-5.1 C
Warszawa
środa, 1 grudnia, 2021

Wpływ ugięć stropów na ściany. Jak zapobiegać zarysowaniom ścian?

Strona główna Procesy budowlane Budowa Wpływ ugięć stropów na ściany. Jak zapobiegać zarysowaniom ścian?

To Cię zainteresuje

To Cię zainteresuje

Artykuł publikowany w Roczniku INVESTOR REE [5/2021]

Prof. dr hab. inż. Łukasz Drobiec, Politechnika Śląska

Projektowanie żelbetowego elementu zginanego (stropu, belki, nadproża, rygla ramy itp.) w stanie granicznym użytkowalności, w praktyce sprowadza się do sprawdzenia czy jego ugięcia nie przekraczają wartości dopuszczalnych. Gwarantuje to, że ugięcie projektowanej konstrukcji będzie małe i nie wywoła w użytkownikach negatywnych odczuć. Wszystko jest
w porządku, jeżeli na tak zaprojektowanych elementach konstrukcji nośnej nie zostaną oparte murowane ściany. Okazuje się, że ugięcia tych elementów konstrukcyjnych, pomimo spełnienia odpowiednich warunków normowych są zazwyczaj na tyle duże, że powodują powstawanie w ścianach zarysowań [1, 2, 3]. Dlatego ważne jest, aby w obiektach istniejących prowadzić pomiary ugięć stropów.

Jak uniknąć zarysowań ścian?

Aby nie doszło do zarysowania ściany murowanej wspartej na stropie lub elemencie belkowym musi być dodatkowo spełniony warunek nie przekroczenia jej deformacji postaciowej, która jest charakteryzowana przez kąt odkształcenia postaciowego. Warunek ten, podany w wycofanej polskiej normie PN-B-03002:2007 [4], dotyczy co prawda ścian usztywniających, ale równie dobrze może być stosowany do innych typów ścian
w budynkach (także do ścianek działowych). Ściana murowana, zgodnie z zaleceniami normy, nie ulegnie zarysowaniu lub powstałe zarysowanie będzie miało szerokość rozwarcia nieprzekraczającego 0,3 mm wtedy, gdy maksymalna wartość kąta odkształcenia postaciowego QSd wyznaczona dla danej ściany – np. na podstawie zależności geometrycznych (rys. 1) – nie przekroczy podanej w normie dopuszczalnej wartości Qadm.

Rys. 1. Uproszczony sposób wyznaczania maksymalnej wartości kąta odkształcenia postaciowego QSd w przypadku ściany działowej bez otworów i opartej na stropie.

Kiedy spełnienie powyższego warunku nie jest możliwe?

Nastąpi to, jeżeli konstrukcja stropu bądź belki żelbetowej będzie zaprojektowana jedynie zgodnie z wymaganiami normy żelbetowej odnośnie dopuszczalnych ugięć. W tablicy 1 przedstawiono wyliczone przykładowe wartości maksymalnych ugięć, dopuszczalnych przez normę Eurokod 2 [5] oraz wartości obliczonych na ich podstawie kątów odkształcenia postaciowego QSd w porównaniu z wartościami dopuszczalnymi Qadm wg PN-B-03002:2007 [4], które zależą do rodzaju zaprawy i elementów murowych, z których ściana została wykonana.

Tablica 1. Ugięcia dopuszczalne oraz wyznaczone na ich podstawie wartości kąta odkształcenia postaciowego ściany działowej bez otworów opartej na stropie o różnej rozpiętości efektywnej

Rozpiętość efektywna  stropu leff [m]Dopuszczalne ugięcie wg normy PN-B-03264:2002 [6] [m]Kąt odkształcenia postaciowego muru przy maksymalnym dopuszczalnym ugięciu stropu [mm/m]Dopuszczalny kąt odkształcenia postaciowego Qadm muru wg normy PN-B-03002:2007 [4] [mm/m]
3,00,01510,00,2 ÷ 0,5*
4,50,022510,0
6,00,0310,0
7,50,038,0
9,00,0368,0

* w zależności od rodzaju zastosowanych elementów murowych i zaprawy

Wyznaczone wartości kąta odkształcenia postaciowego przy maksymalnym dopuszczalnym ugięciu stropu są od 50 do 20 razy większe od wartości dopuszczalnych zalecanych przez normę murową. Przy tak znacznym przekroczeniu granicznej wartości Qadm mur nie ma szans pozostać niezarysowany. Oczywiście dotyczy to przypadku szczególnego, gdy ścinana usytuowana jest w środku rozpiętości stropu.

W przypadku, gdy ścinana nie jest położona w strefie środkowej, przekroczenie warunku Qadm jest mniejsze – ale w dalszym ciągu znaczące. Wartość dopuszczalnego kąta odkształcenia postaciowego ściany Qadm zależy do rodzaju zaprawy i elementów murowych zastosowanych w murze. Dla ścian wykonanych z elementów grupy 1 na zaprawie cementowo-wapiennej Qadm = 0,5, zaś dla murów z betonu komórkowego na zaprawie cementowej Qadm = 0,2.

Jak eliminować pojawianie się rys na ścianach?

Aby wyeliminować możliwość pojawienia się rysy w działowej ścianie, stropy należałoby projektować nie z uwagi na nie przekroczenie dopuszczalnych ugięć lecz z warunku na nie przekroczenie dopuszczalnej wartości kąta odkształcenia postaciowego muru. Wówczas, graniczna wartość dopuszczalnych ugięć, która według normy żelbetowej wynosi:
alim = leff/200 (lub alim = leff/250) ulega znacznemu zmniejszeniu. W tablicy 2 pokazano wartości granicznych ugięć wyznaczone z uwagi na nie przekroczenie dopuszczalnego kąta odkształcenia postaciowego Qadm.

Tablica 2. Wartości dopuszczalnych ugięć wyznaczone z warunku na nie przekroczenie kąta odkształcenia postaciowego muru Qadm

Dopuszczalny kąta odkształcenia postaciowego muru QadmDopuszczalne wartości ugięć stropu wyznaczone z warunku nie przekroczenia granicznej wartości  Qadm
0,2leff/10000
0,3leff/6666
0,4leff/5000
0,5leff/4000

Wartości niemożliwe do spełnienia w praktyce

Wielkości granicznych ugięć podane w tablicy 2 są w praktyce niemożliwe do spełnienia. Należy tu jednak pamiętać o trzecha aspektach. Po pierwsze, wielkości te dotyczą przypadku, gdy ściana usytuowana jest w środku stropu. Gdy ściana znajduje się poza strefą środkową ugięcia są mniejsze i zwiększa się wartość granicznych dopuszczalnych ugięć. Po drugie, przeprowadzone obliczenia granicznych wartości ugięć stropu wykonano przy założeniu maksymalnego dopuszczalnego przez normę EC2 kąta odkształcenia postaciowego stropu a nie muru. Kąt odkształcenia postaciowego muru, na skutek sztywności muru, sił tarcia i klinowania elementów murowych jest zapewne mniejszy. Po trzecie, obliczone wartości granicznych ugięć stropu dotyczą tylko tych obciążeń, które działają bezpośrednio na ścianę działową. Ponieważ ściany działowe muruje się już po wykonaniu elementów nośnych – odpada znaczna część obciążeń stałych i warunki zawarte w tablicy powinny być spełnione przy obciążeniach zmiennych (użytkowych i ciężaru samej ściany działowej) oraz części obciążeń stałych (np. od warstw posadzki, tynków).

Jakie aspekty dodatkowo wziąć pod uwagę?

Zalecenia dotyczące ugięć konstrukcji podpierającej ściany podano w normie PN-EN 1992-1-1 [5]. Należy ograniczyć ugięcia, które mogą powodować uszkodzenia przylegających do siebie części konstrukcji. Właściwą granicą ugięcia powstającego pod działaniem obciążeń quasi-stałych po zakończeniu wznoszenia konstrukcji jest zwykle 1/500 rozpiętości. W zależności od wrażliwości części przylegających norma zaleca wziąć pod uwagę również inne ograniczenia, których jednak nie precyzuje. Podobne zalecenia znaleźć można w normach związanych z EC2, np. w PN-EN 13747 [7].

Badania laboratoryjne wykazują, że graniczne ugięcie proponowane przez normę PN-EN 1992-1-1 jest ponad dwukrotnie większe niż ugięcie rejestrowane podczas badań murowanych ścian (ściany rysują się już przy ugięciu około 1/1000 rozpietości).

Można to tłumaczyć tym, że przepisy i ograniczenia normowe trzeba było dostosować do metody obliczeń przyjętej w Eurokodach. Sprawdzenie stanu granicznego użytkowalności, zgodnie z PN-EN 1990 [8], prowadzi się dla kombinacji charakterystycznej, częstej lub quasi-stałej.We wszystkich tych kombinacjach (norma [5] w tym wypadku zaleca stosowanie kombinacji quasi-stałej) przyjmuje się charakterystyczne wartości korzystnego lub niekorzystnego oddziaływania stałego oraz wiodące i pozostałe charakterystyczne wartości oddziaływań zmiennych pomnożone przez odpowiedni współczynnik kombinacyjny yi. W kombinacjach uwzględnia się więc obciążenia stałe, w tym ciężar własny konstrukcji, który przecież nie oddziaływuje na  ścianę (pod warunkiem jej wznoszenia na niepodstemplowanym stropie). W efekcie tego obciążenia są większe niż w rzeczywistości, a co za tym idzie obliczone ugięcia są większe, dlatego też warunek graniczny dla ugięć może być większy. Podsumowując stwierdzić należy, że ugięcia stropu mogą być źródłem znacznych zarysowań zabudowanych na nich ścian. W przypadku obiektów istniejących, pomiar rzeczywistych ugięć może dać informację na temat bezpieczeństwa ścian wypełniających.

Literatura:

  • Drobiec Ł., Kubica J.: Zapobieganie zarysowaniem ścian murowych opartych na stropach żelbetowych. Materiały Budowlane, nr 4, 2006, s. 21 – 23, 72.
  • Lechman, M.  Lewiński, P. M.: Ocena uszkodzeń ścian wypełniających w nowych budynkach Materiały Budowlane, nr 4, 2012, s. 94-95.
  • Drobiec Ł., Jasiński R., Piekarczyk A.: Konstrukcje murowe według Eurokodu 6 i norm związanych. Tom 3. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2017.
  • PN-B-03002:2007 Konstrukcje murowe. Projektowanie i obliczanie.
  • PN-EN 1992-1-1:2008/NA:2010/A1:2015-03 Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji
    z betonu. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
  • PN-B-03264:2002: Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statyczne
    i projektowanie.
  • PN-EN 13747:2011 Prefabrykaty z betonu. Płyty stropowe do zespolonych systemów stropowych.
  • PN-EN 1990:2004/A1:2008/NA:2010 Eurokod. Podstawy projektowania konstrukcji.

Zapraszamy na konferencję szkoleniową pt. Projektowanie stropów panelowych przygotowaną przez  prof. Łukasza Drobca z Politechniki Śląskiej i dr inż. Artura Kisiołka, prezesa firmy KONBET Poznań, która odbędzie się 5.10.2021 i będzie dostępna także po konferencji w postaci retransmisji oraz na konferencję nt. uszkodzeń i systemów naprawczych w konstrukcjach budowlanych w dniu 20.10.2021 online. Więcej informacji
i zapisy na  www.archmedia.pl.   

Kontakt do Organizatora: Grażyna Gałka ARCHMEDIA, tel. 690 820 224.

© Wszelkie prawa zastrzeżone

proptech

Nowoczesne budownictwo w parze z segregacją. Rozwiązanie Smart City nie tylko dla miast.

Nowoczesne budownictwo w parze z segregacją. Rozwiązanie Smart City nie tylko dla miast.

Skaning i modele 3D zabytków. Inwentaryzacje architektoniczne budynków historycznych

Zagadnienie 15 z 50 Od 15 lat wykonujemy opracowania 2D i 3D w zakresie inwentaryzacji architektonicznych, planów zagospodarowania terenu,...

Drony w fotowoltaice. Wsparcie w projektach i w inspekcjach.

Drony w fotowoltaice     Wsparcie w projektach i w inspekcjach Artykuł publikowany w Roczniku...

Jak zaizolować rurociągi w systemach grzewczych i wentylacyjnych?

W tym roku początek kalendarzowej jesieni zbiegł się z faktyczną, jesienną słotą za oknami. Dla branży instalacyjnej oznacza to jedno – czas...
SPONSOROWANE

bim

Jakich kompetencji poszukuje współczesne budownictwo?

Jakich kompetencji poszukuje współczesne budownictwo? Potrzeby rynku a proces budowlany Artykuł publikowany w Roczniku...

Ortofotomapy cyfrowe w procesach inwestycyjnych. Kiedy samowola budowlana zapozuje na zdjęciu lotniczym?

Artykuł publikowany w Roczniku INVESTOR REE Większość osób kojarzy ortofotomapy ze zdjęciami satelitarnymi i nawigacją samochodową. Jednak coraz...

Plan zagospodarowania terenu w modelu 3D. Kiedy warto go wykonać?

Plan zagospodarowania terenu w modelu 3D Kiedy warto go wykonać? Artykuł publikowany w Roczniku...

OPEN BIM – ARCHICAD kreuje nowe możliwości

Idea zastosowania wirtualnego modelu budynku (BIM) w projektowaniu pozwoliła na powstanie wielu skutecznych metod wspomagających procesy planowania i zarządzania przedsięwzięciami budowlanymi. Dotyczyły...

przemysł 4.0

Siedem technologii i trendów, które zmieniają magazyny

Boom na magazyny trwa w najlepsze. W 2020 roku popyt na powierzchnie magazynowe sięgnął rekordowego poziomu 4,8 mln mkw. Eksperci spodziewają się...

Milestone: miasta wydadzą miliardy na inteligentny monitoring wizyjny w transporcie publicznym

Milestone: miasta wydadzą miliardy na inteligentny monitoring wizyjny w transporcie publicznym Bezpieczny transport publiczny napędzi rozwój smart city

Autorski sposób na dziesięciokrotne zwiększenie powierzchni magazynowej w dwa lata. Case study Ekol Logistics

Autorski sposób na dziesięciokrotne zwiększenie powierzchni magazynowej w dwa lata. Case study Ekol Logistics Praca konsultantów to nie tylko...

Biznesowa strategia cyfryzacji w budownictwie

Era Construction 4.0  Artykuł opublikowany w Roczniku INVESTOR Real Estate Expert 2019
SPONSOROWANE

ROCZNIK 2020

Zaniedbania analiz due diligence. Co sprawdzić przed zakupem nieruchomości?

Zaniedbania analiz due diligence. Co sprawdzić przed zakupem nieruchomości? Artykuł publikowany w Roczniku INVESTOR Real...

Norma PN-ISO 9836:2015-12 obowiązkowa w projektach budowlanych od 19.09.2020r.

Norma PN-ISO 9836:2015-12 obowiązkowa w projektach budowlanych od 19.09.2020r. Nadchodzi chaos w powierzchniach i brzydkie budynki

Nieruchomości komercyjne. Czas na przeorganizowania.

Nieruchomości komercyjne Czas na przeorganizowania Artykuł publikowany w Roczniku INVESTOR Real Estate Expert

Domki do 35m2 na zgłoszenie. Inwestycja krok po kroku.

Domki do 35m2 na zgłoszenie Inwestycja krok po kroku Artykuł publikowany w Roczniku INVESTOR Real...
Nie można kopiować treści tej strony.