PergolyTenké betonové stropy: Komplexní průvodce vlastnostmi a typy
Stropy jsou vodorovné nosné dělicí konstrukce, které rozdělují prostor budovy ve svislém směru na jednotlivá podlaží a určují celkový charakter nosné konstrukce budovy. Strop musí zabezpečit vodorovné vyztužení objektu. Stropní konstrukce se skládá z nosné části stropu, podlahy a podhledu. Konstrukce stropu vytváří podklad pro konstrukci podlahy. Podlaha tvoří povrchovou úpravu vodorovné dělicí nosné konstrukce a dotváří tak vnitřní prostředí budovy. Tloušťka stropní konstrukce včetně konstrukce podlahy má být podle možnosti co nejmenší, aby se nezvětšovaly konstrukční výšky jednotlivých podlaží a tím i celková výška budovy.
Stropy musejí být dlouhodobě trvanlivé, musejí vyhovovat požadavkům statického a dynamického zatížení, tepelné a zvukové izolace a předpisům požární bezpečnosti. Únosnost, maximální rozpětí a stavebněfyzikální vlastnosti stropní konstrukce ovlivňují možnosti architektonického ztvárnění celé budovy. Zvětšováním rozpětí narůstá plošná hmotnost stropu a zvětší se zatížení na svislé nosné konstrukce (stěny, sloupy, základy), čímž se zvýší i celkové náklady stavby. Hlavním požadavkem na strop je jeho únosnost a stabilita. Stropní konstrukce musí být schopná bezpečně přenášet zatížení vlastní tíhou a rovněž stálé a dynamické užitkové zatížení svislými nosnými konstrukcemi budovy. Stropní konstrukce musí vykazovat dostatečnou tuhost, i když budou působit předpokládaná možná extrémní zatížení. Tuhost stropních konstrukcí a jejich návaznost na ostatní nosné konstrukce (např. stěny) mají vliv na stabilitu a prostorovou tuhost celé konstrukce. Stropní konstrukce musí vykazovat minimální průhyby.
Typy betonových stropů
Betonový strop je jedním z nejběžnějších typů stropů používaných při stavbě domů. Jeho hlavní výhodou je jeho pevnost a odolnost. Betonové stropy jsou schopny nést těžkou zátěž, což je ideální pro vícepodlažní domy. Mohou být ve formě monolitického betonu nebo před vyráběných betonových panelů. Betonové stropy také poskytují dobrou tepelnou a zvukovou izolaci. Železobetonové stropy jsou v současnosti nejvíce používané stropní konstrukce. Výhodou těchto stropů je velká únosnost, odolnost, tuhost v horizontální rovině, libovolné tvarování a velká požární odolnost. Z hlediska velkého zatížení svislých konstrukcí, základů a rovněž vlastní konstrukce stropu je velká objemová hmotnost železobetonu nevýhodná. Na druhé straně však pomáhá z hlediska akustických vlastností stropu (vzduchové neprůzvučnosti). Podle materiálu můžeme stropní konstrukce rozdělit na dřevěné, železobetonové (které mohou být monolitické, montované a prefabrikované monolitické) a ocelové.
Monolitické železobetonové stropy
Monolitické železobetonové stropy jsou vybetonované do bednění přímo na stavbě. Půdorysně jsou mnohem variabilnější než prefabrikované stropy. Nevýhodou těchto stropů je velká stavební pracnost, náročné vyztužování, omezení výstavby v zimním období, nutnost technologických přestávek, zvýšené náklady na bednění, výrobu a dopravu betonové směsi. Předností deskových monolitických železobetonových stropů je jednoduchost bednění a vyztužování, a hlavně rovný podhled. Při menších rozpětích jsou z hlediska spotřeby betonu a výztuže tloušťky desek hospodárné. Při větších rozpětích, v porovnání s trámovými a žebrovými stropy, spotřeba neúměrně roste. Desky mohou být nosné v jednom nebo dvou směrech. Desky jednosměrně vyztužené uložené na dvou protilehlých stranách prostě (kloubově) se navrhují do rozpětí 3 m, desky uložené vetknutím do rozpětí 4,5 až 6 m. Desky vyztužené ve dvou směrech (křížem armované) podepřené po obvodu stěnami nebo průvlaky je možné použít na větší rozpětí. V závislosti na způsobu uložení je lze použít do rozpětí 7,2 × 7,2 m i více. Desky bodově podepřené je vhodné použít na menší zatížení s minimálním rozpětím 5 m. V místě styku sloupu s deskou hrozí nebezpečí propíchnutí desky sloupem. Proto se do tohoto styku vkládá ocelová hlavice. Pro skeletové objekty s větším zatížením i rozpětím (5 až 12 m) je možné navrhnout takzvané hřibové stropy.
Monolitické železobetonové trámové a žebrové stropy se navrhují na větší rozpětí. Trámová konstrukce stropu má menší plošnou hmotnost než desková. Nosné trámy jsou monoliticky spojeny s deskou a tvoří tak staticky výhodný průřez ve tvaru T, který umožňuje hospodárné rozložení materiálu. Pro velkou pracnost bednění, vyztužování a pro nerovný pohled se tento typ stropu v současnosti navrhuje zřídka. Monolitické železobetonové žebrové stropy vložkové. Vzhledem k nevýhodám trámových a žebrových stropů se vyvinuly různé systémy stropů, u nichž se využívá stropní vložka (z keramických tvarovek, z lehkých betonů nebo z polystyrenu), která vytváří ztracené bednění pro žebra a desky monolitického žebrového nebo kazetového stropu. Nevýhodou je větší pracnost oproti prefabrikovaným a prefabrikovaným monolitickým systémům. Žebra jsou zpravidla v osových vzdálenostech 300 až 750 mm se šířkou 60 až 120 mm. Výšku žebra určuje výška tvarovky. Tloušťka horní betonové desky je 40 až 70 mm. Tuhost stropu ve vodorovné rovině se zabezpečuje vyztužením horní desky ocelovou síťovinou.
Čtěte také: Krok za krokem: Betonové sloupky
Prefabrikované betonové stropy
Hlavní nevýhody monolitických stropů odstraňuje prefabrikovaná technologie. Průmyslová výroba stropních panelů umožňuje jejich vylehčení (dutinami nebo keramickými tvarovkami) a též jejich předpínání. Tím lze dosáhnout rozpětí 12 a více metrů. Předností prefabrikovaných stropů je jejich rychlá montáž a menší pracnost na stavbě. Nosnou konstrukci tvoří prefabrikované železobetonové stropní panely. Jsou vyztuženy nejčastěji v jednom směru. Ukládají se na dvě protilehlé stěny anebo průvlaky. Po uložení stropní konstrukce je nutné zabezpečit spolupůsobení jednotlivých dílců. Proto jsou stykové plochy panelů tvarované. Většina prefabrikovaných stropů se nejčastěji projektuje a nabízí v délce do 6 m. Toto rozpětí je dostatečné, i když architekti jsou stále ochotnější navrhovat otevřené interiéry, ve kterých je počet konstrukčních stěn omezen na minimum. Dosažení větších rozpětí stropů je možné zejména díky technologii předpětí betonu.
Kombinované a polomontované stropy
Prefabrikované monolitické železobetonové stropy jsou kombinací prefabrikované a monolitické části realizované přímo na stavbě. Prefabrikovaná část zpravidla plní funkci skrytého bednění, čímž se urychluje postup výstavby. V konečném stavu obě části spolupůsobí ve výsledné spřažené konstrukci. Tyto typy stropů odstraňují nevýhody monolitických stropů (pracné bednění) a rovněž prefabrikovaných stropů (náklady na dopravu, manipulaci na stavbě a podobně). Intenzivní výzkum působení těchto spřažených železobetonových konstrukcí v posledních desetiletích umožňuje navrhovat stropy hospodárněji, progresivněji a rychleji.
Prefabrikované monolitické železobetonové stropy z nosníků a vložek
Základní nosný prvek tvoří nosníky, mezi které se ukládají stropní vložky z keramiky, z lehkých betonů a podobně. Po vyskládání těchto prvků se vybetonuje žebrový strop (často je označován jako polomontovaný strop). V současnosti se navrhují ze spřažených nosníků typu filigrán nebo FERT. Prefabrikovaný nosník tvoří betonová nebo keramická patka, do níž je zabetonovaná hlavní příhradová výztuž. Nosníky se v průběhu stavby dočasně podepřou zpravidla v 1/3 rozpětí. Až potom se osadí stropní tvarovky (keramické, pórobetonové nebo betonové). Celá konstrukce stropu se zabetonuje. Systém nevyžaduje celoplošné bednění stropu, což urychluje výstavbu a snižuje náklady na strop. Na tomto principu se vyrábí celá řada nosníků a vložek pro různá rozpětí a zatížení. Tloušťka stropu se pohybuje od 190 do 300 mm podle výšky tvarovky a vybetonované monolitické vrstvy.
Prefabrikované monolitické železobetonové stropy deskové (filigránové)
Nevýhodou běžných prefabrikovaných deskových stropů je malá variabilita na rozdíl od výroby prefabrikovaných desek (takzvaný filigrán) pro prefabrikované monolitické spřažené stropy, která je založená na maximální variabilitě půdorysného tvaru. Stropní konstrukci tvoří prefabrikovaná deska (slouží jako ztracené bednění), na kterou se vybetonuje horní monolitická část. Tenké prefabrikované železobetonové desky (o tloušťce 50 až 80 mm) jsou vyztuženy podélnou výztuží a základními prostorovými příhradovými nosníky. Spřažení obou částí zabezpečuje i drsný horní povrch prefabrikované desky. Pro větší rozpětí se používají předpjaté stropní desky. Maximální šířka desky je zpravidla 2,4 m. Filigránové stropy kombinují velkoformátové armované prefa panely (tl. min. betonu na spodním líci s nadbetonovanou monolitickou vrstvou. desky (filigrány) plní funkci ztraceného bednění. stropy. Šířka desek je obvykle do 2,2 m.
Důležité aspekty při výběru betonového stropu
Nosnost a únosnost
Nosnost stropu, resp. jeho únosnost je stanovena normou. V EU jsme vázáni tzv. Euro kódem (Eurocode), avšak každá země má své vlastní požadavky na zatížení (tzv. národní příloha). U obytných budov projektanti nejčastěji předpokládají užitečné zatížení minimálně 150 kg/m2 (= hmotnost uživatelů a vnitřního vybavení). Pokud jako investor předpokládáme vyšší zatížení, například těžké police s knihami, velkou vířivou vanu pro šest osob, sklad materiálu nebo vrstvu „zelené“ střechy s rostlinami na ploché střeše, vyplatí se o tom informovat projektanta. V případě stropů RECTOR lze navrhnout stropy s různou únosností, často však investoři žádají strop, který bude schopen unést mnohem vyšší zatížení než momentálně potřebují. Jsou to plány do budoucnosti, kdyby náhodou bylo třeba... Všechna potenciální zatížení je třeba zohlednit při návrhu stropu. To je úkolem statika.
Čtěte také: Postupy rekonstrukce trámových stropů
Monolitický vs. montovaný strop: Který je pevnější?
Setkávám se s touto otázkou u zákazníků poměrně často, resp. je to někdy i jejich laické přesvědčení, že monolitická železobetonová deska je „pevnější“ (odborně rozuměj: únosnější) než montovaný strop. Argument laické veřejnosti je: „monolitická deska je masivnější, je v ní více betonu, je těžší, tím pádem musí být pevnější“. Není to docela tak. Podstatné je, jaká výztuž je zabudována ve stropě. Všechny montované stropy které dodáváme mají zabudovanou předpjatou výztuž na rozdíl od monolitických stropů, které mají obyčejnou betonářskou výztuž. Díky tomu je lze použít na rozpětí, kde i klasické lité monolitické stropy mají své limity. Keramické nosníky mají max. délku 8 000mm t.j. umíme přestropit místnost se světlostí 7750mm bez vnitřní podpěry. Betonové nosníky mají max. délku 10 000mm.
Nárůst cen konstrukční oceli a jeho vliv na výběr stropní konstrukce. Od 05/2021 do 09/2021 narostla cena betonářské výztuže o více než dvojnásobně. To má nezanedbatelný vliv na cenu monolitické stropní konstrukce. U staticky nenáročného stropu pro obyčejný rodinný dům tvoří betonářská výztuž 60kg/m3 a více. U domu o ploše stropu 150m2 a tloušťce stropu 18cm jde tedy o 1620kg výztuže. Keramický strop z přepjatých montovaných nosníků má nosné jádro také ze železobetonu resp. z předpjatého betonu. Nárůst ceny oceli se projeví také při zdražování oceli. Ovšem množství použité oceli je zde díky předpjaté výztuži, která má 3krát větší pevnost než klasická betonářská ocel, menší. Stropy RECTOR mají průměrnou spotřebu oceli cca 3 - 4 kg/m2 a spotřeba betonu začíná na cca 50 l/m2.
Akustické a tepelné vlastnosti
Masivní betonový strop má dobrou akustickou neprůzvučnost, takže pomáhá omezit šíření hluku mezi podlažími. V kombinaci s vhodnou skladbou podlahy lze výrazně zlepšit kročejový útlum, což je důležité zejména v bytových domech. Beton má také výraznou tepelnou akumulaci, díky níž je schopen vyrovnávat teplotní výkyvy v interiéru. I akustické požadavky patří mezi důležitá kritéria, která ovlivňují návrh skladby stropních konstrukcí. Stropní konstrukce musí splňovat z hlediska ochrany proti hluku požadavky na vzduchovou neprůzvučnost (šíření zvuku vzduchem) a na kročejovou neprůzvučnost (šíření zvuku hmotou konstrukce). Z hlediska tepelnětechnických požadavků musí stropní konstrukce splňovat minimální hodnoty tepelného odporu RN (m2 . K/W).
Komfort uživatelů do značné míry závisí na akustických vlastnostech stropu. Toto je obzvláště důležité v případě bytových domů, kde strop je zároveň prvkem oddělujícím jednotlivé byty. Dobře zvolený strop by měl dosahovat vhodných parametrů absorpce zvuku, který může být způsoben nárazy nebo se jen přenáší vzduchem. Přiměřená hmota stropu je schopna pohlcovat zvuky přenášené vzduchem (rozhovor, hudba, ...), přičemž plovoucí podlaha a správná izolace umístěná na stropě omezuje přenos kročejových zvuků (např. klepání, chůze,...).
Požární odolnost
Strop představuje z požárního hlediska jednu z nejdůležitějších částí konstrukce objektu. Rozděluje objekt po výšce na úseky, které často korespondují s požárními úseky. Požární odolnost konstrukcí se určí na základě výpočtu požárního rizika, který zahrnuje geometrii budovy a stupeň požární bezpečnosti. Požární odolnost dělicích stropních konstrukcí je limitovaná časem (v minutách), během kterého konstrukce odolává působení ohně, přičemž požární strop nesmí ztratit únosnost, stabilitu a celistvost.
Čtěte také: Význam betonových zátarasů pro Prahu
Rekuperace v montovaném stropě
Rozvody rekuperace umíme umístit v rámci konstrukční tloušťky samotného montovaného stropu. Umíme navrhnout montovaný strop tak, aby stavebník nemusel provádět sádrokartonový podhled jen kvůli tomu, aby skryl rozvody rekuperace. Statický návrh stropu uděláme s přihlédnutím k tomuto požadavku.
Realizace a montáž
Při realizaci monolitu se používá stropní bednění, podepřené stojkami a nosníky, které určuje tvar a rovinnost spodního líce stropu. Na bednění se uloží armovací výztuž a připraví se prostupy pro instalace. Následuje betonáž, kdy se do konstrukce ukládá čerstvá betonová směs a pečlivě se hutní, aby nevznikaly dutiny. Betonový strop vždy pracuje ve spolupráci s nosnými stěnami a sloupy. Způsob uložení, směr rozpětí a návaznost na nosné zdivo nebo železobetonový věnec rozhoduje o tom, jak se zatížení přenáší do základů. V kritických místech, jako jsou nadpraží, rohy nebo velké otvory, je důležitý každý konstrukční detail.
Montážní podepření stropu
Během realizace je nutno každý montovaný strop podepřít. U keramických stropů je vzdálenost podpěrných linií (tregrů) 1750mm. Vzdálenost stojek nacházejícími se pod tregrama je max.1750mm. U betonových stropů je vzdálenost podpěrných linií (tregrů) 2000mm. Vzdálenost stojek nacházejícími se pod tregrama je max.1750mm. Velký rozdíl je i v poptávce po montážních podpěrách. Železobetonové stropy vyžadují až 2 - 3 krát více montážních podpěr, což vyplývá z nutnosti přenášet celou hmotnost stropu, než strop dosáhne své plné pevnosti (za cca 28 dní).
Polomontovaný strop bez nadbetonávky: ano nebo ne?
Stropní nadbetonávku tvoří 4-8 cm vrstva betonu, která se používá k zakrytí (zalití) stropních vložek. Montované stropy bez nadbetonávky jsou pak stropy, které mají betonem zakrytý pouze prostor nad stropním nosníkem do úrovně horní hrany stropní vložky. Strop během výstavby slouží jako pracovní plošina pro výstavbu vyššího podlaží resp. výstavbu krovu. Na toto je nutno myslet také při výběru typu montovaného stropu. Není až tak důležité jestli montovaný strop bude z keramicky nebo z betonu, ale zda bude nebo nebude mít nadbetonávku nad stropními vložkami. Strop slouží také jako pracovní plocha při zdění dalšího podlaží nebo při konstrukci krovu. U stropu bez betonové desky hrozí reálné nebezpečí poškození stropní vložky (např. pádem kladiva na stropní vložku). Pokládka zděných příček na strop bez betonové nadbetonávky je možná pouze tam, kde je beton. Prostorová tuhost konstrukce (i např. rodinného domu) je u vodorovných sil od větru a seizmicity u stropu s nadbetonávkou vyšší. Nadbetonávka vytváří plošné rozložení zatížení na několik sousedních nosníků.
Zalití vložek betonem o tloušťce min 50mm má nesporné výhody statické i praktické. Některým stavebníkům se líbí strop bez nadbetonávky (snad jen z toho hlediska, že když přijdou z práce domů namíchají za 2 míchačky a zabetonují si 1-2 nosníky svépomocí. Jiná výhoda zde není.
Šalování obvodu polomontovaného stropu
Bednění stropní konstrukce po celém obvodu, pokud je provedeno jako jednostranné bednění z desek, je neoblíbená činnost. Je to pracné, časově náročné a nákladné. K šalování po obvodu stropu používáme věncové cihly (pro zdivo o tloušťce 380-500 mm) nebo debnící XPS (pro zdivo o tloušťce 250-500 mm). Jak věncová cihla, tak debnící desky XPS plní dvě funkce v jednom: bednění a tepelnou izolaci věnce.
Časté chyby a doporučení
Mezi typické chyby patří podcenění projektové dokumentace, kdy se svévolně mění tloušťka stropu nebo rozmístění výztuže. Problémem je také nevhodné podepření stropního bednění a předčasné odbednění, kdy beton ještě nedosáhl potřebné pevnosti. Častým zdrojem potíží jsou špatně provedená napojení na železobetonový věnec, nedostatečné dilatace a nepromyšlené zásahy do hotové konstrukce. Pokud v budoucnosti plánujeme změnit design interiéru nebo přesunout dělící příčky, nejlepším řešením bude zohlednit to již ve stadiu projektování. Jedním z nezanedbatelných důvodů proč se rozhodnout pro stropy RECTOR je i skutečnost, že dělící stěny můžeme v případě, že o tom projektanta předem informujeme umístit na libovolné místo. Uživatelé pak mají volnost při uspořádání svých interiérů a nestarají se o únosnost takového stropu.
V mnoha katalogových projektech zaslaných do projekční kanceláře RECTOR jsou dělící stěny navrženy z lehkých materiálů, například sádrokartonové příčky. Toto řešení je jednoduché, příčky jsou lehké a stropy zahrnuté v návrhu jsou navrženy tak, aby snesly nízké zatížení. Během výstavby se však často změní technologie výstavby dělících stěn a lehké příčky jsou nahrazeny mnohem těžšími z pórobetonu nebo ještě těžšími z keramiky. V závislosti na použitém materiálu může 1 m2 takové stěny vážit od 20 kg (stěny ze sádrokartonu na ocelových roštech) až po 250 kg/m2 (stěny z plné cihly nebo silikátu). Změna materiálu, ze kterého budou dělící stěny vyrobeny, může mít za následek dodatečné zatížení stropu i o několik tun.
V případě bungalovu je přinejmenším nezodpovědné do budoucna nemít tuhý strop (monolitický nebo keramický) a nahradit ho sádrokartonovým podhledem jen proto, že je to o něco levnější. A pokud jde o klima v samotném domě: sádrokartonový podhled místo pevného stropu také není žádná výhra. Vzhledem k rostoucím nákladům spojeným s železobetonovými stropy se stále častěji setkáváme s rozhodováním o změně stropu, který je méně náchylný na všechny negativní změny se kterými se potýká současné stavebnictví (rychlé změny cen základních surovin, nedostatek kvalifikované pracovní síly, zvyšování cen logistiky).
Závěr
Zvolený materiál musí splňovat statické požadavky i nároky na požární odolnost, akustiku a tepelnou izolaci. S výběrem vám nejlépe pomůže projektant či architekt. Stropní systémy RECTOR splňují všechny výše uvedené požadavky. Rostoucí počet staveb rodinných a bytových domů se stropy RECTOR, potvrzuje pozici naší společnosti jako lídra v oblasti skládaných předpjatých stropních systémů.
tags: #betonove #stropy #tenke #informace
