Czytelnika
Fot. 5 – Zwykle pęknięcia narożne pojawiają się pod ostatnią warstwą pustaków, „sklejona” z wieńcem stropowym, ale takie uszkodzenia mogą się zdarzyć także o jedną warstwę niżej
1
Zobacz także

Choć powszechnie wiadomo, jak ważne dla budowanego domu są fundamenty, to inwestorzy raczej nie interesują się ich projektem. Jest to oczywiście w pełni zrozumiałe, ponieważ za ich poprawne zaprojektowanie odpowiada konstruktor, który opracowywał projekt konstrukcyjny domu. Trudno zatem oczekiwać, że inwestorzy, którzy zazwyczaj nie mają wykształcenia budowlanego, podejmą się sprawdzenia poprawności projektu ław fundamentowych w budowanym domu. Przeważnie nie przychodzi im to nawet do głowy – wychodzą bowiem […]

.

Z powodu smogu coraz więcej samorządów wprowadza przepisy, które już w niedługim czasie mogą zabronić – zwłaszcza w dużych miastach – ogrzewania domów i mieszkań węglem i drewnem. Zakazy te dotyczyć będą zapewne także kominków, choć spalane w nich suche drewno, szczególnie liściaste, jest z pewnością dużo mniej szkodliwe dla środowiska niż węgiel, szczególnie ten o niskiej jakości. Ten radykalny, choć z pewnością słuszny […]

.
Fot. Ytong Xella

Domy ze ścianami jednowarstwowymi, oprócz wielu innych zalet, mają także tę, że buduje się je szybciej niż budynki, w których mury ścian zewnętrznych muszą być na późniejszym etapie budowy osłonięte warstwą ocieplenia. Jest tak dlatego, że ściany jednowarstwowe od razu spełniają zarówno wymagania wytrzymałościowe, jak i izolacyjności termicznej, podczas gdy w ścianach dwuwarstwowych obie te funkcje są od siebie rozdzielone. W ścianach dwuwarstwowych za przeniesienie występujących w budynku obciążeń odpowiada […]

.
Fot. KFD

Kominek z płaszczem wodnym, nazywany czasem po prostu wodnym, może być źródłem ciepła dla centralnego ogrzewania domu i podgrzewania wody. Przyjęło się jednak uważać, że zgodnie z przepisami nie może być on jedynym urządzeniem grzewczym w domu, gdyż nie jest w stanie ogrzać go samodzielnie. Tymczasem to nieprawda, choć trzeba przyznać, że ogrzewanie domu samym kominkiem jest dość kłopotliwe i musi być spełnionych kilka warunków, żeby to miało sens. Po pierwsze […]

.