Kiedy strop wymaga wzmocnienia, a kiedy całkowitej wymiany?

Dodano: środa, 11 kwietnia 2018 08:00
Kiedy strop wymaga wzmocnienia, a kiedy całkowitej wymiany?

Strop jest bardzo odpowiedzialnym elementem konstrukcji budynku i wszelkie objawy jego uszkodzenia w postaci pęknięć, odkształceń spowodowanych ugięciem wskazują na konieczność przeprowadzenia stosownej ekspertyzy. Zjawiska te występują głównie w starych obiektach z drewnianą konstrukcją stropową, ale mogą pojawić się też w innych budynkach w wyniku przeciążenia, niewłaściwego wykonawstwa czy zjawisk geofizycznych np. tąpnięcia czy drgań gruntu.

Strop drewniany - wzmocnienie czy wymiana?

Metoda uzyskania wymaganej nośności zależeć będzie od aktualnego stanu konstrukcji stropowej. Przy niezniszczonych belkach nośnych wystarczające będzie wzmocnienie stropu, jednak przy zaawansowanej destrukcji zajdzie konieczność jego wymiany. W każdym przypadku niezbędna jest gruntowna ekspertyza konstrukcyjno-wytrzymałościowa obiektu oraz opracowanie szczegółowego harmonogramu prowadzenia robót.

Przy doborze technologii trzeba również brać pod uwagę możliwości wykonawcze związane z transportem nowych elementów stropowych w miejscu ich zabudowania, uciążliwością robót dla otoczenia oraz pożądanego sposobu wykończenia sufitu.

W starych kamienicach lub domach jednorodzinnych, w których znajdują się drewniane konstrukcje stropowe ich wzmocnienie może polegać na utworzeniu dodatkowej płyty nośnej usztywniającej istniejącą konstrukcję i zapewniającej bardziej równomierny rozkład obciążenia.

Przygotowanie do wzmocnienia konstrukcji drewnianej cienkowarstwową płytą żelbetową polega na usunięciu wszystkich warstw na starym stropie pozostawiając jedynie odsłonięte belki nośne. Na nich ułożony będzie tzw. szalunek tracony w postaci specjalnych blach profilowanych.

Strop drewniany
Strop drewniany


Następnie mocowane są kotwy spinające belki z późniejszą płytą żelbetową, co zapewni stabilne połączenie starych i nowych elementów konstrukcji stropowej. Kolejny etap to ułożenie zbrojenia zgodnego z projektem i zabetonowanie powierzchni.

Grubość wylewki nie przekracza kilku centymetrów (i wynika z obliczeń wytrzymałościowych takiego wzmocnienia), zatem nie spowoduje istotnego wzrostu poziomu podłogi, a jednocześnie ograniczy obciążenie ciężarem własnym stropu. Izolację akustyczną tak wzmocnionego stropu zapewnia wełna mineralna ułożona między belkami, a wykończenie spodu stropu stanowi lekka konstrukcja sufitu podwieszanego.

Na czym polega wymiana stropu?

Konieczność całkowitej wymiany stropu dotyczy głównie przypadków, gdy jego konstrukcja uległa znacznemu zniszczeniu w wyniku korozji biologicznej, pożaru. Odtworzenie starego ustroju stropowego opartego na belkach drewnianych stosuje się głównie w budynkach o konstrukcji drewnianej i wykonuje się z użyciem prefabrykowanych drewnopochodnych belek stropowych (z drewna klejonego lub profili z OSB).

Wynika to z konieczności zachowania stosunkowo niewielkiej masy stropu ze względu na wytrzymałość ścian nośnych i fundamentów. W obiektach murowanych, zniszczone stropy drewniane zastępuje się najczęściej konstrukcją na belkach stalowych z wypełnieniem pół prefabrykowanymi płytami WPS lub lekkim betonem wylewanym w deskowaniu podwieszanym.

Użycie stalowych profili dwuteowych jako elementów nośnych ogranicza do minimum prowadzenie robót mokrych i umożliwia niemal dowolne dostosowanie wytrzymałości stropu do obciążeń miejscowych np. w postaci ścianek działowych czy zwiększonego obciążenia użytkowego.

Belki stalowe łatwo też transportować na miejsce ich ułożenia wykorzystując np. otwory okienne, a w razie konieczności mogą być przenoszone w krótszych odcinkach i łączone na miejscu osadzenia metodą spawania. Nie wymagają one podparcie na czas układania wypełnienia międzybelkowego i jastrychu podłogowego, co jest istotne ze względu na dopuszczalność obciążeń stropu czy podłoża znajdującego się na niższej kondygnacji.

Przy montażu belek stalowych istotne jest ich dostatecznie głębokie oparcie na ścianach oraz zakotwienie. Jeśli wytrzymałość ścian na to pozwala, korzystnym rozwiązaniem będzie wykonanie żelbetowego wieńca na poziomie stropu po wykuciu odpowiednio szerokich i głębokich bruzd w ścianach nośnych.

W miejscach o zwiększonym obciążeniu belki układane są parami, przy czym należy je połączyć spawanymi nakładkami lub przez skręcenie śrubami. Stopy belek przed ułożeniem wypełnienia należy owinąć siatką tynkarską, co zapewni dostateczną przyczepność tynku do stalowej powierzchni. Jeśli profile nie będą całkowicie otulone warstwą betonową, konieczne jest zabezpieczenie tych powierzchni przed korozją.

Jeśli zamiast płyt wypełnienie stanowić będzie beton wylewany na budowie, konieczne jest wykonanie deskowania podwieszanego. Należy zadbać o to, aby spodnia powierzchnia betonu znalazła się ok. 1 cm poniżej dolnej powierzchni stopki belki.

Wypełnienie wylewane na budowie wymaga ułożenia zbrojenia wzdłużnego i poprzecznego zgodnie z projektem, a grubość warstwy nośnej betonu nie może być mniejsza niż 8 cm. Po wykonaniu wypełnienia z płyt WPS lub betonowej wylewki trzeba utworzyć warstwę wyrównującą do wysokości wierzchu belek.

Takie wypełnienie wykonuje się np. z keramzytobetonu o konsystencji półsuchej, który jest gotowy do ułożenia podkładów podłogowych dostosowanych do rodzaju pokrycia podłogowego - jastrychu, izolacji akustycznej, przeciwwilgociowej.

Niekiedy stan konstrukcji budynku nie pozwala na bezpośrednie obciążenie istniejących ścian ciężkim stropem. W takich sytuacjach wewnątrz budynku montowana jest stalowa konstrukcja nośna, spoczywająca na dodatkowym fundamencie, pełniąca funkcję oparcia dla stropu na belkach stalowych i jednocześnie usztywniająca stare mury.

Oczywiście rozwiązanie takie jest uzasadnione w przypadku zabytkowych obiektów, gdy z jednej strony trzeba zachować oryginalną elewację, a z drugiej przystosować budynek do celów użytkowych.

Wzmacnianie stropów żelbetowych

Konieczność wzmocnienia istniejących stropów pojawia się głównie wtedy, gdy zmienia się sposób użytkowania budynku, a przegrody poziome muszą zapewnić możliwość przeniesienia zwiększonych obciążeń użytkowych.

Niekiedy może też zaistnieć potrzeba wzmocnienia, gdy strop znajduje się już na granicy wytrzymałości (np, wykazuje zbyt dużą strzałkę ugięcia), ale jego konstrukcja jest jeszcze w dobrym stanie. W przypadku konieczności zwiększenia nośności pod dodatkowe obciążenie liniowe - np. postawienie ciężkiej ścianki działowej - wzmocnienie takie wykonuje się w postaci żelbetowej belki ułożonej na stropie.

Traktowana jest ona jako niezależna konstrukcja nie związana z podłożem i stosownie do przenoszonego obciążenia zbrojona i osadzana w ścianach nośnych. Alternatywnie można wykorzystać też dwuteowe profile stalowe obudowane np. cegłą lub zabetonowane.

Klasyczny sposób na zwiększenie nośności powierzchniowej stropu jest wzmocnienie go poprzez utworzenie żeber żelbetowych na jego spodzie.

Nową technologią wzmacniania stropów żelbetowych, podciągów czy innych elementów konstrukcyjnych, jest mocowanie w strefie rozciąganej taśmy z włókna węglowego. Materiał ten charakteryzuje się bardzo dużym modułem sprężystości i wytrzymałości na rozciąganie.

Wzmocnienie stropu taśmami z włókna węglowego
Wzmocnienie stropu taśmami z włókna węglowego


Ta technologia wymaga jednak dysponowania specjalistycznym sprzętem. Po przyklejeniu taśm lub mat klejem na bazie żywic epoksydowych na wzmacnianej powierzchni tworzy się kompozyt epoksydowo-węglowy odporny na korozję i umożliwiający pokrycie go warstwą tynku.

autor: Cezary Jankowski
oprac.: Maja Wychowaniec
zdjęcie otwierające: Solbet Kolbuszowa
zdjęcie w tekście: Redakcja, Top Building