Stropní konstrukce z trapézového plechu a betonu

Trapézové plechy se v současné době stávají stále oblíbenějším řešením pro stropní konstrukce, a to nejen v průmyslových halách, ale i v rodinných domech, přístavbách, garážích a moderních dřevostavbách. Jejich popularita pramení z nízké hmotnosti, příznivé ceny a dlouhé životnosti. Využívají se především v kombinaci s betonem, kde plech funguje jako ztracené bednění a zároveň jako tahová výztuž, zatímco beton přenáší tlakové namáhání. Tato kombinace materiálů umožňuje dosáhnout progresivních konstrukcí s vynikajícími vlastnostmi.

Ocelobetonové stropy a trapézové plechy

Ocelobetonové stropy jsou v současné době nejpoužívanější a spadají pod širší pojem „ocelobetonové stropy“. Trapézový plech se často využívá jako ztracené bednění pro monolitickou betonovou desku. Existují různé funkce trapézového plechu v ocelobetonových stropech:

  • Plechový panel tvoří pouze ztracené bednění: Železobetonová deska přenáší zbytek stálého zatížení a veškeré nahodilé zatížení.
  • Plechový panel je jediným nosným prvkem stropní desky: Betonová deska má jen roznášecí a vyztužující funkci (konstrukčně je vyztužena sítí).
  • Plechový panel spolupůsobí s monolitickou deskou: Spolupůsobení je třeba zajistit exaktním způsobem.

Při návrhu stropní konstrukce nesmíme podcenit ani další funkce a vlastnosti betonové desky. Jednou z nich je roznášecí funkce betonové vrstvy (obvykle vyztužené sítí), sloužící k zajištění přenosu lokálních břemen. Deska přispívá ke splnění izolačních a požárních požadavků a slouží ke srovnání povrchu.

Vlastnosti a rozměry trapézových plechů

Trapézové plechy jsou žárově povrchově upraveny slitinou zinek/hliník (150 g AlZn na 1m2) nebo pozinkovány (275 g Zn na 1 m2) a polakovány organickými barvami v odstínech RAL (nejčastěji polyesterem 25 µm). Hlavní výrobní sortiment společností tvoří trapézové plechy a příslušenství. Setkáváme se s názvy, které označují výrobce trapézového plechu - plech VIKAM nebo plech ARCELOR MITTAL. Plechy trapézové se standardně dodávají v délkách 2 - 12 m. Délky pod 2 m jsou s příplatkem.

Výška tzv. „nízkých trapézových plechů“ se pohybuje od 30 do 150 mm, většinou se používají průřezy o výšce vlny 50 až 80 mm. Mají různé tvary podle výrobců a válcují se za studena běžně do délky 12 až 16 m. Tloušťka betonu nad plechovým profilem činí obvykle 70 až 120 mm (min. 50 mm) a zajišťuje požární odolnost 60 až 120 minut.

Čtěte také: Druhy dřeva pro podlahu pod pergolu

Technické parametry trapézových plechů

Vlastnost Hodnota
Povrchová úprava Slitina zinek / hliník (150 g AlZn na 1m2) nebo pozinkován (275g Zn na 1 m2)
Lakování Organické barvy v odstínech RAL (nejčastěji polyesterem 25 µm)
Standardní délky 2 - 12 m
Výška nízkých trapézových plechů 30 - 150 mm
Výška vlny 50 - 80 mm
Tloušťka betonu nad profilem 70 - 120 mm (min. 50 mm)

Délka trapézových plechů je limitována tepelnou roztažností materiálů. Například u plechu silného 0,5 mm by kvůli roztažnosti délka jedné tabule neměla překročit 6,5 m. Ohled je navíc třeba brát i na možnosti manipulace a riziko deformací při manipulaci. Trapézové plechy přitom nejsou určené k chůzi po střeše. Pokud je to nutné, je třeba našlapovat v místech podložených latěmi, vaznicemi. Podrážky obuvi musí být z měkkého materiálu a musí být čisté, aby nebyla poškozena povrchová úprava plechů. Po zásahu je třeba odstranit jakékoli případné nečistoty a materiálový odpad.

Montáž a upevnění trapézových plechů

Trapézové plechy se převážně kladou na horní pásnice ocelových nosníků, přičemž je snaha využít výrobních délek plechů. Plechy potom působí jako spojité nosníky. Aby společně s betonem v tloušťce 50 - 80 mm, vyztuženým sítí, vytvořily také tuhou desku, kterou lze využít i k zajištění prostorové tuhosti systému (spolu nebo místo vodorovných příhradových ztužidel), musíme zajistit přípoj trapézového plechu k nosníkům.

Není-li přenos vodorovných sil do tuhých vazeb zajišťován spřahujícími prostředky, plechy k nosníku obvykle přivařujeme koutovým nebo průvarovým svarem. Na to je třeba dbát již při přípravě realizace - povrch nosníku nesmí být v místě sváru natřen jinak než reaktivním nátěrem na bázi zinku. Kde není možné použít svařování, provedeme upevnění přišroubováním závitořeznými šrouby nebo přistřelením. Jako spoj bývá označováno místo styku ocelových trapézových profilů s jiným profilem či podobným stavebním dílcem včetně příslušného spojovacího prostředku. Osové vzdálenosti, druh a typ nejen spojů, ale i spojovacího materiálu, jakož i spoje ve smykových polích je nutné při projektování správně staticky posoudit a při montáži pak tyto údaje předepsané v projektové dokumentaci, kotevním plánu bezpodmínečně dodržet.

Při studiu katalogu výrobců zjistíme, že profilování plechů není obvykle ve vodorovném směru rovnoměrné, střídají se užší a širší žebra. Není proto jedno, v jaké poloze se plechy na konstrukci ukládají. Tzv. normální poloha plechů dává při zabetonování užších žeber nižší hmotnost stropu, kdežto reverzní může být vhodná k získání vyšší únosnosti ve spojení s nadbetonovanou deskou. Je samozřejmé, že dodržení záměru projektanta musí být kontrolováno v montážní fázi, kdy je reálné nebezpečí záměny polohy dílců.

Spojovací prvky

Spojovací prvky jsou použitelné podle konkrétní situace. Mají však některá omezení, především podle druhu materiálu a účelu použití. Pro práci se spojovacím materiálem výrobce doporučuje používat předepsané nářadí a montážní pomůcky. Při používání šroubů s těsnícími podložkami doporučujeme užít utahovacích přístrojů s tzv. hloubkovým dorazem, aby nemohlo dojít k „přetažení“ podložky. Pro každý typ spoje je nutno volit správně typ závitu (do dřeva, plechu či silnostěnné oceli).

Čtěte také: Proč zvolit dubovou masivní podlahu?

Typy šroubů:

  • Samovrtné: Jsou šrouby s nalisovaným vrtákem, který šroub sám předvrtává. Vrtací kapacita šroubu se pohybuje v různých rozmezích udávaných výrobcem, např. 1,5 - 6,0 mm.
  • Celonerezové: Většinou z oceli A2.
  • Do dřeva: Kotevní hloubka min.
  • Do betonu: Zde neexistují samovrtné šrouby, kotevní hloubka min.

Doporučení pro montáž

Při zahájení montáže musí být na stavbě k dispozici prováděcí projekt. Trapézové plechy a hraněné profily jsou dopravovány převážně na kamionech v zapáskovaných balících, které mají zpravidla hmotnost max. 3 tuny. Po dopravě trapézových plechů na stavbu je nutné před zahájením vykládky zkontrolovat, zda počet balíků, plechů a ostatního příslušenství odpovídá údajům na dodacím listu a zda při dopravě nedošlo k viditelnému poškození dodávky.

Před složením dodávky na stavbě je nutné mít zajištěn dostatečný prostor nejen pro skladování, ale hlavně pro manipulaci s balíky dodávaných profilů. Balíky plechu musí být řádně podloženy a uloženy mírně šikmo a to v podélném směru, aby proniklá voda či vzniklý kondenzát mohly odtékat. Pro řezání jsou vhodné např. elektrické prostřihovací nůžky na plech. Při řezání či vrtání plechů je nutné vzniklé špony a piliny odstranit z povrchu plechů např. ometením měkkým smetákem.

Před zahájení montáže doporučujeme kontrolu podpůrné konstrukce, zejména z hlediska přesnosti montáže, vodorovnosti, kolmosti a rovnoběžnosti. Osové vzdálenosti, druh a typ nejen spojů, ale i spojovacího materiálu, jakož i spoje ve smykových polích je nutné při projektování správně staticky posoudit a při montáži pak tyto údaje předepsané v projektové dokumentaci, kotevním plánu bezpodmínečně dodržet.

Varianty stropů s ocelovými nosníky

Ocel je tradičním materiálem používaným pro stropní konstrukce. Nosná konstrukce těchto stropů je tvořena ocelovými nosníky - stropnicemi, ostatní části stropu mají funkci ochrannou (protipožární, antikorozní), stavebně fyzikální (akustickou, tepelně technickou) a architektonickou. Stropnice podepírají stropní desku buď monolitickou nebo montovanou z prefabrikovaných betonových nebo keramických či jiných dílců, klenbu pro malé rozpětí nebo plechobetonovou desku, která je vybetonovaná do profilovaného plechu. Ocelové nosníky jsou z válcovaných, příhradových nebo plnostěnných svařovaných profilů. Nejčastěji používané jsou válcované nosníky průřezu „I“ (tzv. traverzy), které mají osovou vzdálenost v rozmezí 0,9 - 3 m v závislosti na konstrukci desky.

Stropy z ocelových válcovaných nosníků a profilovaných plechů

Tyto stropy mohou být provedeny v různých variantách v závislosti na tloušťce plechu a jeho funkci. Profilovaný plech, tzv. trapézový, může být jako nosná plechová deska nebo plní funkci ztraceného bednění železobetonové desky, popřípadě může být součástí spřažené plechobetonové stropní konstrukce. Strop může být realizovaný pro různá rozpětí (od 1,5 m do 4,0 a více metrů). Ke spodním nebo horním přírubám ocelových nosníků jsou plechy přivařeny přes příložku nebo jsou spojeny závitořeznými šrouby popřípadě trny většinou ve vzdálenosti asi 300 mm tak, aby byly stropnice zajištěny proti klopení. Profilované plechy jsou tvarované za studena s vlnami o výšce 30 až 160 mm, které na sebe snadno navazují překrytím v příčném i podélném směru.

Čtěte také: Zkušenosti s OSB podlahou

Nejčastěji se na plechy ukládá roznášecí vrstva, např. prefabrikované desky nebo monolitická výplň z prostého nebo lehkého betonu. Je-li konstrukce stropu spřažená, vkládá se do plechů výztuž, která se k nim přivaří a připevní se spřahující trny nebo jiné spřahující prvky (zarážky, výlisky v plechu aj.). Tyto trny se přivrtají buď přímo na horní pásnici nosníku nebo se v případě zaklopení profilovanými plechy přivařují přes plechy. Trny se umísťují v jedné nebo ve dvou řádkách ve vzdálenosti určené statickým výpočtem. Pak se provede betonáž desky, která se spolupodílí na přenášení tlaku v horní části průřezu. Součástí stropu může být také zavěšený podhled.

Ocelobetonový spřažený strop

Principem spřažených konstrukcí je, že vhodnou kombinací vlastností dvou materiálů (ocel a beton) lze docílit progresivnějších konstrukcí, než by tomu bylo při použití jen jednoho z materiálů. Profilovaný plech těchto stropů je upraven tak, aby bylo spolupůsobení s nadbetonovanou deskou, takže plech se podílí na přenášení tahu, beton přenáší tlak. Spřažená ocelobetonová konstrukce je tak vhodná i pro vícepodlažní a výškové objekty. Spolupůsobení ocelové a betonová části je uskutečněno prostřednictvím spřahujících prvků přenášejících smykové namáhání - prolisy v profilovaném plechu, samosvěrné profily (třecí spojení), navařená výztužná síť na vlnách plechu. Spřažení se doplňuje o koncové kotvení plechů přivařením ocelových trnů v místech ocelových nosníků. Tloušťka betonu nad vlnami plechu je min. 40 mm. Minimální celková tloušťka spřažené stropní konstrukce je 80 mm. Spřažené ocelobetonové stropní konstrukce vynikají především jednoduchostí a rychlostí vlastní výstavby. Spřažení mezi plechem a betonem zajišťuje dostatečnou nosnost i bez dalšího vyztužování betonu.

Pro malá rozpětí stropních desek lze použít rovných plechů s prolisy. Ukládají se od průvlaku k průvlaku a rozpětí (vzdálenosti podpor) jsou odvozeny od kratšího rozměru vyráběných plechů. K válcovaným nosníkům se přivařují koutovými sváry a v podélném směru se stykují V-sváry. Ze statického hlediska působí stropní deska částečně jako membrána. Jako příklad uvádíme plechy s kratším rozpětím 1 250 a 1 500 mm a vnitřními prolisy v kratším směru výšky 25 mm. Výhodné a v současné době hojně využívané jsou desky z lehkých betonů (tloušťky min L/30, předpokládaný průhyb δmax ≤ L/180 resp. 20 mm). Lehký beton nejen snižuje hmotnost stropu, ale též snižuje účinky smršťování a dává vyšší požární odolnost konstrukce. Při výpočtu plechů je třeba počítat s tíhou „mokrého“ betonu!

Spřažením betonové desky s ocelovou nosnou konstrukcí (stropnicemi, průvlaky apod.) dojde ke zvýšení únosnosti. Část betonové desky, tzv. spolupůsobící šířka se podílí na přenosu zatížení jako zesílená horní pásnice průřezu nesouměrného podle osy x.

Funkce betonové desky

Při návrhu stropní konstrukce nesmíme podcenit ani další funkce a vlastnosti betonové desky. Jednou z nich je roznášecí funkce betonové vrstvy (obvykle vyztužené sítí), sloužící k zajištění přenosu lokálních břemen. Deska přispívá ke splnění izolačních a požárních požadavků a slouží ke srovnání povrchu.

V tradičním pojetí představovalo srovnání povrchu zajištění statických předpokladů betonové konstrukce (vytvoření požadovaného profilu a krytí výztuže). Končilo hrubým zatažením povrchu zhutněné betonové směsi. Dále obvykle následovaly vyrovnávací vrstvy podlahy, které z velké části „doplňovaly" prostor, který si projektant ponechal pro bezpečné zajištění čisté úrovně podlahy. Současné technologie provádění betonových plošných konstrukcí umožňují zhotovit povrch desky v parametrech vhodných přímo k aplikaci podlahových krytin („nulové podlahy"). Rozvody, tepelně-technická a akustická opatření se přesouvají do zavěšeného podhledu, kročejový útlum řeší textilní podlahovina. Úkolem projektanta je zvážit, zda jsou pro tuto aplikaci vhodné uživatelské podmínky a řešení přizpůsobit návrh koncepce objektu (systém rozvodů, řešení schodišť, návaznosti na různé druhy podlahových krytin apod.).

Pěnobeton jako vyrovnávací vrstva podlahy

Pěnobeton je materiál, který v pozemním stavitelství našel své uplatnění hlavně při výstavbě podlahových konstrukcí, především jako vyrovnávací vrstva. Pěnobeton se vyrábí z vody, pojiva, přísad, příměsí a technické pěny. K výrobě pěnobetonu sloužícího jako vyrovnávací vrstva podlahy se jako pojivo nejčastěji používá cement třídy CEM II 32,5R. Tato vrstva zakrývá instalační trubky a rozvody vedené po stropní desce, připravuje rovinu pro aplikaci protihlukové (například pásy pěnového PE), případně tepelněizolační vrstvy a následně i potěru. Vyrovnávací vrstva sjednocuje a minimalizuje tloušťku potěru na celé ploše podlahy a snižuje riziko vzniku nekontrolovaných trhlin v něm. V betonové směsi slouží jako plnivo vzduchové bublinky, proto se doporučuje vyrábět pěnobeton přímo na stavbě. Zařízení pro jeho výrobu by mělo dokázat produkovat tento materiál ve stálé a kontrolované kvalitě.

Kolísání objemové hmotnosti je následkem nepřesného dávkování suchých složek a technické pěny. Je-li objemová hmotnost vyšší, než je předepsáno, dochází ke zbytečnému zvýšení spotřeby suchých složek. Kolísání tekutosti je způsobováno nedokonalým dávkováním množství záměsové vody. Převodněný pěnobeton ztrácí pevnost v tlaku zejména ve spodní úrovni nalité vrstvy. Nepřizpůsobení výběru modifikace pěnobetonu teplotním podmínkám na stavbě má obvykle za následek pokles pěnobetonové desky.

Vyrovnávací vrstva podlahy se vytváří z pěnobetonu především tehdy, má-li podlaha plnit i akustické požadavky podle ČSN 73 0532. Aplikace pěnobetonu velmi efektivně nahrazuje pracné provádění vyrovnávací vrstvy z deskových materiálů. Takováto rovina umožňuje kalkulovat potěr v konstantní tloušťce na celé podlaze. Minimalizace tloušťky potěru a rychlá pokládka umožňují bezproblémovou realizaci mnoha tisíc čtverečních metrů podlah. Stejně jako při budování jiných částí konstrukce objektu je i při výrobě a aplikaci pěnobetonu důležité dodržovat technologické předpisy a dbát na kvalitu pěnobetonu.

Doporučení pro skladbu stropu z trapézového plechu a betonu

Strop z trapézového plechu a betonu dnes není jen doménou průmyslových hal. Čím dál častěji se objevuje u rodinných domů, přístaveb, garáží i moderních dřevostaveb. Nejčastější je varianta, kdy plech funguje jako bednění, které už není potřeba odstraňovat, a zároveň jako tahová výztuž. Beton pak pracuje v tlaku. Ne každý trapézový plech je vhodný na strop. Čím vyšší profil, tím větší únosnost. U nevytápěných prostor může být skladba jednodušší. Používají se samovrtné šrouby nebo speciální upevňovací prvky podle typu konstrukce. Rozteč kotvení určuje statik. Důležité je také řešení krajů a prostupů.

Při plánování skladby stropu je třeba mít na paměti několik důležitých aspektů:

  1. Trapézový plech není univerzální deska. Je nutné vybrat vhodný profil s ohledem na zatížení a rozpětí.
  2. Plech se při betonování může prohnout. Pokud není dostatečně podepřený, vzniknou trvalé deformace.
  3. Řezné hrany a poškozený pozink je třeba ošetřit. To zabraňuje korozi a prodlužuje životnost konstrukce.
  4. Ocel přenáší zvuk. Pro obytné budovy se proto doporučuje kombinace s betonem a vhodnými akustickými izolacemi.
  5. U napojení na obvodové konstrukce může vznikat kondenzace. Je potřeba zajistit správné detaily a izolaci.

Skladba stropu z trapézového plechu je systém, který funguje dlouhodobě, pokud se nepodcení detaily. Klíčem je správná volba profilu, kvalitní kotvení a respektování statického návrhu.

tags: #podlaha #trapezovy #plech #beton #informace

Oblíbené příspěvky: