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
Fot. Wiśniowski

Budynki nie mają jedynie czysto praktycznego charakteru. Wie o tym każdy, kto kiedykolwiek stanął przed zadaniem postawienia własnego domu. Użyteczność – mimo że jej rola w architekturze znacznie wzrosła w ostatnich dekadach – musi łączyć się z dobrym designem i harmonijnym projektem. W ciągu ostatnich lat dużą uwagę przykłada się do stylistycznej spójności bram, okien, drzwi i ogrodzeń domów. Ważną rolę w tym, jak prezentuje się budynek […]

.

Na funkcjonalność budynku wpływa wiele elementów, w tym także układ jego pomieszczeń oraz odpowiednie dopasowanie przeszkleń. Mają one również duże znaczenie dla energooszczędności obiektu i komfortu domowników. Jak zatem zaaranżować dom „otwarty na świat”, w którym wnętrza będą dobrze doświetlone, a jednocześnie chronione przed nadmiernym nasłonecznieniem? W własnym domu chcemy się czuć bezpiecznie i komfortowo przez całą dobę, a szczególnie w ciągu dnia – od wschodu do zachodu słońca. Pomoże w tym […]

.
Fot. TECH Sterowniki

Temat zarządzania temperaturą w pomieszczeniach jest coraz częściej poruszany zarówno w kontekście oszczędności, jak i wygody. Nowoczesne urządzenia do sterowania ciepłem dają użytkownikom wiele możliwości i pozwalają uniknąć przegrzewania, jak i niedogrzania pomieszczeń. Fot. TECH Sterowniki Do zarządzania grzejnikami polecanym rozwiązaniem jest nowoczesny system grzejnikowy firmy TECH Sterowniki. Jak działa? Jakie korzyści przynosi swoim użytkownikom? Sprawdźcie odpowiedzi na 10 najczęściej zadawanych pytań na ten temat. 1. […]

.

Poczucie przestrzeni, panoramiczny widok, niezwykłe możliwości aranżacji i komfortowe miejsce do życia to niektóre korzyści wynikające z instalacji okien dachowych w zestawach, czyli kilku okien obok siebie. Dzięki takiemu rozwiązaniu nie tylko lepiej doświetlimy wnętrza, ale też zadbamy o nasze zdrowie i samopoczucie. Odpowiednio dobrane i prawidłowo rozmieszczone okna dachowe mają ogromny wpływ na bilans energetyczny budynku, doświetlenie pomieszczeń światłem dziennym oraz właściwą wentylację poddasza. Dokonując wyboru wielkości […]

.