Oceľ v stropných systémoch viacpodlažných budov

• Foto

Oceľ ako jeden zo základných stavebných materiálov má v stropných sústavách, hlavne väčších rozpätí, nezastupiteľné miesto. Používa sa samostatne, alebo veľmi často, ako spriahnutá konštrukcia so železobetónovou doskou. Podľa veľkosti rozpätia stropné konštrukcie rozdeľujeme na: malorozponové – do rozpätia 9 m, strednorozponové – od 9 m do 18 m a veľkorozponové – nad 18 m.

Z hľadiska usporiadania nosných prvkov sa rozlišuje:

• stropnicový systém a
• bezstropnicový systém.

Častejšie je používaný stropnicový systém, ktorý pozostáva zo stropnej dosky, stropných nosníkov a z prievlakov. Bežne sa stropnicový systém používa tak, že stropné nosníky sú ukladané na prievlaky v smere kratšieho rozmeru poľa. Vzdialenosť stropných nosníkov je bežne od 2,4 m do 3,0 m. Na základe mnohých ekonomických rozborov sa zistilo, že najoptimalnejší je stropnicový systém nad obdĺžnikovým pôdorysom s takým usporiadaním, že v kratšom smere sú prievlaky a v dlhšom smere sú stropné nosníky. Hospodárnosť tu nie je reprezentovaná priamo spotrebou materiálu, ale aj prácnosťou a tiež konštrukčnou výškou stropu.

Výhodnou variantov stropnicového stropu je tzv. paralelný stropný systém (obr. 3). V tomto usporiadaní pôsobia stropnice aj prievlaky ako spojité nosníky v dvoch paralelných rovinách. Veľmi výhodne sa pre tento systém využívajú valcované nosníky, ktorých valcovacie dĺžky sa pohybujú od 12 do 18 m. V takomto stropnom systéme, výhodnom zo statického hľadiska, sú výhody aj z konštrukčného hľadiska, a to menší počet prvkov, jednoduchšie spoje a nižší konštrukčný súčiniteľ. Nezanedbateľnou výhodou tohto systému je jednoduchšie vedenie prestupov pre inštalácie TZB a elektro.

Nevýhodou tohto systému je väčšia konštrukčná výška a excentrické umiestnenie stropnej dosky vo vzťahu k prípojom nosníkov na stĺpy. V prípade, keď doska plní aj funkciu prenosu horizontálnych síl, je potrebné s touto excentricitou uvažovať v statickom riešení.

Bezstropnícový systém má oproti stropnicovému systému niekoľko nevýhod:

• je vhodný iba pre menšie rozpätia okolo 4 m, vzhľadom na narastajúcu hmotnosť dosky,
• s väčšou výškou stropnej dosky sa zvyšuje konštrukčná výška stropu,
• vznikajú problémy s prestupom inštalácií.

Stropné dosky
V oceľových skeletoch sa používajú rôzne druhy stropných dosák. Podľa druhu materiálu ich môžeme rozdeliť na:

• železobetónové monolitické,
• železobetónové prefabrikované,
• oceľové z tenkostenných za studena tvarovaných plechov.

Oceľové stropné dosky z trapézových plechov majú pomerne malú požiarnu odolnosť, preto musia byť chránené protipožiarnymi nátermi alebo nástrekmi.

Častejšie sa preto používajú ako stratené debnenie pre železobetónové dosky alebo ako spriahnuté plechobetónové dosky [4]. V technologických konštrukciách sa často používajú oceľové plechové stropné dosky z rebrovaného plechu, vystuženého navarenými plochými výstuhami, alebo stropné dosky tvorené z pororoštov. V týchto stropných konštrukciách nosná konštrukcia dosky je zároveň podlahou.

Stropné nosníky
Plnostenné nosníky ako stropnice sa používajú do rozpätia max. 9 m. Na väčšie rozpätia sú ekonomicky nevýhodné. Vhodným typom plnostenných nosníkov sú:

• valcované profily IPE, I, HEA. V menšej miere sa používajú profily UPE a U. Tieto sú vhodné hlavne ako nosníky na okrajoch stropnej konštrukcie.
• zvárané I prierezy v prípadoch, ak nie je možné použiť prierezy valcované.

Okrem týchto typov stropných nosníkov výrobcovia ponúkajú tenkostenné stropnice rôznych tvarov, ktoré sú vyrobené z tenkých pozinkovaných plechov. Na väčšie rozpätia sa používajú prelamované nosníky alebo členené nosníky. Tieto stropné nosníky sú vhodné až do rozpätia 15 m. Prelamované nosníky vznikajú vhodným pozdĺžnym rezom valcovaných nosníkov a následným zvarením (obr. 4). Členené nosníky sa vyrábajú rozpálením valcovaného prierezu priamym rezom v osi nosníka a privarením vložených plechov, ktoré zväčšujú výšku nosníka.

Ďalším veľmi úsporným typom stropných nosníkov s rozpätím väčším ako 9 m sú priehradové (obr. 5), rámové, prípadne kombinované nosníky, ktoré sú tvorené priebežnými pásmi, medzi ktoré sa privára kruhová alebo pásová oceľ, ohnutá v mieste styčníkov. Nevýhodou týchto priehradových stropných nosníkov je ich veľká prácnosť.

Prievlaky
Na prievlaky sa používajú rovnaké konštrukčné typy nosníkov ako na stropné nosníky. Vzhľadom na ich väčšie rozpätia sa častejšie navrhujú ako zvárané I prierezy. Pri klasickom stropnom systéme je potrebné na zabezpečenie prestupov pre inštalácie vytvárať v stenách prievlakov otvory. Väčšie otvory, hlavne pre vzduchotechniku, je potrebné vystužiť priečnymi a pozdĺžnymi výstuhami.

Prípoje stropníc k prievlakom a prievlakov k stĺpom sa najčastejšie realizujú pomocou skrutkových spojov, najčastejšie pomocou čelnej dosky (obr. 6).

Zdroje informácií:
[1] Marek,P. a kol.: Kovové konstrukce pozemních staveb, STNL/ALFA Praha 1985
[2] Studnička, J., Macháček, J.: Ocelové konstrukce 20, Vydavatelství ČVUT Praha 2002
[3] Ferjenčík, P., Lederer, F., Schun, J., Melcher, J., Vořišek, V., Chladný, E.: Navrhovanie oceľových konštrukcií, časť 2, ALFA/SNTL 1985
[4] Kvočák, V.: Spriahnuté plechobetónové stropy, Stavebné materiály, 4/2008, ISSN 1336-7617
[5] Kozák, J., Gramblička, J., Lapoš, J.: Spriahnuté a kombinované oceľobetónové konštrukcie. Vydavateľstvo Jaga group, v.o.s., Bratislava 2000, ISBN 80-88905-32-X

Steel in Ceiling Systems of Multi-Storey Buildings
Ceiling structures are horizontally load-bearing systems transferring the vertical and in some cases also the horizontal load to supports. They must meet static, structural (provision of the passage of installations), insulation and economic requirements.

Autor

• Doc. Ing. Kvočák Vincent PhD.