Rodzaje stropów stosowanych w nowoczesnym budownictwie

Rodzaje stropów, ich rola i cechy charakterystyczne

Autorzy licznych opracowań z zakresu budownictwa przywołują zróżnicowane definicje obejmujące wszystkie rodzaje stropów. Niemniej jednak ich elementami składowymi są m.in. przegroda, element konstrukcyjny czy kondygnacje. Z tych definicji wynika możliwość określenia głównych celów i cech charakteryzujących stosowane systemy stropowe, do których zaliczają się:

• przenoszenie obciążeń własnych i użytkowych (tj. umeblowania, przebywających w pomieszczeniu osób lub materiałów),
• tworzenie poziomej tarczy, która usztywnia całą konstrukcję budynku,
• budowanie przegród o właściwościach cieplnych, dźwiękowych, ogniochronnych, wizualnych, zgodnie z ich określonymi cechami, tj. termoizolacyjność, akustyka, odporność ogniowa, użyteczność i estetyka systemów stropowych,
• dostarczanie podłoża dla podłóg oraz umożliwianie nałożenia tynków.

Poszczególne rodzaje stropów muszą spełniać określone przez normy wymagania dotyczące nośności (wytrzymałości), sztywności, izolacyjności cieplnej i akustycznej, trwałości oraz ognioodporności. Izolacyjność cieplna odgrywa zasadniczą rolę w przypadku stropów nad piwnicami, na najwyższej kondygnacji lub pełniących funkcję stropodachów. Natomiast izolacyjność akustyczna jest kluczowa w stropach międzypiętrowych. W kontekście ekonomicznym, z punktu widzenia inwestora, systemy stropowe powinny charakteryzować się nie tyle najniższym kosztem, ale przede wszystkim optymalną relacją między ceną a jakością wykonania, uwzględniającą również parametry użytkowe. Ważne jest, aby koszty były w równowadze z jakością oraz parametrami funkcjonalnymi, tworząc rozsądne i efektywne rozwiązanie dla projektu budowlanego.

Rodzaje stropów – podział ze względu na konstrukcję:

• belkowe, w których konstrukcję nośną stanowią belki, a elementy wypełniające przekazują im obciążenia działające na strop; wyróżnia się stropy belkowe drewniane, stalowe i żelbetowe,
• płytowe – zbrojone jedno- lub dwukierunkowo (krzyżowo),
• z żebrami – tj. z elementami przypominającymi belki, lecz zespolonymi w jeden element z płytą; wyróżnia się stropy płytowo-żebrowe, zwane też żebrowymi, gęstożebrowe (żebra równoległe o rozstawie do 90 cm), kasetonowe (żebra krzyżują się).

Rodzaje stropów – podział ze względu na rodzaj materiału konstrukcji nośnej i wypełnienia:

• drewniane,
• żelbetowe,
• stalowo-żelbetowe,
• stalowo-ceramiczne,
• stalowo-betonowe,
• żelbetowo-ceramiczne,
• drewniano-stalowe,
• żelbetowo-styropianowe,
• inne – w miarę wdrażania nowych technologii i systemów.

Rodzaje stropów – podział ze względu na sposób wykonania:

• monolityczne – betonowe wykonywane na miejscu budowy, wymagające deskowania pod całą powierzchnią,
• prefabrykowano-monolityczne – składają się z prefabrykowanych elementów nośnych i/lub wypełniających oraz betonu uzupełniającego, który łączy (monolityzuje) te elementy,
• prefabrykowane – prefabrykaty ułożone obok siebie tworzą konstrukcję stropu, a beton uzupełniający uszczelnia je i wyrównuje.

Kryteria doboru

Wybór odpowiedniego stropu w trakcie procesu budowy domu ma ogromne znaczenie zarówno jeżeli chodzi o względy konstrukcyjne, użytkowe, jak i ekonomiczne. Z punktu widzenia konstrukcyjnego, strop pełni kluczową rolę w przenoszeniu obciążeń oraz oddzielaniu poszczególnych kondygnacji budynku. W tym kontekście istotnymi parametrami do uwzględnienia są:

• nośność (określana przez klientów indywidualnych jako wytrzymałość),
• rozpiętość,
• sztywność,
• całkowita wysokość (grubość stropu).

Dostępne na rynku rodzaje stropów oferują szerokie spektrum możliwości doboru dopuszczalnego obciążenia. Zakres ten zaczyna się od 4,0 kN/m² (400 kg/m²) w przypadku stropów gęstożebrowych, aż po 40 kN/m² (4000 kg/m²) i wyższe wartości, gdy konstrukcje wykonane są z płyt strunobetonowych. Nowoczesne systemy stropowe, które są dostępne na rynku, powinny charakteryzować się taką rozpiętością, która pozwala na uniknięcie konieczności stosowania dodatkowych podciągów lub nadciągów oraz zbrojonych belek i tych wykonywanych tradycyjnie na budowie. Większe rozpiętości pozwalają również na swobodne kształtowanie ścianek działowych, co może mieć duże znaczenie dla rynku deweloperskiego.

Aby spełnić oczekiwania użytkowników, system stropowy musi być odpowiednio sztywny. Jego nadmierne ugięcie może skutkować zmniejszonym komfortem użytkowania oraz wpływać negatywnie na estetykę wnętrza (np. pękanie tynku na suficie dolnej kondygnacji). Wybór stropu o właściwych parametrach jest zatem kluczowy. Odpowiednio dobrany, zaprojektowany i wytrzymały strop tworzy poziomą tarczę usztywniającą całą konstrukcję budynku.

Wśród podstawowych parametrów użytkowych najważniejszymi są:

• dźwiękoizolacyjność (określona w warunkach technicznych),
• termoizolacyjność (najczęściej zapewniana przez warstwy izolacyjne na stropie),
• pozostałe parametry bądź czynniki związane ze zdrowiem (odpowiadające m.in. za poczucie komfortu i dobrostan mieszkańców).

Charakterystyka najpopularniejszych rozwiązań

Rodzaje stropów – stropy monolityczne

Stropy monolityczne stanowią zazwyczaj płaskie żelbetowe płyty, które są w całości wytwarzane na miejscu budowy. Betonuje się je na pełnym deskowaniu. Takie rodzaje stropów muszą być zaprojektowane indywidualnie, dostosowane do charakterystyki danego budynku. W związku z tym wszelkie ewentualne zmiany w trakcie budowy wymagają konsultacji z autorem projektu, aby zapewnić spójność konstrukcji. Jednym z głównych wyzwań stropów monolitycznych jest skomplikowany proces montażu. Wymaga on zaangażowania doświadczonej ekipy, która będzie potrafiła skutecznie wykonać solidne deskowanie oraz precyzyjnie ułożyć zbrojenie bezpośrednio na placu budowy. Z tego powodu istnieje wyższe ryzyko popełnienia błędów wykonawczych.

Inną istotną wadą tego typu stropów jest długi czas trwania procesu budowy, zarówno jeśli chodzi o sam proces betonowania, jak i konieczną późniejszą pielęgnację betonu. Skomplikowany proces montażu oraz duże zużycie materiałów przyczyniają się do generowania wyższych kosztów budowy. Mimo że stropy monolityczne oferują największe możliwości projektantom konstrukcji, pozwalając na realizację różnorodnych kształtów i rozpiętości, to jednak z perspektywy ekonomicznej procesu budowlanego często jest to rozwiązanie najdroższe, a przy tym najtrudniejsze w wykonaniu.

Rodzaje stropów – stropy gęstożebrowe

Współcześnie, stropy gęstożebrowe stanowią jedne z najczęściej wykorzystywanych rozwiązań w budownictwie indywidualnym, co sprawia, że polski rynek w tej dziedzinie jest wyjątkowy na tle europejskim. Montaż tego typu stropów jest stosunkowo prosty, nie wymaga zaawansowanych i skomplikowanych zabiegów związanych z deskowaniem czy stemplowaniem.

Strop gęstożebrowy składa się z prefabrykowanych belek kratownicowych rozpostartych pomiędzy ścianami nośnymi oraz pustaków wypełniających. Aby zapewnić konstrukcji odpowiednią sztywność i wytrzymałość, elementy te zabetonowuje się od góry warstwą nadbetonu. Najczęściej spotykane rozwiązania mają stały rozstaw belek, zwykle co 60 cm. To sprawia, że sprawdzają się w przypadku budynków o regularnych kształtach. Montaż nie wymaga korzystania z ciężkiego sprzętu, jednak, ze względu na obecność pustek powietrznych, czyli przegród w pustakach, stropy gęstożebrowe charakteryzują się gorszymi właściwościami dźwiękoizolacyjnymi w porównaniu z monolitycznymi oraz wieloma innymi systemami prefabrykowanymi. Obecnie poszukuje się raczej produktów spełniających wymagania nowoczesnego budownictwa, które cechują się atrakcyjnymi cenami, wysokimi parametrami użytkowymi oraz szybkim montażem. Dlatego popularność stropów gęstożebrowych maleje na rzecz bardziej innowacyjnych i efektywnych rozwiązań konstrukcyjnych.

Rodzaje stropów – stropy płytowe zespolone

Stropy płytowe zespolone, zwane także stropami typu Filigran, stanowią alternatywę dla pracochłonnego układania rozwiązań gęstożebrowych. Składają się one ze zbrojonej płyty prefabrykowanej o grubości od 5 do 7 cm, wytwarzanej w zakładach prefabrykacji. Płyty są dodatkowo wzmocnione zbrojeniem oraz warstwą nadbetonu układanego na miejscu budowy (do wysokości całkowitej przewidzianej w projekcie). Warto podkreślić, że w przypadku konstrukcji stropu typu Filigran nie jest wymagane stosowanie deskowania. Jego montaż wymaga precyzyjnego wypoziomowania płyt oraz wykorzystania specjalnych systemowych podpór montażowych.

W porównaniu z montażem rozwiązań gęstożebrowych, stropy typu Filigran są znacznie szybsze w wykonywaniu na budowie. Jednak warto zwrócić uwagę na to, że czas potrzebny na produkcję prefabrykatów oraz przygotowanie dodatkowego zbrojenia może sprawić, że technologia ta w praktyce okaże się czasochłonna i nieefektywna. Patrząc z tej perspektywy, można dostrzec, że te rodzaje stropów łączą wady znane ze stropów monolitycznych i gęstożebrowych.

Rodzaje stropów – stropy panelowe

Stropy panelowe stanowią odpowiedź na wcześniej wspomniane wyzwania, a nowatorskim rozwiązaniem w tej kategorii jest zespolony strop typu Vector, będący częścią rodziny stropów panelowych. To rozwiązanie łączy korzyści znane z systemów belkowo-pustakowych oraz stropów zespolonych typu Filigran, eliminując jednocześnie część ich wad. Zespolony strop gęstożebrowy typu Vector to panel o wysokości 4 cm i szerokości 60 cm, mający odpowiednie zbrojenie w postaci zatopionej centralnie (osiowo na całej długości panelu) kratownicy stalowej KK oraz siatki stalowej odpowiadającej powierzchni płyty, również zatopionej w jej strukturze. Co ważne, montaż nie wymaga wykorzystania ciężkiego sprzętu – wystarczy samochód z dźwigiem HDS. Jednym z kluczowych atutów stropu zespolonego Vector jest ograniczenie liczby elementów użytych w konstrukcji. W przeciwieństwie do rozwiązań gęstożebrowych nie ma potrzeby stosowania pustaków stropowych czy dodatkowego zbrojenia styków, co jest typowe dla stropów typu Filigran. Tego rodzaju uproszczenia istotnie skracają czas montażu.

Rodzaje stropów – stropy z płyt kanałowych sprężonych

Stropy z płyt kanałowych sprężonych to rozwiązania, które odznaczają się zdolnością do osiągania imponujących rozpiętości, jednocześnie charakteryzując się znacznie mniejszą masą w porównaniu do innych opcji o podobnych parametrach. W tej kategorii znajduje się strop SMART, który stanowi odmianę płyty kanałowej, skierowany do zastosowań w budownictwie mieszkaniowym. Płyta strunobetonowa o szerokości 60 cm możne być układana z auta wyposażonego w lekki dźwig typu HDS. Nie wymaga deskowania ani podpierania w trakcie procesu montażu. W zamki powstałe między ułożonymi płytami wylewa się beton z dodatkiem ekspansywnym zapewniającym wzajemne połączenie elementów. Jednym z kluczowych atutów tego rozwiązania jest możliwość wykonania montażu całej konstrukcji domu jednorodzinnego w zaledwie kilka godzin, po czym można kontynuować kolejne prace budowlane. Do zalet stropów z płyt kanałowych można zaliczyć także wysoką izolację akustyczną, wyższą niż dla stropy gęstożebrowe, ale ustępującą monolitycznym.

Rodzaje stropów – zespolone stropy sprężone Teriva Panel i Konbet S-Panel

Zespolone stropy panelowe, do których należą rozwiązania znane na polskim rynku pod nazwami Teriva Panel i Konbet S-Panel, powstały z połączenia stropów gęstożebrowych, płytowych oraz sprężonych. Strop panelowy jest zbudowany z płyt (paneli), w których żebrami są dwie strunobetonowe sprężone belki połączone betonową stopką. Przestrzeń pomiędzy belkami może być wypełniona pianobetonem w celu redukcji ciężaru własnego lub wykorzystana na instalacje (np. wentylacyjną, wodno-kanalizacyjną).

Szerokość prefabrykatu jest równa 60 lub 120 cm, a dostępne wysokości to 12, 14 i 16 cm. Grubość warstwy nadbetonu może być zmieniana, standardowo wynosi od 4 do 8 cm. Stropy panelowe znajdują zastosowanie tam, gdzie dotychczas były wykorzystywane stropy poprzedniej generacji typu Teriva, lub gdy rozpiętość stropu przekracza 7,2 m, ale nie jest większa niż 11 m. Do zalet tego rozwiązania należy również zaliczyć większe możliwości konstrukcyjne. Dzięki sprężeniu prefabrykowanej płyty dolnej strop w trakcie użytkowania nie ulega zarysowaniu, a tym samym znacząco maleją ugięcia całkowite. Rozwiązanie pozwala zredukować do minimum liczbę podpór montażowych (wystarczy jedna w połowie rozpiętości). Stropy panelowe są zdecydowanie tańsze w montażu, ze względu na brak pustaków i belek, jak w tradycyjnych stropach gęstożebrowych. W porównaniu z innymi systemami dostępnymi na rynku ich montaż jest znacznie szybszy, co przekłada się na efektywność całego procesu budowlanego.

Najczęstsze błędy popełniane na etapie projektowania i wykonawstwa

Mając na uwadze specyfikę produktu, jakim są systemy stropowe, przyczyny błędów bywają dotkliwe – stanowi on bowiem element, którego wymiana w budynku jest prawie niemożliwa. Pierwszą grupę błędów stanowią nieprawidłowości projektowe (w tym m.in. złe założenia) oraz pomyłki obliczeniowe (najczęściej występuję w kontekście stropów monolitycznych). Drugą są błędy wykonawcze, takie jak niewłaściwe podparcie, błędy w deskowaniu czy dobór materiałów o niskiej jakości, które często mają swoje źródło w braku nadzoru nad procesem budowlanym. Trzecia grupa związana jest z niewłaściwą eksploatacją, która może się przejawiać w nadmiernym obciążeniu stropów, niezgodnie z założeniami projektowymi.

W zależności od konstrukcji stropu, można popełnić wiele specyficznych błędów:

• zły dobór materiałów, takich jak nadbeton o niewłaściwej klasie wytrzymałości,
• stosowanie elementów stropowych różnych producentów o odmiennych parametrach,
• nieprawidłowe deskowanie i podparcie stropu,
• brak lub za duży rozstaw żeber rozdzielczych w stropie gęstożebrowym,
• brak wzmocnienia stropu gęstożebrowego pod ściankami działowymi,
• niewłaściwe zbrojenie,
• nieprawidłowe betonowanie i pielęgnacja dojrzewającego betonu,
• zmiany w rozwiązaniach stropowych oraz zbrojeniu bez odpowiedniego zatwierdzenia projektu zamiennego i analizy wpływu na pozostałe elementy konstrukcyjne obiektu.

Najczęstszymi uszkodzeniami stropów są:

• zarysowania powstałe na skutek błędów projektowych bądź nadmiernych obciążeń,
• ugięcia i wybrzuszenia, których przyczyny są takie same jak wymienione powyżej,
• raki oraz niedowibrowania mieszanki betonowej.

Literatura
1. Ł. Drobiec, Z. Pająk „Stropy z drobnowymiarowych elementów”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2013.
2. R. Jasiński, A. Kisiołek, J. Zając „Badania rynkowe systemów stropowych i potrzeb uczestników procesu budowlanego”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2022.
3. R. Jasiński, A. Kisiołek, J. Zając, „Stropy Teriva Panel i Konbet S-Panel. Koncepcja, kształtowanie, obliczanie, wykonawstwo”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2023.

www.konbet.com.pl