Montaż stropów zespolonych z betonu i blach profilowanych

Płyty zespolone z betonu i blach fałdowych są jedną z najbardziej popularnych konstrukcji stropów w Europie Zachodniej.
Blachy trapezowe w fazie wykonawczej stanowią szalunek płyt i pomost roboczy, a w fazie eksploatacyjnej pracują jako całkowite lub częściowe zbrojenie przęsłowe. Zastosowanie tej technologii wpływa na oszczędność robocizny związanej z wykonawstwem szalunków, stemplowania i zbrojenia oraz pozwala na znaczne skrócenie czasu wykonania płyt stropowych.

Na rynku budowlanym pojawiły się blachy fałdowe oferowane przez producentów zachodnich, np. Superfloor, jak również profile produkowane w kraju – blacha FLORSTROP T59Z (AT-15-6071/2003). Producenci blach do stropów zespolonych publikują szczegółowe instrukcje dotyczące metod projektowania i wykonawstwa płyt betonowanych na poszczególnych profilach blach. Zalecenia wykonawcze dla stropów zespolonych są również opisane w Eurokodzie 4 i PN-B-03300:2006.
Montaż blach do stropów zespolonych

Blachy profilowane są dostarczane na plac budowy w postaci pakietów wykonywanych przez producenta. Zasady składowania i transportowania blach są podobne do odpowiednich zaleceń stosowanych dla blach trapezowych stosowanych do pokryć dachowych.

Rys. 1. Wykończenie obrzeża płyt zespolonych z blachy zimnogiętej: a) obróbkami czołowymi, b) obróbkami bocznymi;
1 – obróbka czołowa płyty, 2 – trzpień zespalający z łbem okrągłym, 3 – odciąg z blachy do mocowania obróbki czołowej,
4 – profil blachy, np. FLORSTROP T59Z, 5 – uszczelka poliuretanowa, 6 – stalowa belka podporowa

Montaż blach powinien być poprzedzony ułożeniem odpowiednio spoziomowanych podpór montażowych w rozstawie nie większym niż podano w dokumentacji projektowej lub zgodnie z zaleceniami producenta.

Rys. 2. Oparcie płyty zespolonej na belce stalowej:
1 – kątownik stalowy spawany do belki podporowej zabezpieczony antykorozyjnie, 2 – profil blachy, 3 – uszczelka poliuretanowa, 4 – stalowa belka podporowa

Blachy do stropów zespolonych można układać bezpośrednio na powierzchni podpór. Podczas układania profili na podporach skrajnych blachy należy zaopatrzyć w uszczelki poliuretanowe mocowane na końcach fałd profilu blach w celu zabezpieczenia przed wyciekaniem świeżej mieszanki betonowej. Obrzeża wykonywanych  płyt zespolonych  wykańcza się specjalnymi obróbkami i kształtownikami mocowanymi do brzegów profili blach (obróbki czołowe i boczne), zapobiegającymi wyciekaniu mieszanki betonowej (por. rys. 1). Obróbki czołowe i boczne są mocowane do blach przy zamocowaniu profili na podporach skrajnych. Obróbki czołowe i boczne mogą być wykonywane z kształtowników walcowanych lub jako elementy zimnogięte z blach ocynkowanych o grubości 1,25 mm dla płyt o grubości mniejszej niż 15 cm i 2,0 mm dla większych grubości płyt. Obróbki z blach zimnogiętych powinny być mocowane do podpory i blach (np. za pomocą odciągów) w rozstawie nie większym niż 75 cm oraz łączone  między sobą na stykach montażowych. Przykład zastosowania kątownika walcowanego do wykonywania obróbek czołowych pokazano na rys. 2.
{mospagebreak}

Rys. 3. Minimalne szerokości (głębokości) oparcia stropów betonowanych na blachach trapezowych na podporach stalowych lub betonowych zgodnie z EC4 i PN-B-03300:2006: a) oparcie na podporze skrajnej, b) oparcie ciągłej blachy na podporze pośredniej, c) oparcie końców blach na podporze pośredniej, d) oparcie blach zachodzących na siebie końcami na podporze pośredniej

Minimalne głębokości oparcia zależą od materiału podpory. Warunki dotyczące oparcia płyt zespolonych na podporach stalowych lub betonowych zgodnie z Eurokodem 4 i PN-B-03300:2006 pokazano na rys. 3, a na  murowanych ścianach nośnych pokazano na rys. 4.

Rys. 4. Minimalne głębokości oparcia stropów betonowanych na blachach trapezowych na podporach murowanych zgodnie z EC4 i PN-B-03300:2006: a), b), c), d) – jak na rys. 3

Szczeliny powstałe przez brak koordynacji modułu blachy z elementami konstrukcji budynku należy uzupełnić wyciętymi pasmami blachy trapezowej lub przez wykonanie płyty żelbetowej. Blachy mocuje się do podpór stałych za pomocą sworzni, kołków, wkrętów samogwintujących o średnicy Ø≥ 6 mm, zgrzewania lub spawania punktowego Ø 20 mm, kołków wstrzeliwanych lub drążonych Ø≥3,5 mm, a następnie łączy się między sobą na stykach podłużnych za pomocą nitów jednostronnych Ø≥4 mm lub blachowkrętów. Zasady mocowania blach pokazano na rys. 5.

Rys. 5. Sposób mocowania blach do podpór stałych: a) płyty projektowane jako jednoprzęsłowe, b) płyty projektowane jako wieloprzęsłowe; 1 – mocowanie na podporze w rozstawie nie większym niż 28 cm, 2 – połączenia sczepne w rozstawie maks. 33 cm

Zalecane jest mocowanie blach co najmniej w co drugiej fałdzie na każdej podporze stałej, dopuszcza się mocowanie każdego arkusza blach co najmniej 2 łącznikami na podporach skrajnych (płyty wieloprzęsłowe). Styki podłużne blach powinny być łączone nitami jednostron-nymi, w rozstawie nie większym niż 33 cm.

Profile stalowe układa się na podporach montażowych, które chronią konstrukcję przed nadmiernym ugięciem podczas montażu blach, układania zbrojenia, betonowania i dojrzewania betonu płyty. Przed betonowaniem należy oczyścić i uszczelnić powierzchnie blach fałdowych oraz sprawdzić skuteczność wykonanego mocowania blach.
{mospagebreak}
Betonowanie płyt zespolonych

W przypadku murowania ścian nad stropami opartymi na ścianach niższych kondygnacji zaleca się wypełnienie betonem przestrzeni pod fałdami blach na szerokości podpory (ściany). Zgodnie z zaleceniami EC4 i PN-B-03300:2006 najmniejsza grubość płyty zespolonej nie powinna być mniejsza niż 80 mm, a najmniejsza zalecana grubość przekroju betonowego płyty (nad fałdą) wynosi 40 mm (dla płyt  zespolonych z belką podane grubości powinny wynosić odpowiednio 90 i 50 mm). Potrzebna objętość mieszanki betonowej do wykonywania płyt zespolonych na blachach w zależności od grubości płyty podawana jest w instrukcjach wykonawczych publikowanych przez producentów.

Rys. 6. Wymiary płyty zespolonej potrzebne do doboru maksymalnego rozmiaru kruszywa: a) dla płyty betonowanej na blasze fałdowej o profilu wklęsłym, b) dla płyty betonowanej na blasze fałdowej o profilu trapezowym

Do wykonywania płyt na blachach profilowanych zaleca się stosować beton zwykły klasy co najmniej C20/25. Normalny rozmiar kruszywa do betonu jest uzależniony od kształtu blachy i nie powinien przekraczać najmniejszej z wartości: min[0,40hcmm, b0mm/3,16] – por. rys. 6.

Betonowanie należy rozpoczynać przy podporze. Mieszanka betonowa powinna być rozprowadzana równomiernie (nie należy dopuszczać do tworzenia miejscowego zwałowania mieszanki betonowej), prostopadle do fałd blachy, podawana z małej wysokości i zagęszczana tak, aby nie dopuścić do deformacji blach. Sprzęt i materiały budowlane należy składować w stadium montażu nad podporami stałymi konstrukcji.

Maksymalny rozstaw podpór stosowanych podczas wylewania mieszanki betonowej nie powinien przekraczać rozpiętości podanych w dokumentacji projektowej lub w instrukcjach producenta.

Bezpośrednio po zakończeniu betonowania blachy należy oczyścić od spodu z ewentualnych wycieków mieszanki betonowej.

Rys. 7. Oparcie płyt zespolonych na ścianach nośnych: a) blachy ułożone równolegle do ściany, b) blachy ułożone prostopadle do ściany; 1 – blacha trapezowa, 2 – zbrojenie wieńca ściany (min. Ø 12), 3 – zbrojenie strefy przypodporowej (min. Ø 6),
4 – uszczelka poliuretanowa

Płyty zespolone betonowane na blachach fałdowych mogą być wykonywane jako szereg przęseł wolno podpartych, wówczas pole przekroju zbrojenia przeciwdziałającego zarysowaniu nad podporą powinno wynosić co najmniej 0,2% przekroju poprzecznego betonu nad fałdami blach przy braku podparcia montażowego lub w przypadku zastosowania podparcia montażowego 0,4% pola powierzchni przekroju poprzecznego betonu ponad fałdami blachy. W przypadku wykonywania płyt ciągłych (wieloprzęsłowych) zbrojenie nad podporą powinno być zgodne z dokumentacją projektową i zaleceniami jak dla konstrukcji żelbetowych.

Rys. 8. Przykład rozwiązania krawędzi niepodpartej stropu na blachach FLORSTROP T59Z: 1 – kątownik stalowy oparty na elemencie konstrukcyjnym budynku, 2 – zbrojenie strefy obrzeża (analogiczne do rys. 7), 3 – profil blachy T59Z

W przekrojach przyściennych płyt należy stosować zbrojenie łączące strefy brzegowe płyt z wieńcem (por. rys. 7) wymiarowane jak dla konstrukcji żelbetowych. Jako zbrojenie wieńców zaleca się stosować pręty o średnicy co najmniej 12 mm. Oparcie płyt należy wykonywać zgodnie z zaleceniami pokazanymi na rys. 3, 4 i 5, przy czym w przypadku oparcia płyt na blachach ułożonych równolegle do ścian (podpór) głębokość oparcia powinna wynosić co najmniej 20 mm (por. rys. 7a). Zbrojenie przekrojów przyściennych wykonuje się według dokumentacji projektowej i zgodnie z zaleceniami dotyczącymi konstrukcji żelbetowych z prętów o minimalnej średnicy Ø 6 w rozstawie nie przekraczającym 30 cm.

Rys. 9. Przykład rozwiązania zbrojenia podpory stalowej zespolonej z płytą: a) podpora pośrednia, b) podpora skrajna;
1 – warstwa betonowa płyty, 2 – zbrojenie nad podporą, 3 – zbrojenie przypodporowe łączone z wieńcem, 4 – blacha trapezowa,
5 – trzpień zespalający, 6 – uszczelka poliuretanowa, 7 – dźwigar stalowy, 8 – obróbka czołowa

Przykład rozwiązania krawędzi bocznej, niepodpartej płyty zespolonej na blachach T59Z  pokazano na rys. 8. Przykłady rozwiązania zbrojenia podpór zespolonych z płytą pokazano na rys. 9 i 10.

Rys. 10. Przykład rozwiązania zbrojenia podpory betonowej zespolonej z płytą: a), b) 1–4 jak na rys. 9, 5 – uszczelka poliuretanowa, 6 – styk belki wykonanej przed wylaniem płyty, 7 – nośna belka żelbetowa

{mospagebreak}
Otwory na instalacje itp. w płytach betonowanych na blachach trapezowych powinno się wykonywać  przy zastosowaniu szczelnej formy zabezpieczającej przed wyciekaniem mieszanki betonowej (rys. 11). Zalecane jest, aby wycinanie otworów w blasze wykonywano  po stwardnieniu betonu płyty. Do cięcia blach nie należy używać narzędzi wywołujących efekt nagrzewania krawędzi ciętych (szlifierki kątowe, gumówki itp.). Otwory powinny być odpowiednio zazbrojone zgodnie z zasadami kształtowania otworów w konstrukcjach żelbetowych.

Rys. 11. Zabezpieczenie otworu w płycie zespolonej (wycięcie otworu po związaniu warstwy betonowej)

Pręty zbrojeniowe należy tak układać, aby nie stykały się z powierzchnią blach w celu uniknięcia pojawiania się ogniw korozyjnych. 
Łączniki zespalające nad podporą należy stosować zgodnie z zaleceniami i instrukcjami montażu producenta łączników.
Wykończenie płyt zespolonych

Rys. 12. Przekrój poprzeczny przez strop zespolony na blachach FLORSTROP T59Z wykończony od spodu sufitem podwieszanym: 1 – warstwa betonowa płyty, 2 – blacha T59Z, 3 – łącznik śrubowy mocowany w fałdzie, 4 – wieszak taśmowo-ślizgowy, 5 – profil rusztu głównego, 6 – profil rusztu nośnego, 7 – płyty suchego tynku

Warstwy wykończeniowe podłóg i posadzek wykonywanych na płytach zespolonych należy wykonywać analogicznie jak dla płyt żelbetowych. Spodnie lico płyty można pozostawić nie wykończone. Szczególną zaletą stropów zespolonych betonowanych na blachach o wklęsłym profilu fałd  jest możliwość wykończenia spodu płyt sufitem podwieszanym mocowanym do płyty specjalnymi łącznikami mocowanymi w fałdach blachy bez żmudnego wiercenia zakotwień. Istnieje również możliwość wykorzystywania tego typu techniki montażu do mocowania wszelkich podwieszeń instalacyjnych. Przykład rozwiązania podwieszenia sufitu do płyty zespolonej na blachach FLORSTROP T59Z pokazano na rys. 12.
Podsumowanie

Stropy zespolone betonowane na blachach profilowanych mogą być stosowane w budownictwie ogólnym, mieszkaniowym, przemysłowym i użyteczności publicznej. W budynkach o konstrukcji nośnej: murowej lub szkieletowej (stalowej i żelbetowej), w obiektach o słabej agresywności środowiska. Projektowanie stropów zespolonych wykonuje się na podstawie normy PN-B-03300:2006. Najczęściej jednak producenci sami oferują  wykonanie odpowiednich obliczeń inżynierskich, rozpowszechniają oprogramowanie do projektowania stropów oraz publikują gotowe tabele do projektowania w instrukcjach projektowo-wykonawczych w formie drukowanej lub elektronicznej, np. www.strop.pl.

Płyty zespolone mogą być projektowane i wykonywane jako elementy konstrukcji o odporności ogniowej do REI 120. Podwyższoną nośność ogniową płyt można rea-lizować stosując odpowiednią izolację ogniową dolnego lica płyt w postaci np. sufitów podwieszanych, farb pęczniejących lub przez dodatkowe dozbrojenie płyt zgodnie
z EC 4-1.2.
dr inż. ALEKSANDER BYRDY
Politechnika Krakowska

ZAMÓW PRENUMERATĘ

Artykuł zamieszczony 
w „Inżynierze budownictwa”, 
marzec 2007.