Pro rozšíření možností při volbě konstrukce stropu především pro rodinné domky a rekonstrukce přichází firma Wienerberger s novou variantou keramobetonového stropu bez nadbetonávky. Nejedná se zcela o nové konstrukční řešení – běžně se již několik desetiletí používá např. v SRN (obr. 1). Pro ČR byl vyvinut tento strop jako jednodušší varianta stávajícího keramobetonového stropu Porotherm MIAKO PTH.
Konstrukci tvoří keramobetonové prvky s vybetonovanými žebry, avšak není třeba nadbetonávka vyztužená betonářskými sítěmi. Hlavní výhodou nového stropu je úspora materiálu (betonu, kari sítí) a tím i ekonomická výhodnost. Zejména u staveb realizovaných svépomocí toto řešení přináší výrazné snížení pracnosti i proto, že k montáži není třeba těžké mechanizace.
Větší komfort při přípravě betonáže žeber a i během ní umožňuje fakt, že keramobetonové vložky jsou ihned po položení bez omezení pochozí a to umožňuje volný pohyb bez nutnosti instalace podlážek či fošen pro přenesení zatížení. Samotná betonáž je také jednodušší – není třeba hlídat výšku nadbetonávky a beton se stahuje přímo mezi vložkami. Tuto skutečnost ocení stavebník zejména při nadvýšení trámečků o 1/300 ls – betonáž mezi vložkami toto nadvýšení přesně kopíruje. Protože tento strop působí jako soustava samostatných železobetonových trámů, lze betonáž přerušit již po probetonování žebra po celé jeho délce včetně uložení.
Pro dostatečnou únosnost se stropní vložky vyrábějí ve výšce 25 cm (odpovídá vložkám MIAKO 19 PTH + 60 mm betonu se sítí). Prostorovou tuhost stropu zabezpečí ztužující žebra kolmo na trámy s osovou vzdáleností do 2,5 m (obr. 2, 3).
Vložky MIAKO BN PTH jsou navrženy tak, aby byly zcela kompatibilní se stávajícím stropem MIAKO PTH (obr. 4) na obě osové vzdálenosti, tj. 500 a 625 mm. Lze tak využít všechny systémové varianty komínových výměn, kolmého napojení trámečků, skryté průvlaky apod. V případě potřeby lze část domu řešit stropem s klasickou nadbetonávkou či naopak (obr. 4).
Vložky MIAKO BN 62,5 PTH mají pro zjednodušení uchopení dva úchytové body (obr. 5). Vložky MIAKO BN 50 PTH pak pouze jeden (rozdíl je zřejmý při porovnání obr. 5 a 6). Současně jsme pro uchopení vložek ze strany ponechali i osvědčené rozšíření horního rámečku. U obou vložek jsou vždy při spodní hraně dva větší otvory pro umožnění dodatečného protažení kabelových tras podél stropních trámů.
Vývoj
Pro popis vlastností nového typu stropu je možná vhodné a pro čtenáře i zajímavé popsat postup a zkoušky během vývoje.
Před započetím výroby prvních vzorků bylo nutné udělat rozvahu, zda lze nový výrobek uplatnit bez problémů v praxi. Jako první bylo provedeno statické posouzení. Pro tento účel vyvinul vedoucí projektu program speciálně pro posouzení tohoto stropu (obr. 7). Program umožňuje bez omezení volit množství trámečků, třídu betonu, osovou vzdálenost, zatížení apod.
Po odladění programu bylo provedeno porovnání únosnosti se stropem MIAKO PTH o výšce 25 cm. Výsledek je zřejmý z grafů (zde uvažovaná osová vzdálenost 500 mm, C 20/25). Únosnost byla vždy určena jako minimální z dosažených hodnot (podélná a příčná posouvající síla, ohybový moment). V grafech jsou parametry stropu MIAKO PTH zobrazeny modrou křivkou, nový strop MIAKO BN PTH křivkou červenou. Na svislé ose jsou hodnoty maximálního zatížení v kN/m2, na vodorovné ose pak postupně přidávané trámy (krok 25 cm). Svislá žlutá čára značí délku nosníku 625 cm, což je doporučená (nikoliv předepsaná) maximální délka.
Z hlediska únosnosti je při vzrůstajícím rozpětí cca od 4,5 m délky trámů zřejmý pokles únosnosti (větší plocha tahové výztuže se snáze „vyeliminuje“ v široké nadbetonávce u stropů MIAKO PTH oproti „užšímu“ betonu pouze mezi vložkami – dochází pak k rychlejšímu zkracování ramene vnitřních sil). Přesto však strop i při délce trámu 6,25 m vykazuje velmi slušnou únosnost (gd = 4,48 kN/m2), což je pro naprostou většinu skladeb podlah a způsobů užívání zcela dostatečné. Překvapivě dobře se chová strop při posouzení na II. mezní stav (průhyb). Zde se naopak projevila „větší“ mohutnost žebra MIAKO BN a strop vykazuje při větších rozpětích prakticky shodné hodnoty se stávajícími stropy MIAKO PTH.
Po provedení statické analýzy byly vyrobeny první vzorky k testování, především pro zkoušky na protlačení osamělým břemenem 3,5 kN dle ČSN EN 15037-3. Po několika úpravách tvaru vložky a tloušťek vnitřních žeber se podařilo tuto zkoušku s rezervou splnit (dosahované hodnoty 5–6 kN; vložka se zkouší v nezabetonovaném stavu).
Po doladění statického posouzení a tvaru vložek pro splnění zkoušek na protlačení se přistoupilo k technicky a časově nejnáročnější části vývoje – požárním zkouškám. Pro zkoušku byly vyrobeny dva fragmenty (panely) o rozměru 6,3×3 m. Do trámů byla již při výrobě k výztuži přichycena teplotní čidla. Další čidla na povrchu byla osazena těsně před betonáží. Betonáž proto musela probíhat opatrně aby nedošlo k poškození čidel (jak dokládá obr. 9, betonáž obstarával osobně obecně nedůvěřivý vedoucí projektu). Po zatvrdnutí betonu byla na spodní stranu fragmentů nanesena vápenocementová a sádrová omítka.
Po vyschnutí omítek byly zkušební fragmenty umístěny nad pec ve zkušebně PAVUS ve Veselí nad Lužnicí. Byly zatíženy břemeny odpovídajícími celoplošnému zatížení 5 kN/m2 (obr. 10).
Oba fragmenty 120minutovou požární zkoušku vydržely bez ztráty stability a nadměrného průhybu.
Došlo pouze k opadání vápenocementové omítky, sádrová zůstala prakticky nepoškozená (obr. 11, pohled do pece po 105 minutách). Dle informací od pracovníků PAVUS bylo rozbíjení fragmentů po ukončení zkoušky extrémně náročné – nepodařilo se je zlomit, museli přeřezávat výztuž trámů.
Požární zkoušky jednoznačně prokázaly bezpečnost návrhu nejen z hlediska požáru, ale i statiky. Přes extrémní tepelné namáhání nejevila konstrukce poruchy ani při hraničním statickém zatížení.
První realizace
Po dokončení požárních zkoušek se mohlo přistoupit i k samotné realizaci v terénu. Strop MIAKO BN PTH byl použit u rodinného domku u Českých Budějovic (obr. 2, 3, 12–15). Stavba probíhala svépomocí, a investor proto přivítal možnost „vyzkoušet“ tento strop na svém rodinném domku pod dohledem výrobce konstrukce. Při samotné realizaci byla také překročena doporučená maximální délka nosníků (použity trámy POT 650/902). Strop přesto nevykazuje žádné nadměrné průhyby či jiné poruchy. Během realizace se potvrdila nenáročnost montáže i betonáže. Stačilo běžné „zednické“ vybavení a běžná technická zručnost stavebníků.
Konstrukční detaily
K novému stropu jsou samozřejmě od výrobce k dispozici technické podklady a řešení konstrukčních detailů. Jako ukázka jsou na obr. 16 uvedeny dva detaily ukazující možnost ukládání stropních vložek na zeď rovnoběžnou s trámy.
Z předcházejícího je zřejmé, že na trhu se objevila zajímavá varianta stropu jak pro investora, tak i pro samotného stavitele.
IVO PETRÁŠEK
foto autor (2, 3, 10–15) a archiv autora (9)
Ing. Ivo Petrášek (*1960)
absolvoval Fakultu stavební Českého vysokého učení technického v Praze. Je autorizovaným inženýrem pro pozemní stavby, statiku a dynamiku staveb. Je zaměstnán jako statik u firmy Wienerberger cihlářský průmysl, a. s. Je vedoucím vývoje konstrukce popisované v článku.
