Stropní konstrukce jsou klíčovou součástí každé stavby, která horizontálně rozděluje rodinný dům a zajišťuje jeho tuhost a stabilitu. Musí být dostatečně únosné a ideálně tvořit kompaktní celek se stěnami. V průběhu desetiletí se vyvíjely od jednoduchých trámových systémů až po složité moderní konstrukce, které musí splňovat rostoucí nároky na komfort bydlení, akustiku a požární odolnost.
Typy stropních konstrukcí
Stropy lze obecně rozdělit na monolitické a montované, přičemž volba řešení je vždy součástí projektové dokumentace. Pro konstrukci stropů lze použít jakýkoli materiál, v závislosti na konkrétním záměru stavebníka.
Monolitické stropy
Mezi monolitické stropy řadíme konstrukce z betonu či železobetonu, které se vyrábějí přímo na stavbě z dopravené betonové směsi. Jejich hlavní výhodou je kompaktnost. Nejvýhodnější je zde využití technologie ztraceného bednění. Monolitický strop se vždy skládá z příslušného nosníku a stropní vložky, to celé se zalévá na stavbu dovezenou betonovou směsí. Jako ztracené bednění lze použít i trapézový nebo vlnitý plech či prkenný záklop, kde docílíme spřažené konstrukce tím, že do prken zatlučeme odpovídající množství hřebíků. Využít můžeme i velkoplošné ztracené bednění, které je tvořeno filigránovými stropními deskami.
Silikátové monolitické stropy
Tyto stropy jsou postaveny na principu železobetonu. Na taženém povrchu stropní desky se konstrukce vyztuží ocelovými pruty kruhového průřezu. Základ tvoří běžná betonová deska, která musí být po celém půdorysu stavby spojitá a tedy nesmí být přerušovaná alespoň v jednom směru rozpětí. Tato konstrukce je velmi variabilní a snadno zakryje i nepravidelné půdorysy, včetně velkých otvorů (pro schodiště, galerii). Pokud nevadí možný přenos hluku a je-li potřebné rozpětí menší, nemusí tato nosná deska mít ani požadovanou tloušťku, která se jinak většinou pohybuje mezi 150 a 250 milimetry. Největší únosnosti a stability se dosáhne, pokud se deska vyztuží v obou směrech a uloží se vetknutím do obvodového věnce i zdiva.
Montované stropy
Mezi montované stropy řadíme stropy z železobetonových desek či panelů od různých výrobců. Takových systémů existuje celá řada, liší se konkrétními parametry a cenou. I strop z dřevěných trámů s prkenným záklopem se řadí mezi montované stropy.
Čtěte také: Cihelné fasády: Kombinace funkčnosti a estetiky
Stropy z prefabrikovaných deskových panelů
Nejčastěji jde o stropní desku, vytvořenou ze stropních deskových panelů o malé tloušťce, které se během montáže uloží na dílčí podpory a vyztuží propojením. Tyto desky tvoří dohromady spodní líc stropní konstrukce a jelikož jsou podepřené, můžeme na ně vybetonovat silnější vrstvu s horní výztuží. Takto se strop stane monolitickým a jeho funkce je vlastně stejná, jako když je konstrukce vyrobena najednou. Nevýhodou tohoto systému jsou spáry mezi prefabrikovanými deskami, které se však jednoduše zapraví a jejich další propsání je pak vyloučené.
Plné a dutinové železobetonové prefabrikáty
Plné železobetonové prefabrikáty se používají pro menší rozpětí, pokud je rozpětí větší, používají se železobetonové prefabrikáty s dutinami. Nejvýhodnější jsou však prefabrikáty takzvaně předpjaté. Ty se vyrábí na dlouhých tratích a vyztužují výztuží, do které se před zabetonováním vnese předpětí. Tyto prefabrikáty mají malý průhyb a lze jimi překlenout i velká rozpětí (plošně rozlehlé místnosti). Tvarová pestrost takových desek je však malá a velmi záleží na vhodném uložení prefabrikátů.
Stropní systém NEICO
Stropní konstrukce NEICO je univerzálním řešením pro veškerou občanskou výstavbu. Svým nejdelším rozponem nosníku 7,6m se hodí i na průmyslové objekty. Velkou výhodou systému je cena. Stropní nosníky jsou až o polovinu lehčí než keramické, mají výborné fyzikální vlastnosti a spolu s betonovou zálivkou je strop z jednoho materiálu, který se dokonale propojí. Stropní konstrukce NEICO je tak bezpečná a je určena k ukládání na libovolné stěnové systémy. Stropní nosníky se ukládají na nosné zdivo s minimálním uložením 10 cm. Než začneme klást vložky, je potřeba nosníky podepřít dočasnými podporami. Stropní nosníky se ukládají podle výkresu skladby stropu. Přesné dodržení osové vzdálenosti mezi nosníky zajistíme položením první řady koncových stropních vložek na obou koncích nosníku. Jako věncovou výztuž lze využít produkt s označením GPN.
Stropní systém BSSP (Betonové Skládané Stropní Panely)
BSSP jsou univerzální stropní konstrukcí, kterou lze využít pro veškeré typy staveb. Skládané stropní panely se zároveň hodí i pro rekonstrukce nejrůznějších objektů, prostě všude tam, kde požadujeme kvalitu, dobré užitné vlastnosti, ale i rychlou a jednoduchou montáž a nízkou pořizovací cenu. Skládané stropní panely tvoří vibrolisované stropní vložky a betonová žebra o šířce 78 až 118 mm. Žebra jsou dále vyztužena prutovou a prostorovou ocelovou svařovanou příhradovinou a zabetonována betonem třídy C 20/25 XC1 (B25). Výrobní tloušťka stropních panelů je 200 či 240 mm a jejich použití je vhodné až do světlosti stropu 7600 mm. Běžně lze vybírat panely se standardní únosností v normálním provedení (označené BSSP-N, o šířce 1200 mm) a provedení doplňkovém (označení BSSP-ND, o šířce 900 nebo 600 mm). Na zakázku ale lze vyrobit i panely zesílené, se zvýšenou únosností (v normálním i doplňkovém provedení, označení BSSP-ZN a BSSP-ZND). K nadstandardním variantám patří také prostupové panely (BSSP-AP), balkónové panely (BSSP-AB), panely půdorysně tvarově upravené (BSSP-ATU) a panely s vyčnívající nosnou výztuží (BSSP-AVV). Stropní panely BSSP lze pokládat na libovolné stěnové systémy, jediným kritériem je jejich dostatečná únosnost. Základní délkový modul těchto stropních panelů je 200 mm. Použití ve vlhkém prostředí uzavřených objektů je také možné, je však nutné je ošetřit před vniknutím vlhkosti do konstrukce.
Stropní systém BSK (Betonové Skládané Konstrukce)
Předchůdcem stropních konstrukcí typu BSK byly dobře známé a hojně používané stropní konstrukce BS PLUS a BS PLUS MAX. Díky získaným podnětům k vylepšení se stropní konstrukce BSK na svět už jako ucelený univerzální konstrukční systém. Tyto stropní konstrukce lze bez problémů kombinovat s cihelnými, případně pórobetonovými stěnovými systémy. Už několik let je pak také možná kombinace BSK (typ BSK PLUS s tloušťkou 200 mm) s betonovými skládanými stropními panely BSSP. Betonové stropní konstrukce se skládají z betonových stropních vložek a destiček. Dále pak z betonových filigránových stropních nosníků (180, 220 a 270 mm), které tvoří prostorová ocelová svařovaná příhradovina s dolní betonovou skořepinou pro osazení stropních vložek a destiček a nadbetonovaná krycí deska (s tloušťkou 40, 60, nebo 90 mm). BSK-PLUS, BSK-STANDARD a BSK-MAX, to jsou tři základní typy, ve kterých jsou betonové stropní konstrukce vyráběné. Jednotlivé typy se přitom od sebe liší svou tloušťkou.
Čtěte také: Vše o cihelných předsazených fasádách
| Typ BSK | Tloušťka | Max. světlost podpor |
|---|---|---|
| BSK-PLUS | 200 a 220 mm | 6400 mm |
| BSK-STANDARD | 250 a 270 mm | 7200 mm |
| BSK-MAX | 300 a 320 mm | 8000 mm |
| BSK-MAX MAX | 350 mm | 9400 mm |
Podobně jako skládané stropní panely je stropní konstrukce možné využít i do vlhkého prostředí uzavřených objektů. Pokud se relativní vlhkost vzduchu pohybuje v rozmezí 60 až 80%, pak je nutné na spodním podhledu stropu použít omítku s tloušťkou minimálně 15 mm. V prostorách s nižší vlhkostí se přitom standardně používají omítky s tloušťkou 6 mm.
Stropy s nosníky s trojúhelníkovým výztužným košem (např. TRESK)
Nosníky těchto konstrukcí mají trojúhelníkový výztužný koš. Do něho se vkládají vložky buďto keramické, nebo betonové. Takový strop lze postavit bez použití těžké stavební techniky. Jednotlivé vložky jsou navíc duté, snáze se s nimi tedy manipuluje a i únosnost takového stropu je pak značná. Takovýto strop lze dokonce postavit i svépomocí, přičemž pro jeho zmonolitnění už není třeba příliš silná vrstva betonu. Velká statická výška příčných profilů zde nakonec zajistí právě dostatečnou únosnost. Nevýhodou tohoto systému je, že se musí u větších otvorů použít ocelové zpevňující prvky, další nevýhodou jsou dispoziční omezení systému. Velkou výhodou však je jeho poměrně nízká pořizovací cena a již zmíněná malá pracnost.
Stropní konstrukce TRESK je polomontovaný žebrový strop složený z jednotlivých stropních trámců a vložek, které jsou po vyskládání zmonolitněny betonem. Nosníky tvoří betonová patka, do které je zakotvena ocelová prostorová výztuž. Stropní systém TRESK umožňuje překlenout místnosti až do rozměrů 12 metrů světlé šířky bez nutnosti podepření nosnou stěnou. Tento systém umožňuje také spojení trámců tzv. „na tupo“, což znamená, že se k sobě spojí trámce jak v příčném, tak v podélném směru. To zajišťuje možnost vytvoření otvorů ve stropní konstrukci bez použití dodatečné ocelové výztuhy, jako jsou např. I-profily. V rámci tohoto stropního systému lze také libovolně vytvářet tzv. skryté průvlaky, které se nemusí navrhovat jako viditelné pod stropní konstrukcí, ale lze je do ní schovat. Dosáhne se tím rovného stropu bez přerušení trámem, což je v dnešní době velkých otevřených prostorů velkým přínosem. Další výhodou tohoto systému je možnost stavět svépomocí. K tomuto stropnímu systému není nutné použít jeřáb ani jinou další mechanizaci při jeho vyskládání.
Stropy z ocelových válcovaných nosníků
Sem řadíme stropy z ocelových válcovaných nosníků tvaru ´I´, do kterých se vkládají keramické stropní vložky. Ty se uloží buď na paty nebo přímo a celá konstrukce se následně zalije maltou. Velkou nevýhodou zde je však spotřeba oceli, která je drahá a nakonec také velká křehkost keramických dutinových desek. Zároveň je toto řešení i velmi pracné. Po celá desetiletí se u nás využívaly právě takové konstrukce, moderní stavební systémy je však dnes vytlačují.
Stropy z ocelových nosníků s profilovanými plechy
Na ocelové válcované nosníky se ukládají profilované - trapézové plechy, vyplněné betonem a sítí. Výška takového systému je však velká, i když pracnost při výstavbě nízká. Plechy je navíc nutné samořeznými šrouby a sváry správně připojit k horním pásům nosníků. Pokud se chce snížit hmotnost konstrukce, mohou se ocelové nosníky nahradit nosníky příhradovými či nosníky z tenkostěnných profilů. Problém ale budou činit právě realizované spoje a také akustické a tepelné mosty v konstrukci. Nejnižší je také odolnost této konstrukce vůči požáru a nakonec je tento systém ze všech prezentovaných konstrukcí největší zátěží i pro přírodu. Problémy jsou jak s případnou pozdější recyklací, tak dopravou na stavbu.
Čtěte také: Předsazená montáž oken a dveří pro vaši fasádu
Dřevěné stropy
Dřevěné stropy se nejčastěji staví jako takzvané fošinkové konstrukce z hustého sledu fošinek. Přitom se používají nosníky ve tvaru ´I´ z dřevěných profilů nebo ze sbíjených nosníků z několika menších desek. Záklop čili rovinu stropu se nakonec udělá jako deska z prken či hmot vyrobených na bázi dřeva. Spodní líc takového stropu se nakonec buď podbije deskami, nebo se použije sádrokartonový podhled. Takovou stropní konstrukci je také nutné ztužit, což se provede rozpěrami, vyblokovanými mezi nosníky a připojenými k záklopům. Na záklopu se nakonec vybuduje podlaha. Dřevěné stropní konstrukce se však dnes realizují jen okrajově a setkáme se s nimi především při stavbách chat či při rekonstrukcích starých chalup. U dřevěných stropů se musí v každém případě počítat s velkým průhybem, proto se nakonec musí nabetonovat deska, vyztužená kari sítí a spřažená s podkladem potřebným množstvím do podkladu natlučených hřebíků.
Dřevobetonové konstrukce
Dřevobetonové konstrukce se v praxi stále více používají na zesilování stávajících či realizaci nových stropních konstrukcí. Provedením betonové desky, kterou spřáhneme s dřevěnými nosníky či deskami pomocí různých spojovacích prostředků, výrazně zvýšíme tuhost i únosnost stropní konstrukce. Jako spřahovací prostředky mezi dřevem a betonem jsou nejvíce používány mechanické spojovací prostředky. Dřevobetonové stropy se dosud používaly především při zesilování stávajících stropů s dřevěnými stropními nosníky. Velkou perspektivu však mají i v případě dřevobetonových stropů vícepodlažních dřevostaveb. Tento postup lze ale použít pouze v případě, že mezi dřevěným nosníkem a betonovou deskou není mezilehlá vrstva. Je ověřeno, že dřevobetonové stropní konstrukce mají lepší parametry kročejové a vzduchové neprůzvučnosti (v případě vhodně vyřešených konstrukčních detailů) a požární odolnosti oproti tradičním dřevěným stropům.
Na základě provedené analýzy únosnosti a tuhosti spřažení dřeva a betonu bylo zjištěno, že především tuhost, určovaná podle ČSN EN 1995-1-1, je cca o 20 % nadhodnocována, neboť norma předpokládá, že spojovací prostředek je v betonu dokonale vetknut a při zatížení nedochází k jeho zatlačení do betonu, což není pravda. Aplikace Johansenovy teorie (Johansen 1949) pro spoje dřevo-dřevo na spoje dřevo-beton byla podnícena řezem zkušebním tělesem z protlačovací zkoušky hřebíkového spoje provedené ve Státním dřevařském výzkumném ústavu v Bratislavě (Koželouh 1975). Podle této teorie je únosnost spojovacího prostředku dána buď únosností dřeva v otlačení pod dříkem spojovacího prostředku (za předpokladu, že spojovací prostředek je tuhý a nedeformuje se), nebo současně únosností dřeva v otlačení a únosností v ohybu dříku spojovacího prostředku (za předpokladu, že se spojovací prostředek zařezává do dřeva a současně ohýbá a vytvoří se v něm plastický kloub). Vztahy (4) a (5) řeší únosnost spojovacích prostředků pouze podle Johansenovy teorie. Tato osová síla bude k sobě přitlačovat betonovou desku a dřevěný nosník a zvyšovat tak únosnost spojovacího prostředku. Uvedené vztahy platí pro spojovací prostředek, u kterého se současně vytvoří dva plastické klouby. Podmínkou pro použití odvozených vztahů je znalost pevnosti betonu v otlačení fh,c. Z rozboru poznatků prezentovaných ve výzkumné zprávě (Hrdoušek 1993) vyplynulo, že hodnotu pevnosti betonu v otlačení fh,c je možné uvažovat jako čtyřnásobek průměrné hodnoty válcové pevnosti betonu v tlaku fcm. V případě, kdy bude jako spřahovací prostředek použit ocelový kolík, je možné použít následující vztahy (Whale 1987) pro pevnost dřeva v otlačení fh,t a plastický moment únosnosti My. Plastický moment únosnosti ocelového kruhového průřezu se určuje ze vztahu. U ocelových spojovacích prostředků za studena tvářených mez kluzu fy není tzv. vyznačena a rovná se přibližně 80 % meze pevnosti fu. U dřevěných konstrukcí se proto pro určení plastického momentu únosnosti kolíku často používá vztah. Protože podle tohoto vztahu vycházejí hodnoty plastického momentu únosnosti vyšší než podle ohybových zkoušek, je možné též používat konzervativnější vztah (12). Pro ověření platnosti předchozích vztahů byly použity výsledky protlačovacích zkoušek, které byly provedeny na Universitě v Coimbře (Dias 2003) a ČVUT v Praze, Fakultě stavební (Kuklíková 2004). Zkušební tělesa byla provedena ze smrkového řeziva a betonu různých pevností (HSC - vysokopevnostní beton, NWC - obyčejný beton, LWC - lehký beton). Z hodnot uvedených v tabulce vyplývá, že únosnosti kolíků zjištěné podle analyticky odvozených výpočetních vztahů (Kuklíková 2004) se velmi dobře shodují s charakteristickými hodnotami zjištěnými zkouškou.
Ve spolupráci ČVUT s firmou BOVA Březnice spol. s r.o. byl vyvinut speciální spojovací prostředek. Souběžně s vývojem spojovacího prostředku byla zpracována idea pro vlastní aplikaci do kompozitního průřezu tak, aby byl splněn základní požadavek snadné a ekonomické průmyslové výroby. Podstata tohoto technického řešení spočívá ve spojení dvojice dřevěných nosníků z rostlého dřeva obdélníkového průřezu pomocí ocelových desek s oboustranně prolisovanými trny takovým způsobem, aby část ze šířky ocelové desky přečnívala přes horní okraj dřevěných nosníků. Při zkouškách bylo zjištěno, že potom k porušení spoje dochází ve dřevě, a to v místě, kde končí plná střední část ocelové desky a začíná prolis první řady trnů.
DELTABEAM® spřažený nosník
Spřažený nosník DELTABEAM® umožňuje kombinovat obnovitelné a ekologické dřevo se dvěma nejpevnějšími materiály, ocelí a betonem. DELTABEAM® je vynikající řešení pro vytvoření tenké stropní konstrukce s dřevěnými panely, čehož u tradičních dřevěných konstrukcí nelze obvykle na velká rozpětí dosáhnout. Tloušťka spřažené stropní konstrukce s nosníky DELTABEAM® a dřevěnými panely je obvykle o 10 až 30 procent nižší. Spřažení mezi betonem a ocelí nosníku DELTABEAM® umožňuje navrhovat velké rozpony, a tím otevřené prostory s minimem sloupů. Nosníky jsou skryty ve stropní konstrukci, což zaručuje architektonickou volnost. Díky rovnému podhledu se zvýší výška místnosti a vedení technických instalací je jednodušší.
Sanace a zesílení stropních konstrukcí
V případě havarijního stavu stávajících konstrukcí je často nutné provést sanaci a zesílení. Příkladem je sanace svislých konstrukcí a železobetonového stropu suterénu bývalé kotelny, kde svislé konstrukce jsou z větší části tvořené nepravidelným rastrem železobetonových sloupů. Vzhledem k jejich havarijnímu stavu budou muset být nahrazeny novými sloupy (ocel / železobeton). Stropní železobetonovou desku je nutné zesílit ze spodní strany - spodní výztuž je na velkých plochách odhalená, místy výztuž chybí úplně. Řešením je otryskání spodní krycí vrstvy betonu, nakotvení nové spodní výztuže a pomocí ní spřáhnout novou spodní krycí betonovou vrstvu.
Možnosti sanace a zesílení:
- Nové železobetonové / ocelové sloupy: Navržení kotvení startovací výztuže pro nové ŽB sloupy nebo kotvení ocelových sloupů.
- Zesílení železobetonové desky: Pokud by se stanovilo smykové napětí na rozhraní staré a nové konstrukce, bylo by možné navrhnout spřahovací prvky a jejich uspořádání.
- Železobetonový věnec: Pokud se při stavbě pro vyztužení stropní konstrukce použijí jen ocelové kleštiny, nelze se divit, že časem popraská zdivo. Železobetonový věnec, pokud je řádně armovaný, je velmi důležitý pro stabilitu celé stavby. Tento věnec lze nakonec i z architektonického hlediska přiznat, vznikne tak velmi zajímavý architektonický prvek, dotvářející exteriér domu. Takový věnec musí bez přerušení probíhat přes všechny nosné zdi, včetně nosných zdí vnitřních, nikoli jen přes svislé nosné konstrukce obvodové.
Montáž a izolace
Uložení horní výztuže stropní i konzolové desky se provádí společně s Izolačními nosníky NIL EX 16/X při tloušťce balkonové desky 160mm, NIL EX 18/X při tloušťce balkonové desky 180 mm, NIL EX 20/X při tloušťce balkonové desky 200 mm, NIL EX 22/X při tloušťce balkónové desky 220mm nebo NIL EX 25/X při tloušťce balkonové desky 250mm. Navázat nebo navařit horní výztuž balkonové a stropní desky na výztuž vyčnívající z ložiska, to je na dvojice ΦR 10. Provede se betonáž balkónové a stropní desky betonem třídy nejméně C 25/30 nebo C30/37.
Při montáži předstěn je nutné provést vytyčení konstrukce a kontrolu rovinnosti podkladní konstrukce. Obvodové profily předstěny (profily R-UD na podlaze a svislých navazujících konstrukcích) se opatří před osazením samolepicím napojovacím těsněním a připevní plastovými natloukacími hmoždinkami. Vzájemná rozteč připevnění je max. 800 mm. Prvním krokem je vyměření polohy R-CD profilů a vertikální úrovně stavěcích třmenů. Maximální svislá rozteč třmenů je 1 250 mm, při požadavku na požární odolnost 1 000 mm. Poslední horní třmen se umístí do takové výšky, aby horní přesah R-CD profilu nad posledním třmenem tvořil konzolu, která smí být maximálně 250 mm. Při nárocích na zvukovou izolaci předstěny je nutné použít výhradně stavěcí třmeny, které se před montáží podlepí napojovacím těsněním. K podkladní zdi se kotví pomocí plastových natloukacích hmoždinek, k dřevěné podkonstrukci šroubem typu FN. Alternativně lze pro kotvení použít přímé závěsy - v tom případě by šířka dutiny mezi původní konstrukcí a opláštěním předstěny neměla přesáhnout 40 mm. V případě dostatečně rovného podkladu je možno použít spojku Klik-Fix kotvenou do podkonstrukce stejným způsobem. Při montáži delších předstěn je výhodné montovat předstěnu „zónově“ po cca 5 sádrokartonových deskách - další zónu vyměřovat, stavět konstrukci i oplášťovat až po opláštění předchozí zóny. Po namontování stavěcích třmenů se montují postupně svislé R-CD profily. Délka R-CD profilů se volí tak, aby při opření R-CD profilu o spodní R-UD profil byla mezi horním koncem R-CD profilu a přilehlým stropem mezera cca 50 mm. U předstěn vyšších, než je standardní délka profilů R-CD, je možno R-CD profily nastavovat vzájemně na délku. Napojení se provádí pomocí spojky R-CD profilu. Napojení sousedících stojin nesmí být ve stejné výši, je nutno je vzájemně výškově vystřídat minimálně o 1,25 m.
Nejprve se provede vytyčení konstrukce šachtové stěny. Obvodové profily je nutné v tomto případě na rozdíl od ostatních svislých konstrukcí opatřit napojovacím těsněním z materiálu reakce na oheň A1 nebo A2. K ostěním šachty, stejně jako k podlaze a stropu se obvodové profily ukotví pomocí ocelových hmoždinek Ø 6 mm. Mezi vodorovné R-UW a svislé obvodové R-CW profily se osazují svislé stojiny tvořené buď jednotlivými, nebo zdvojenými profily R-CW. Zdvojené profily jsou orientovány stojinami (zády) k sobě a sešroubovány pomocí šroubů do plechu LB 3,5 x 9,5 ve vzájemné rozteči max. Tyto R-CW profily jsou volně nasunuty do podlahového a stropního R-UW profilu.
tags: #predsazene #konstrukce #stropni #deskou