Tento příspěvek volně navazuje na stejně nazvaný článek v Materiálech pro stavbu 9/2016. Ten se zabýval zkušenostmi s kladením stropů s příklady z konkrétních staveb, vysvětloval, proč a jak řešit některé nepřesnosti, a zmiňoval optimální opatření při používání věncovek jako bednění. Článek končil příslibem „Ale to si necháme zase na příště“, který teď splníme a budeme se zabývat především opatřeními pro minimalizaci průhybů stropů.
Vzepětí nosníků
Hlavním opatřením proti nadměrným průhybům je především předepsané vzepětí trámů při ukládání na podpory. Firma Wienerberger cihlářský průmysl, a. s., ve svém posledním Podkladu pro navrhování uvádí doporučenou hodnotu 1/400 l při štíhlosti stropní desky větší než 15 (u nejvíce prodávaných stropů tloušťky 25 cm to platí pro trámy od délky 4 m). Došlo tak ke zmenšení doporučeného vzepětí z dříve uváděné 1/300 rozpětí. Je to reakce na informace ze staveb, že stropy se nyní méně „prohýbají“.
Objeví se samozřejmě otázka Opravdu? A jak je to možné? Vysvětlení je vcelku jednoduché – může za to ČSN EN 15037-1 Betonové prefabrikáty – Stropní systémy z trámů a vložek, kde je definován požadavek celoplošného pokrytí výztuží v nadbetonávce.
Vliv vyztužení na průhyb trámů je dvojí. Vždy je to zvětšení momentu setrvačnosti výztuží při horním povrchu. To se projeví zmenšením průhybu u všech typů statických schémat. Na obr. 1 je znázorněn průběh průhybu pro trám PTH 625 se světlým rozpětím 6 m s osovou vzdáleností trámů 625 mm. Kromě vlastní tíhy je uvažováno charakteristické zatížení od podlahy 2 kN/m² a užitné 1,5 kN/m². Beton zálivky je uvažován nejnižší možné třídy C20/25. Vypočtený extrémní průhyb vychází 39,54 mm. Pokud budeme uvažovat vložení sítí 4/100-4/100 s krytím 20 mm, dojde ke snížení průhybu na 36,24 mm, a při použití sítí 6/100-6/100 dokonce na 34,7 mm. Jde tedy o zhruba 9% pokles průhybu. Jen malá poznámka – pokud použijeme síť 4/100-4/100 a odečteme doporučené vzepětí 1/400 l, vychází výsledný průhyb 20,9 mm. To odpovídá 1/287 l a s rezervou tak vyhoví podmínce maximálního povoleného průhybu 1/250 l při poměrně velkém zatížení a světlém rozpětí 6 m.
Celoplošné sítě však mohou mít ještě větší vliv na celkový průhyb, a to především změnou schématu z prostého na spojitý nosník. Zatímco zvýšení únosnosti nemusí být vždy jednoznačné (pokud je pro únosnost rozhodující smyková únosnost, ke zvýšení nedojde), u průhybu je to patrné vždy a dosti výrazně. Na obr. 2 je u stejného trámu vynesen průhyb jednostranně vetknutého trámu (na přenesení záporného ohybového momentu je zde nutné použít min. síť 8/100-8/100). Dojde ke zmenšení průhybu na 11,02 mm – tj. skoro na 1/4 oproti základní variantě! A pokud bychom měli to štěstí a mohli uvažovat oboustranně vetknutý nosník (obr. 3), klesne nám průhyb dokonce na 3,7 mm, což je méně než 1/10 původního průhybu!
Objevuje se samozřejmě otázka, kdy lze uvažovat vetknutí u trámového stropu Porotherm. Určitě vždy, když trámy dobíhají na vnitřní zeď proti sobě (obr. 4 – šedá plocha). Zde bych vložil malou poznámku – někteří projektanti se domnívají, že trámy musí být osově proti sobě. To je však omyl – trám je vlastně pouze prefabrikovaná výztuž, a proto není nutné mít trámy proti sobě. Je však třeba si uvědomit, že ideálního vetknutí (nulové natočení v podpoře) dosáhneme pouze při shodném rozpětí a zatížení. I tak je ale zlepšení vždy výrazné. Na obr. 5 a 6 je ukázka bytového domu, kde bylo dosaženo spojitého nosníku po celé délce objektu. Přesto vlivem rozdílného rozpětí dojde k natočení a „zvlnění“ stropní desky (obr. 7 – průběh deformací po délce desky).
V případě, kdy jsou nosníky k sobě nad střední zdí kolmé, dojde určitě ke „zmenšení“ vetknutí (obr. 4 – růžová plocha). Je to způsobeno snížením železobetonové desky, a tím i neschopností přenést záporný ohybový moment nad podporou. Pokud potřebujeme dosáhnout alespoň částečného vetknutí, můžeme desku navýšit použitím vložky o výšce 80 mm alespoň přes dvě pole (obr. 8).
Na základě zkušeností lze říci, že pokud je možné dosáhnout alespoň jednostranného vetknutí (spojitý nosník přes střední zeď), nebývá problém vynést i zatížení od sloupků krovu. V případě sloupků od krovu přibližně v polovině rozpětí bývá neřešitelným problémem právě průhyb pod sloupkem. Proto je obvykle nutné použít vložený ocelový válcovaný prvek. V případě, že dosáhneme spojitého nosníku se symetrickým zatížením, nebývá problém tyto sloupky vynést pouhým znásobením stropních trámů. Obvykle je také důležitá posouvající síla – smykovou únosnost lze jednoduše zvýšit zvětšením počtu trámů. Co se týče ohybové únosnosti, v poli nebývá problém, ale obvykle je nutné doplnit vyztužení sítí nad podporou ještě příložkami (obr. 9 – červeně sloupky krovu, modře příložky nad střední zdí).
Ocelové průvlaky
Často se objevuje otázka na podepření trámů rovnoběžných s ocelovými průvlaky. Jedná se o to, že zatímco trámy u posuzovaného stropu (6 m) vcelku lehce o 1/400 vzepneme, ocelový profil (např. HE 200 B) už ne. A pokud správně zajistíme plné spojení vloženého prvku a Porotherm stropu použitím nižších vložek (obr. 10) a tím i dokonalého obetonování, bude se chovat ocelový prvek jako tuhá výztuž a z desky se „nevytrhne“. Po odstranění podpor a vnesení zatížení se profil HE 200 B samozřejmě také prohne, ale díky tuhému propojení s železobetonovou částí stejně jako sousední trám. Proto první trám podél ocelového nosníku vypodkládáme stejně jako ocelovou část (spodní hrany ve stejné úrovni) a teprve první následující trám nadvýšíme o 1/800 l (pro POT 625 je to 7,5 mm). Další trámy již bereme jako všechny zbývající a praktikujeme doporučenou 1/400 l (pro POT 625 je to 15 mm).
Stejně bychom měli postupovat i u trámů rovnoběžných s nosným zdivem. Pokud je trám částečně podepřen zdí (platí i pro trám probíhající těsně podél zdi – po zabetonování bude tvořit železobetonový prvek na zdivu), neměli bychom ho jakkoliv navyšovat (již se neprohne – leží na stěně). Další trám navýšíme opět pouze o 1/800 a teprve všechny další již o 1/400 l.
Tento článek zakončím podobně jako již výše citovaný – další „finty“ si necháme zase na příště. Třeba bychom si mohli více říct o zmíněných sloupcích krovu či skrytých průvlacích z ocelových válcovaných profilů…
IVO PETRÁŠEK
foto archiv autora
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.
