Skladba betonového stropu: Komplexní průvodce od plánování po realizaci

Stropy patří k vodorovným nosným konstrukcím, starají se o stabilitu a dostatečnou tuhost stavby. Každý strop musí být dostatečně únosný. Betonový strop je nosná stropní konstrukce z betonu, která přenáší zatížení od podlah, příček, nábytku i uživatelů do nosných stěn nebo sloupů. Vytváří pevné oddělení mezi podlažími, zajišťuje tuhost celé budovy a významně ovlivňuje akustiku i tepelný komfort v interiéru. Strop se skládá z nosné konstrukce, podlahy na něm položené a případně i podhledu (někdy je místo něj pouze omítka).

Typy betonových stropů

Monolitické železobetonové stropy

Jak už název napovídá, jde o konstrukci z betonu s ocelovou výztuží. Monolitické železobetonové stropy se zhotovují přímo na stavbě, a dají se tak snadno přizpůsobit různým půdorysům. Principem monolitických betonových stropů je lití betonu do bednění a nepřítomnost věncového svázání stropu na obvodových zdech. Věncová svázání stropu jsou uložena přímo do plochy litého betonového stropu. Jednoduše řečeno - je to strop „v jednom kuse“. Vyrábí se přímo na stavbě, kde vzniká jako součást železobetonového monolitu, tedy spojité konstrukce bez zbytečných spár nebo napojení. Oblíbenou variantou řešení výstavby stropů u rodinných domů jsou monolitické železobetonové stropy. Lze je použít téměř pro každý typ objektu. Vyznačují se vysokou únosností, tuhostí, nehořlavostí a dlouhou životností. Mají ale nízký tepelný odpor (snadno propouští teplo), obtížně se demolují či demontují a následná recyklace materiálu je drahá.

Filigránové stropy

Jedná se o stropní systém, který kombinuje tenké prefabrikované desky se zabudovanou výztuží a betonovou desku. Filigrány (desky) bývají z železobetonu, výrobce vám je připraví na míru v požadovaném tvaru. Filigrány plní nejen nosnou funkci, ale zároveň fungují taky jako ztracené bednění. U filigránového stropu se na stavbu přivezou tenké prefabrikované stropní panely s předem připravenou výztuží a zbytek tloušťky se dobetonuje na místě. Šířka desek je obvykle do 2,2 m.

Miako stropy

Další možností jsou stropní nosníky s lehkými vložkami, které se po uložení zmonolitní betonem. Miako stropy jsou variabilní a dají se použít i u členitých staveb různých půdorysů. Vyznačují se taky dobrými tepelně-izolačními vlastnostmi a vysokou požární odolností. Tento typ stropních konstrukcí je oblíbený právě u rodinných domů, protože se dá zrealizovat i bez zdvihacích mechanismů. Jedná se o stropní systém, který kombinuje tenké prefabrikované desky se zabudovanou výztuží a betonovou desku. Můžeme taktéž uvést, že strop z miako vložek se svými vlastnostmi blíží žebrové monolitické desce. Nosníky s příruby vytvářejí rovný horní i dolní líc. Tyto nosníky mohou být pro zvýšení únosnosti předepjaty. Strop je montovaný z děrované desky buď s tradiční, nebo předpjatou výztuží (Spiroll apod.). Tyto konstrukce mají také okamžitou zatížitelnost, a to bezprostředně po uložení nosníků na místo.

Stropy z trapézového plechu

Strop z trapézového plechu dnes není jen doménou průmyslových hal. Čím dál častěji se objevuje u rodinných domů, přístaveb, garáží i moderních dřevostaveb. Nejčastější je první varianta. Plech funguje jako bednění, které už není potřeba odstraňovat, a zároveň jako tahová výztuž. Beton pak pracuje v tlaku. 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. 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. Pro obytné budovy se většinou doporučuje kombinace s betonem. Nevýhody trapézového plechu: trapézový plech není univerzální deska, plech se při betonování může prohnout. Pokud není dostatečně podepřený, vzniknou trvalé deformace. Řezné hrany a poškozený pozink je třeba ošetřit. Ocel přenáší zvuk. U napojení na obvodové konstrukce může vznikat kondenzace. V případě nevytápěných prostor může být skladba jednodušší. Strop z trapézového plechu nemá valné ani tepelné, ani akusticky výrazně příznivé izolační vlastnosti.

Čtěte také: Trámová střecha

Další druhy betonových stropů

Z dalších druhů betonových stropů lze uvést: ploché klenby ze železového betonu, stropy trámové a žebrové s viditelným podhledem, žebrové stropy s rovným podhledem, stropy kazetové, stropy z předpjatého betonu, kombinované stropy prefa - monolit, montované stropy z desek železobetonových nebo předpjatých, stropy monolitické vložkové.

Realizace betonového stropu

Příprava stěn a věnce

Obvodové i nosné zdi byly vystavěny do potřebných výšek. Poslední šár byl zděn s co největší přesností tak, aby byl pod nosníky co nejrovnější a nemuselo se na vršek zdí betonovat vyrovnávací vrstva. Zdivo bylo dokončeno do požadované výšky dle projektu. Dále zedník vyzdil věnec. Nekupoval jsem proto věncové cihle, ale cihle příčkovky stejné tloušťky, protože jsou levnější a udělají stejnou službu. Mezi věnec a věncové cihly jsme dali šestku polystyren.

Skladba nosníků a vložek

Bylo potřeba vyřešit, jak udělat skladbu stropů s tím, co mám nakoupeno. Nakoupené nosníky a vložky miako jsme měli dle projektu, ale ten počítal s tím, že část stropu bude vytvořena z traverz a hurdisek, hlavně v místě schodiště. Jenže problém byl v tom, že hurdisky byl dost značný problém sehnat. Nakonec se to vyřešilo tak, že nám dva nosníky a několik vložek chybělo a bylo třeba dokoupit několik PZD desek o délce 2,1 metrů. Nosníky jsme měli ve dvou délkách: 4,25 a 3,75 metrů. Prvně jsme si nanosili všechny nosníky a dali nahoru k sobě, pak jsme je z vrchu rozdělili na šířku vložky a rozestavěli po celé šířce domu. Pak jsme udělali řetěz a naskládali vložky miako. Poté jsme navařili konstrukci z traverz a na ni poskládali PZD desky.

Podepření bednění

Vše jsme podepřeli dřevěnými trámy o tloušťce cca 12cm (byly to stromy o průměru cca 20cm seříznuté z dvou stran). Na podlahu se dala fošna a mezi vzpěry, kulány o tloušťce cca 10-15cm. Vyšponovalo se to ze spodu klínkama a nahoře jsme přitloukli k sobě trámek s kulánem hřebíkem, aby někam neujel. Rovnou plochu stavaři vytvořili z překližkových desek, která vytvoří i kresbu dřeva obtisknutou do betonu. Desky byly podepřeny dřevěnými příhradovými nosníky a podpěrami. Celé bednění je jako velká stavebnice. Stojky mají přímo uzpůsobené hlavice pro osazení dřevěných nosníků. Podpěry a rozmístění nosníků musí vzejít ze statického výpočtu. Čerstvý beton s vysokým obsahem vody je velmi těžký, strop není ihned únosný. Uvnitř stavby museli stavaři počítat s „lesem“ stojek. Ty překáží dalším pracím, ale nesměly se odstranit dříve jak po čtrnácti dnech. S tím je nutno při plánování stavby počítat. Bednit se musel i okraj budoucí stropní desky. Tlak do bočních stěn bednění je velký, tak se toto bednění zajišťuje nosníky, které se vrtají a připevňují pomocí závitových tyčí a matek s velkou hlavou do zdiva, aby nedošlo k jejich vychýlení. Systémové stropní bednění nese hmotnost betonu. Bednění tvoří betonářské desky, na které se leje betonová směs. Tyto desky jsou podepřeny ocelovými, nebo hliníkovými stojkami se stativem. Bedněnicí desky jsou neseny soustavou dřevených I nosníků, které jsou podepřeny ocelovými, nebo hliníkovými stojkami.

Armování a výztuž

Poté bylo třeba svařit věnec a vložit ho celý do obvodu. Vařili jsme ho ze čtyř roxorů a celý jsme ho provařili s nosníky a traverzami, které byly v místě schodiště. Na celý strop jsme ještě umístili po celé ploše kari sítě a přidrátovali jsme je vázacím drátkem k nosníkům. Beton je velmi pevný materiál v tlaku, v tahu však je jeho pevnost pro praktické použití nulová. Pokud ohýbáme nějaký prvek (desku nebo nosník) vzniká v něm dvojice sil - tahová a tlaková. Pokud je prvek podepřen jen na okrajích, projevuje se tah na spodním líci prvku. Pokud konstrukci podepřeme ještě uprostřed rozpětí (abychom zmenšili délku rozpětí) tah se projeví i v okolí této podpory ale u horního líce konstrukce (nosníku či desky). A jelikož ocelová výztuž přebírá tah v konstrukci musí se klást tam, kde je konstrukce tažená. Před zalitím je nutné osadit i kovové výztuže. Velikost a rozmístění výztuže vychází vždy ze statického výpočtu a nelze ji zobecňovat! Na stavbě rodinných domů Na Hradě bylo vyztužení řešeno pomocí karisítí. Karisíť je z prutů o průměru 6 mm s velikostí oka 100 mm (značení 6/100x6/100 KH30). Přídavné pruty byly taktéž o průměru 6 mm. Přesahy výztuže ve směru pnutí stropu musí být přes 3 oka (300 mm). Výztuž nelze položit na dno bednění, nebylo by zajištěné dostatečné krytí oceli betonem 20 mm. Aby se výztuž udržela v potřebné poloze (především výškové) používají se tzv. distančníky (podložky). Ty mohou být z různých materiálů, běžně plastové, ocelové nebo betonové. Na naší stavbě byly použity pro podložení karisítě plastové distančníkové lišty. Základem každého stropu je vhodně navržená armovací výztuž, která spolu s betonem přenáší ohybová a smyková napětí. U železobetonové desky se klade výztuž ve spodní i horní zóně, v místech podpor a nad nosnými stěnami bývá výztuže více. U kombinovaných systémů zajišťují stropní nosníky hlavní únosnost a doplňková výztuž se vkládá do nadbetonávky. Ocelové kari sítě překládejte přes sebe. Tyto kari sítě se provazují, nebo svařují. Jde o tzv. popraskání betonových ploch. Její tloušťka a tvar musí být navrženo statikem. Litý betonový strop nepotřebuje svázat věncem po obvodu nosných zdí.

Čtěte také: Realizace podlahového topení na OSB

Betonování

Jediné, co chybělo před svoláním lidí na betonování stropů, byl vrátek. Ten jsem si zapůjčil od známých a pomocí jeřábu jsme ho nainstalovali u domu. Betonovali jsme míchačkami, takže bylo třeba nějak zajistit transport betonu. V den betonování jsme začínali brzo (asi v sedm hodin). Jelikož mi všichni tvrdili, že budeme rádi, když to do večera zabetonujeme. Šlo o vybetonování zhruba 6cm vrstvy (věncová cihle 25cm a vložka miako výšky 19cm) po celé ploše (9x12m, nad garáží je dřevěný strop). Ze zkušenosti známých, kteří také stavěli a betonovali stropy míchačkami, jsem si byl jist, že se to dá zvládnout. A taky že ano. Míchalo se ve dvou míchačkách, ze kterých padalo zhruba 5 kotoučů betonu. Takže dva míchali, dva naváželi na vrátek a čtyři (2 a 2) beton stahovali latěmi do roviny. Výsledek byl takový, že ve dvě hodiny odpoledne bylo vybetonováno. Párkrát se beton zalil a pak jsme ho nechali čtrnáct dní vyzrát. Ještě jsme do betonu dávali na svislo roxory o průměru 10mm, na které jsme potom navlékali bloky štoku a které po přivaření šroubovice sloužili jako upevnění pozednic ke zdi (místo věnce: je to vlastně propojení spodního věnce se střešní konstrukcí). Betonáž - Pečlivě hlídáme jak kvalitu betonu, tak podmínky jeho zpracování. Následuje betonáž, kdy se do konstrukce ukládá čerstvá betonová směs a pečlivě se hutní, aby nevznikaly dutiny. Během zrání betonu musíte beton ošetřovat kropením vody, aby nebyl narušen proces tuhnutí a tvrdnutí betonu. K jejich odstranění použijte vibrátor do betonu. Důležité je důkladné hutnění betonu a pevné obalení kari sítí.

Prostupy a detaily

Dále se musely předem pečlivě vyměřit a vybednit otvory pro budoucí prostupy jako je komín, střešní svod - odvodnění, prostupy antény nebo odvětrání kuchyně, koupelny apod. V každém podlaží je potřeba vést instalační rozvody, ať už jde o kanalizaci, vodu, vzduchotechniku nebo elektroinstalaci. Do betonu se proto navrhují průrazy ve stropě a prostupy, které musí být umístěné podle projektu, aby neoslabily nosnou část. U větších otvorů pro schodiště, komíny či stoupačky je nutné zesílení výztuže v okolí.

Dokončovací práce a odbednění

Demontáž celé konstrukce systémového bednění provádějte až po úplném vyzrání betonu, přibližně po 28 dnech. Spodní líc betonového stropu může zůstat jako pohledový beton, nebo se upraví omítkou, stěrkou či sádrokartonovým podhledem. U pohledových konstrukcí je nutné kvalitní stropní bednění a důsledné ošetření betonu, aby povrch neměl výrazné defekty. Podhledy umožňují skrýt instalační rozvody, zlepšit akustiku a snadno umístit osvětlení.

Moderní řešení: Tepelná aktivace betonového jádra (TABS)

V článku jsou obsaženy teoretické a praktické informace k použití tepelné aktivace betonového jádra stropů v České republice. Historicky se tento způsob vytápění začal používat ve 30. letech 20. století, kdy bylo do betonové konstrukce stropu vkládáno ocelové potrubí, které sloužilo k tepelné aktivaci betonových stavebních konstrukcí. K jeho výraznému rozvoji začalo znovu docházet až s nástupem výroby plastového potrubí PE-Xa koncem 20. století. Trend využití systému TABS je v současnosti na vzestupu. Nejvíce využíván v Německu, Rakousku, Švýcarsku a zemích Beneluxu, kde se ročně realizuje kolem 200 objektů velkých objektů. Systémem TABS lze aktivovat jakoukoli část konstrukce budovy. Vzhledem k současnému trendu výstavby budov, kdy betonové jsou pouze nosné sloupy a stropní konstrukce, je pro aktivaci k dispozici zejména strop. Aby TABS mohl spolehlivě fungovat, musí betonová část stropu zůstat nezakryta, aby mohla probíhat výměna tepla mezi stropem a místností. Proto není možné v budovách s tímto systémem instalovat celoplošné podhledy. Systém TABS je možné instalovat dvěma způsoby, buď ve středu betonové desky, kdy aktivujeme celou stropní desku, nebo pod spodní výztuž. Pro systém uložení pod spodní výztuž byl vyvinut speciální systém, který využívá plastových rohoží a umožňuje přesné a pravidelné uložení. Instalace systému může poměrně výrazně prodloužit dobu výstavby. Proto se velmi často používá prefabrikace. V takovém případě se obvykle na stavbu přivezou kari sítě s již ukotveným potrubím, rozloží se podle projektu a potrubí se propojí fitinkami. Pokročilejší variantou prefabrikace je použití hotových částí betonových konstrukcí stropu, do kterých bylo při jejich výrobě potrubí instalováno.

Výhody a návrh systému TABS

Bezesporu největší výhodou celého systému je jeho životnost, která se promítne i do celkové kalkulace investičních a provozních nákladů. Vzhledem k tomu, že se jedná o plastové potrubí umístěné přímo v betonové konstrukci, tak tabulková životnost systému je 50 let, avšak v reálném provozu je životnost výrazně delší. Systém TABS využívá vysokoteplotního chlazení. Lze využívat nízkoteplotní zdroje tepla nebo vysokoteplotní zdroje chladu s velice dobrou účinností. Poměrně zásadní může být rovněž úspora při pořizování zdroje chladu. V okamžiku zátěžových špiček totiž může být tok odnímání tepelné energie z místností do betonové konstrukce stejný i v případě, kdy není přebytečná tepelná energie odváděna strojním chladicím zařízením. Systém TABS se navrhuje pro potřeby vytápění i chlazení. Proto je zapotřebí na počátku návrhu udělat výpočet tepelných ztrát a zátěží. Vzhledem ke kvalitě dnešních obálek budov z hlediska tepelně technických vlastností při vyhodnocení tepelných ztrát a zátěží zjistíme, že výrazně vyšší hodnoty budeme potřebovat pro pokrytí systémem chlazení. Ideálním řešením při návrhu budovy se systémem TABS je vytvoření 3D modelu pro dynamickou simulaci teploty. Systém využívá předchlazení interiéru v nočních hodinách na minimální teplotu 21 °C, před ranním osluněním do cca 6. hodiny ranní. Následně teplota stoupá, až v průběhu dne dosáhne hodnoty 26 °C. Při návrhu správné teploty teplonosné látky (chladicí vody) je nutné zabránit kondenzaci vodních par na stropní desce. Teplota přívodní vody je proto obvykle navrhována na 16 °C a návrhový teplotní spád soustavy je 16/19 °C. Pro statickou simulaci je uvažována střední teplota vody v betonové desce 17,5 °C a teplota interiéru pro chlazení je obvykle 26 °C. Při instalaci na střed desky je za těchto podmínek obvykle počítáno s výkonem 40 W/m2, při instalaci pod spodní výztuž s výkonem obvykle 70 W/m2. Ze statické simulace je výsledkem výkon systému na 1 m2 a povrchová teplota stropu. Pro zajištění toků tepelné energie je obvykle instalován čtyřtrubkový systém páteřních rozvodů. Při teplotách pod 30 °C se výrazně mění vazkost (viskozita) proudící teplonosné kapaliny, která má vliv na typ proudění v potrubí. Typ proudění má vliv na schopnosti přestupu tepla, tlakové ztráty a teplotní spád. Z hlediska přestupu tepla a maximalizace výkonu je ideální mít průtok v potrubí na úrovni turbulentního proudění. U systému instalovaného na střed desky se používá potrubí 20 × 2,0 mm obvykle v rozteči 150 mm. Vzhledem k obvyklé celkové tloušťce betonové desky je povrchová teplota velice vyrovnaná. Při instalaci pod spodní výztuž není k dispozici roznášecí vrstva, proto se potrubí klade blíže k sobě. Protože TABS při instalaci na střed desky reaguje s regulační odezvou řádově kolem 24 hodin, je pro regulování systému TABS nezbytná prediktivní regulace na základě předpovědi počasí. Druhou nutnou podmínkou je mít správný dynamický model chování budovy. Při vytvoření matematického modelu v kombinaci s prediktivní regulací můžeme volit, podle čeho chceme systém řídit. Aplikací systému TABS je možné za poměrně nízkou pořizovací cenu získat vysoký stupeň komfortu. Nejběžnější použití v České republice je pro kancelářské budovy, kde je přesná regulace teploty zajištěna druhým systémem, obvykle vzduchotechnikou. Systém TABS zajišťuje zásobování teplem, resp. chladem.

Čtěte také: OSB desky a šikmá střecha: správná skladba

Veřejně jsou prezentovány případy uplatnění TABS zejména ve větších objektech, administrativních budovách. Poněkud stranou pozornosti je zatím narůstající trend využití TABS v rodinných domech. Jde o jednodušší variantu (instalace potrubí na spodní výztuž), která zajistí ochlazení prostoru (bez přesných požadavků, zcela nebo alespoň částečně) za velmi malé investiční náklady.

tags: #skladba #betonoveho #stropu #informace

Oblíbené příspěvky:

• Montáž hmoždinky do duté cihly
• Průvodce EPS 100 izolací
• Moderní fasády pro vzdělávací instituce
• moderní řešení pro oslabenou páteř
• podrobný návod k instalaci indukční varné desky