Strop monolityczny - wady, zalety i właściwości

Strop monolityczny żelbetowy, to popularny rodzaj stropu, który stosowany jest w nowoczesnym budownictwie, zarówno w budynkach mieszkalnych, jak i w budynkach usługowych, użyteczności publicznej czy przemysłowych. Dzisiaj przyjrzymy się bliżej właściwościom, zaletom, ale także wadom stropów monolitycznych.  

Strop pełni w budynku nie tylko rolę użytkową jako przegroda pozioma, oddzielająca poszczególne kondygnacje budynku, ale jest także elementem konstrukcyjnym usztywniającym cały ustrój budynku. Stropy monolityczne to płyty żelbetowe, realizowane w całości na miejscu budowy, składające się z jednorodnej mieszanki betonowej, najczęściej dodatkowo wzmocnionej stalowymi prętami zbrojeniowymi. Określenie „monolityczny” oznacza, że konstrukcja stropu, po jego wykonaniu, stanowi jedną spójną całość, a nie zestaw oddzielnych elementów, takich jak prefabrykowane belki, pustaki czy płyty, które łączone są w procesie montażu.

Stropy monolityczne żelbetowe charakteryzują się znaczną wytrzymałością, trwałością oraz pozwalają na elastyczność w projektowaniu i kształtowaniu przestrzeni użytkowej w budynku. Płyty stropowe monolityczne można stosować nad pomieszczeniami o dowolnych kształtach - także tych skomplikowanych czy nieregularnych, oraz dają one swobodę sytuowania ścian działowych na wyższej kondygnacji.

Zobacz najciekawsze projekty domów!

---

KOD: 250NOWYDOM

KOD: 250NOWYDOM

KOD: 250NOWYDOM

---

Zobacz więcej projektów

Głównym elementem nośnym stropu jest płyta żelbetowa, na której układa się warstwy wykończeniowe – izolację akustyczną, warstwę podkładową oraz posadzkę. Żelbetową płytę stropową opiera się na jej obwodzie na ścianach nośnych lub na belkach nośnych (podciągach).

W zależności od liczby i układu podpór, projektowanej rozpiętości stropu i jego kształtu można wyróżnić płyty pracujące jedno- lub dwukierunkowo. 

Grubość płyty stropowej zależna jest przede wszystkim od jego rozpiętości i wielkości obciążeń jakie będą na strop działać. Im odległość między podporami i działające na strop obciążenia są większe, tym większa jest grubość stropu. Grubość i maksymalna rozpiętość płyty stropowej ustalane są indywidualnie w toku obliczeń projektowych.

Materiały używane do budowy stropu monolitycznego są kluczowe dla jego właściwości nośnych i trwałości. Głównymi materiałami wykorzystywanymi są stal zbrojeniowa i beton. Oto szczegóły dotyczące obu tych materiałów:

Aby monolityczna płyta stropowa mogła właściwie spełniać swoją funkcję powinna posiadać wymaganą wytrzymałość na obciążenia i właściwą sztywność. Ponieważ obciążone stropy ulegają głównie zginaniu, a w dolnej strefie ich przekroju pojawiają się siły rozciągające, to kluczowym elementem dla nośności monolitycznych płyt stropowych są stalowe pręty zbrojeniowe – średnice prętów, ich ilość i układ, a także klasa i gatunek stali z jakiej zbrojenie zostanie wykonane powinny być każdorazowo określone, w oparciu o obliczenia, przez uprawnionego projektanta konstrukcji oraz ujęte w projekcie budowlanym.

Współcześnie, nawet na małych budowach, żelbetowe konstrukcje wykonywane są z gotowej mieszanki betonowej, czyli tzw. betonu towarowego, dostarczanej na budowę z wytwórni i podawanej na deskowanie za pomocą pompy. Nie inaczej jest w przypadku monolitycznych płyt stropowych. Przygotowanie mieszanki betonowej o stałych, określonych w projekcie parametrach jest niezwykle trudne w warunkach placu budowy. Beton na budowę, przygotowywany w wytwórniach, w oparciu o odpowiednio dobrane receptury robocze, z dbałością w wyrabianiu mieszanki i dozowaniu cementu, kruszywa i wody, zwykle posiada deklarowane przez producenta i stałe parametry wytrzymałościowe.

Podobnie jak klasa stali zbrojeniowej, klasa betonu również powinna zostać określona w projekcie przez uprawnionego projektanta konstrukcji.

Jak już wcześniej wspomniano żelbetowe stropy monolityczne wykonywane są w całości na budowie. Oto poszczególne kroki przy wykonywaniu stropu monolitycznego:

Po wymurowaniu ścian nośnych (zewnętrznych i jeśli jest to wymagane, także wewnętrznych) montowane jest pełne deskowanie (szalunek), które pozwala utrzymać beton w odpowiedniej formie do czasu jego związania i docelowo nadaje płycie stropowej pożądany kształt.

Pełne deskowanie można samodzielnie wykonać z drewnianych desek czy płyt OSB, można również je wypożyczyć od specjalistycznej firmy, która oferuje wynajem szalunków wielokrotnego użytku.

Szalunki stropu powinny pozostać w miejscu montażu przynajmniej do czasu osiągnięcia 70% wytrzymałości końcowej betonu, proces ten może trwać, w zależności od warunków atmosferycznych i pory roku, od kilkunastu dni do nawet ponad miesiąca.

Strop monolityczny wymaga zastosowania zbrojenia w postaci stalowych prętów, które układa się w szalunku zgodnie z projektem zbrojenia. Pręty należy układać na podkładkach dystansowych, zapewniając odpowiednią, określoną w projekcie, grubość otuliny betonowej.

Ułożone zbrojenie stropu, jeszcze przed jego zabetonowaniem, musi zostać skontrolowane przez kierownika budowy. Kierownik budowy sprawdza prawidłowość ułożenia prętów zbrojeniowych, a także właściwości i parametry zastosowanej stali pod względem zgodności z projektem.

Po ustawieniu szalunków i przygotowaniu zbrojenia, można przystąpić do betonowania stropu. Należy pamiętać, aby mieszankę betonową odpowiednio zagęścić. Zagęszczanie betonu można wykonać ręcznie lub mechanicznie - za pomocą wibratora, tak aby usunąć z betonu puste przestrzenie, pęcherzyki powietrza i nadmiar wody, co pozwoli na szczelne wypełnienie szalunku i właściwe otulenie zbrojenia oraz zapewni zbrojeniu odpowiednią przyczepność.

Proces dojrzewania betonu, podczas którego mieszanka betonowa wiąże i twardnieje, aż do osiągnięcia wymaganych właściwości mechanicznych, trwa wiele dni, dlatego niezwykle istotną kwestią, o którą należy zadbać, jest właściwa pielęgnacja betonu - jest to szczególnie ważne w pierwszych fazach jego twardnienia, dlatego pielęgnację powinno się rozpocząć od razu po zagęszczeniu mieszanki betonowej. 

Metodę pielęgnacji betonu należy dobrać w zależności od pory roku i panujących warunków atmosferycznych. 

Latem, gdy temperatury zewnętrzne są wysokie, mieszanka betonowa narażona jest na zbyt szybkie przesuszenie, powodujące występowanie nadmiernego skurczu, a co za tym idzie powstawanie zarysowań, spękań czy ubytków strukturalnych na powierzchni betonu, które w skrajnych przypadkach mogą znacznie obniżyć właściwości mechaniczne elementu. Dlatego w okresie letnim ważne jest, aby powierzchnię płyty betonowej utrzymywać w wilgotnym stanie, regularnie ją zraszając i chroniąc przed odparowywaniem wody przy pomocy mat wykonanych z chłonnych materiałów, folii budowlanej lub natryskowych powłok ochronnych. 

W okresie zimowym, kiedy średnie temperatury są niższe niż +5°C proces wiązania mieszanki betonowej znacznie się wydłuża, natomiast w temperaturach ujemnych mieszanka betonowa zamarza a proces jej wiązania praktycznie ustaje, co uniemożliwia osiągnięcie właściwej końcowej wytrzymałości betonu. Dlatego podstawową czynnością pielęgnacyjną w okresie zimowym jest zapewnienie ochrony cieplnej elementu betonowego i utrzymywanie odpowiednio wysokiej temperatury podczas procesu wiązania. Świeżo ułożoną mieszankę betonową należy chronić za pomocą mat słomianych lub płyt styropianowych, zalecane jest również stosowanie nagrzewnic, jednak strumień ciepłego powietrza nie powinien być skierowany bezpośrednio na powierzchnię betonu, aby nie wystąpił skurcz i w konsekwencji zarysowania elementu. Istotnym czynnikiem, który wpływa na właściwości elementów betonowanych zimą jest dodanie do mieszanki betonowej specjalnych środków chemicznych, tzw. domieszek przeciwmrozowych, których zadaniem jest przyspieszenie wiązania i twardnienia betonu.

Właściwie przeprowadzona pielęgnacja zapewni ochronę płyty stropowej przed niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi, zbyt wysoką lub zbyt niską temperaturą, natomiast brak pielęgnacji może prowadzić do uszkodzeń strukturalnych elementu lub znacznego obniżenia parametrów wytrzymałościowych betonu.

Strop monolityczny żelbetowy cechuje się wieloma zaletami, które sprawiają, że jest on często wybieranym rozwiązaniem w budynkach mieszkalnych.

Oto kluczowe zalety stropów monolitycznych:

Duża nośność: Żelbetowe płyty stropowe mogą przenosić znaczne obciążenia przy stosunkowo niewielkiej grubości płyty.

Bardzo dobra izolacyjność akustyczna: Dzięki swojej dużej masie powierzchniowej stropy wykonane w technologii monolitycznej stanowią świetną barierę przed przenikaniem dźwięków powietrznych np. między parterem a poddaszem użytkowym.

Wysoka odporność ogniowa: Konstrukcje żelbetowe, w tym oczywiście także żelbetowe stropy monolityczne, zawdzięczają swoją wysoką odporność ogniową zastosowaniu betonu. Beton będąc materiałem efektywnie niepalnym (nie ulega zapaleniu w temperaturach występujących podczas pożaru) chroni stalowe zbrojenie przed działaniem ognia. Niewątpliwą zaletą tego materiału jest także to, że podczas pożaru nie wydziela żadnych szkodliwych czy wręcz trujących substancji.

Brak klawiszowania: W stropach monolitycznych, z uwagi na ich jednolitą budowę, praktycznie nie występuje zjawisko klawiszowania, czyli niezależnego uginania się poszczególnych elementów stropu pod wpływem nierównomiernego obciążenia.

Dostępność materiałów: Materiały niezbędne do wykonania stropu monolitycznego żelbetowego są szeroko dostępne na rynku budowlanym, zatem ich zakup jest dość łatwy.

Znana technologia: Z uwagi na to, że żelbet z powodzeniem wykorzystywany jest w budownictwie od ponad 100 lat, a technologia ta bardzo szybko znalazła szerokie uznanie i cały czas cieszy się popularnością, jest to rozwiązanie bardzo dobrze znane większości wykonawców  i nie sprawia problemów doświadczonym ekipom budowlanym.

Elastyczność: Strop żelbetowy monolityczny może zostać wykonany zarówno w budynku jednorodzinnym, jak i w obiekcie przemysłowym, nawet o skomplikowanym kształcie bryły i nieregularnych kształtach, co daje sporą swobodę w kształtowaniu przestrzeni.

Łatwość wykończenia: Równa i gładka spodnia powierzchnia stropu monolitycznego ułatwia tynkowanie i pozwala na szybkie uzyskanie estetycznego wykończenia sufitu bez dodatkowych nakładów.

Pracochłonność: Wykonanie stropu monolitycznego wymaga wiele pracy i dobrego jej rozplanowania, szczególnie pracochłonne są początkowe etapy – montaż deskowania oraz prace zbrojarskie. Wszelkie prace wykonawcze powinny być prowadzone przez wykwalifikowane i doświadczone ekipy budowlane.

Czasochłonność: Montaż szalunku, układanie zbrojenia i betonowanie trwają zazwyczaj kilka dni, konieczne jest również odczekanie pewnego okresu do osiągnięcia przez beton pełnej wytrzymałości.

Duży ciężar konstrukcji: Z uwagi na znaczny ciężar własny stropy monolityczne mogą być opierane tylko na ścianach murowanych z elementów o stosunkowo wysokiej wytrzymałości na ściskanie. Oparcie stropu monolitycznego na murze wykonanym z elementów o niższej klasie wytrzymałości wymaga zastosowania dodatkowych wzmocnień w ścianach nośnych np. w postaci słupów żelbetowych.

Ponieważ Inwestorzy indywidualni zwykle rozważają czy wybrać monolityczną płytę stropową czy jednak postawić na strop gęstożebrowy lub drewniany, postaramy się pokrótce przedstawić najważniejsze różnice jakie cechują te technologie.

Każde z rozwiązań ma swoje wady i zalety, które za każdym razem trzeba indywidualnie brać pod uwagę - to co w jednej sytuacji przemawia na plus danego rozwiązania, w innej sytuacji może być wadą i odwrotnie. W budynkach o prostym układzie konstrukcyjnym, nieskomplikowanej bryle i niewielkich odległościach między ścianami nośnymi, dość łatwo zastosować strop gęstożebrowy lub strop drewniany. W budynkach, w których przewidziano duże otwarte przestrzenie, odległości między ścianami nośnymi są duże, jest kilka kominów i otworów w stropie oraz opiera się na nim więźba dachowa, wykonanie stropu gęstożebrowego czy drewnianego przestaje być opłacalne, a czasem jest wręcz niemożliwe. Za stropami gęstożebrowymi i stropami drewnianymi przemawia łatwość i szybkość wykonania, natomiast niewątpliwymi atutami stropów monolitycznych są ich bardzo dobre parametry.

Decyzja jaką technologię stropu wybrać zawsze powinna być poprzedzona wnikliwą analizą sytuacji, warto ją również skonsultować z projektantem budynku.