Ściany działowe w obiektach można wykonać z różnych materiałów. Coraz bardziej popularne jest stosowanie elementów murowych w postaci szlifowanych pustaków Porotherm DryFix, które łączy się np. przy użyciu kleju poliuretanowego. Taki system został zaprezentowany w niniejszym artykule.
Ścianki działowe należy wykonywać na konstrukcji, która powinna charakteryzować się jak największą sztywnością (być niepodatna). W tym celu projektuje się stropy na ugięcie wynoszące nie więcej niż 1/500, a najlepiej 1/1000 rozpiętości elementu.
Wydaje się, że zastosowanie najnowocześniejszych technologii budowy ścian działowych, zapewnienie niewielkich ugięć podpór oraz nie wykonywanie murowania konstrukcji przegród na styk, czyli pozostawienie 1-2 cm luzu od góry, jest wystarczające, aby elementy te nie uległy w fazie eksploatacji zarysowaniu. Niestety tak się nie dzieje, ponieważ zapomina się o detalu, który opisany jest w dalszej części artykułu.
Model komputerowy budynku
Wykonano model 3D domu jednorodzinnego dwukondygnacyjnego (rys. 1), posadowionego na płycie fundamentowej grubości 25 cm (C20/25). Przyjęto standardowy komplet wszystkich obciążeń stałych i zmiennych. Zwiększono typowe obciążenie dachu śniegiem do 2 kN/m2 z uwagi na spodziewany w przyszłości montaż dodatkowych instalacji (np. fotowoltaika), a także, aby w przypadku ponadnormatywnych obciążeń nie było konieczności jego odśnieżania.
Rys. 1. Model obliczeniowy domu jednorodzinnego w programie Axis Vm X5 v. 4s-hf1
Sztywność podłoża gruntowego przyjęto jako wynoszącą 3000 kN/m/m2. Ściany nośne zamodelowano z pustaka ceramicznego Porotherm Dryfix o grubości 25 cm (moduł sprężystości E = 1500 MPa).
Zasadniczą analizę ograniczono do ścian działowych pierwszej kondygnacji, których układ pokazano na rysunku nr 2.
Rys. 2a. Widok układu pierwszego piętra, na którym liniami w kolorze fioletowym zaznaczono układ ścian działowych przyjętych jako liniowe obciążenie. Rys. 2b. Widok zrenderowany tego samego fragmentu, ale z ścianami nośnymi
Przeprowadzono obliczenia stropu monolitycznego o grubości 20 cm, znajdującego się nad parterem (C20/25) i stropodachu (C25/30) o tej samej grubości, krytego membraną EPDM w systemie balastowym, tj. dociążonym żwirem o grubości warstwy ok. 10 cm.
>>> Ciepła płyta fundamentowa – sposoby zabezpieczenia przed wysadzinami mrozowymi
>>> Projektowanie ciepłej płyty fundamentowej – wybrane problemy
>>> Konsekwencje zmiany materiału ścian nośnych w budynku jednorodzinnym
Model rzeczywisty budynku
Budynek dla którego wykonano model obliczeniowy został zrealizowany. Strop nad parterem dojrzewał, wyparty w deskowaniu od listopada 2018 r. do marca 2019 r. Następnie wykonano kolejną kondygnację, którą domknięto stropodachem w maju 2019 r. Ścianki działowe wzniesiono w lipcu 2019 r. Ten etap prac widoczny jest na rysunku nr 3.
Rys. 3a. Etap klejenia pustaków ścian działowych klejem poliuretanowym. Rys. 3b. Pustka pod stropodachem, którą w dalszym etapie wypełniono pianką poliuretanową
Dach zbalastowano żwirem w październiku 2019 r. Tynk gipsowy Knauf Diament nałożono w lutym 2020 r. (rys. 4). Posadzki z miksokreta wykonano w sierpniu 2020 r.
Rys. 4. Maszynowe nakładanie tynku gipsowego
Wyniki
Ugięcie stropu (wg analizy nieliniowej, dla kombinacji quasi-stałej i minimalnego zbrojenia wg SGN), na którym wymurowano ścianki działowe z Porothermu DryFix o grubości 11,5 cm (wykończone obustronnie tynkiem gipsowym) okazało się stosunkowo niewielkie i wyniosło około 6 mm dla pola większego i 4 mm dla pola mniejszego (rys. 5a). Bardzo zbliżone wartości ugięć odnotował stropodach (rys. 5b).
a)
b)
Rys. 5. Maksymalne ugięcia wybranych dwóch pól: a) stropu nad parterem, na którym zlokalizowano ścianki działowe oznaczone na rys. 2 oraz b) stropodachu znajdującego się nad nim
W 2023 r., po ponad roku eksploatacji obiektu, zauważono trzy rysy na ściankach działowych. Ich przebieg był poziomy, a umiejscowienie podobne i zlokalizowane mniej więcej w połowie wysokości kondygnacji, przy otworach drzwiowych. Charakteryzowały się one niewielką długością tj. do 50 cm (rys. 6).
c)
Rys. 6a i 6b – pierwsze rysy. Rys. 6c – miejsce i zasięg występowania rys
W późniejszym czasie pojawiły się kolejne rysy w miejscach na styku ścian działowych i stropodachu. Ich długości były znacząco większe i dochodziły do kilku metrów (rys. 7). Rysy te miały przebieg pojedynczej linii ciągłej w układzie poziomym lub kilku krótszych rys ukośnych.
Rys. 7a i 7b. Zarysowania na styku ściana – stropodach
Rys. 7c. Miejsce i zasięg występowania rys
Analiza i wnioski
Na podstawie przeprowadzonej analizy i obserwacji stwierdzono, że pomimo spełnienia SGU stropu nad parterem i stopodachu (ugięcie wyniosło dla większego pola około 1/900 i 1/1400 dla mniejszego), wystąpiły zarysowania ścian działowych. Obliczeniowo wszystko się zgadza, dlaczego zatem pojawiły się uszkodzenia?
Przyczyny mogły być dwie:
1) Wypełnienie szczeliny dylatacyjnej (o wysokości około 2-3 cm) pomiędzy ściankami działowymi i stropodachem materiałem mało ściśliwym, czyli typową pianką rozprężną poliuretanową (chociaż w tym zakresie przydałaby się dalsze badania).
2) Położenie tynku gipsowego na ścianie aż do powierzchni stropu.
Należy zatem pamiętać, że dylatacja pomiędzy ściankami działowymi a stropem wyższej kondygnacji powinna obejmować warstwę konstrukcyjną i wykańczającą. Konieczne jest stworzenie odstępu pomiędzy pustakiem ściennym a płytą, prawidłowe wypełnienie powstałej szczeliny odpowiednim materiałem łatwo ściśliwym (np. taśmą rozprężną, pianką akustyczną itp.) i np. nacięcie tynku lub umieszczenie w tym miejscu wkładki separującej, kompensującej ruchy powstałe na styku tych elementów. Zignorowanie tych zaleceń, pomimo spełnienia SGU stropu, będzie z wysokim prawdopodobieństwem skutkować opisanymi uszkodzeniami ścian działowych.
dr inż. Radosław Kupczyk
Politechnika Śląska w Gliwicach
Wydział Budownictwa
Katedra Konstrukcji Budowlanych
