Sztywne mury - bezpieczeństwo konstrukcji

Budynek w czasie budowy przez pewien czas jest szczególnie podatny na obciążenia wiatrem. To się dzieje w czasie, kiedy stanowi jeszcze konstrukcję otwartą. Innymi słowy dotyczy to fazy, kiedy budynek jeszcze nie jest zamkniętym pudełkiem, czyli, jeśli jeszcze nie jest przykryty stropem i dachem. Wówczas siły wiatru działają jednocześnie na mury z dwóch stron muru, czyli od strony zawietrznej i strony nawietrznej. Dodatkowo wiry powietrzne, tworzące się przy krawędziach ścian powodują zwiększenie tych sił. Jeśli te obciążenia będą dosyć duże, to mogą one doprowadzić do rozchwiania fragmentów murów i nawet mogą doprowadzić do ich przewrócenia. Jest to niezależnie od tego, z jakiego materiału są one wykonane. Dotyczy to przede wszystkim wolnostojących fragmentów muru, czyli np. ścian szczytowych.

To właśnie ściany szczytowe ze względu na dosyć duże powierzchnie, ze względu na to że są wyniesione dosyć wysoko ponad poziom terenu, że są otwarte w całości od góry, przejmują duże obciążenia wiatrem. Są one szczególnie narażone na przewrócenie w trakcie budowy oraz zarysowania w trakcie użytkowania budynku. Jak wspomniano działają na nie siły dynamicznych podmuchów wiatru w różnych kierunkach w postaci ssania i parcia wiatru. Dodatkowo, przy krawędziach ścian występują większe obciążenia tzw. krawędziowe, ponieważ następują zwirowania wiatru. W trakcie budowy i, jeśli jeszcze budynek nie jest zadaszony te siły mogą być wyjątkowo duże i ponadnormatywne. Ściany wówczas działają, jak żagle. Wystarczy nawet niewielkie obciążenie, ale dynamiczne i działające cyklicznie, które może spowodować rozchwianie muru i jego przewrócenie.

Dlatego ściany narażone na tego typu obciążenia powinny być odpowiednio wykonywane - powinny być właściwie usztywnione i docelowo i w fazie montażu.

W fazie montażu ściany szczytowe działają jak żagle (fot. Solbet)

Ogólnie, usztywnienie dla ścian stanowią ściana wewnętrzne nośne do nich przylegające i z nimi przemurowane, trzpienie żelbetowe wykonane w murach, wieńce oraz ukryte w nich belki. Dosyć często ścian poprzecznych nie ma, dlatego ściany wówczas usztywnia się elementami żelbetowymi w postaci trzpieni żelbetowych. W ścianach szczytowych dodatkowo to są wieńce obwodowe żelbetowe, wieńce pośrednie oraz nadproża żelbetowe wylewane na budowie. Taki układ usztywnień jest dosyć skutecznym rozwiązaniem, by ściany się nie przewróciły w trakcie murowania, przed wykonaniem pokrycia dachowego, ani później w trakcie użytkowania budynku się nie porysowały.

Rozwiązanie usztywnień ścian szczytowych wykonuje się zawsze jako rozwiązanie indywidualne. Wpływ na rozwiązanie ma geometria ściany (jej grubość i gabaryty), wymiary oraz rozmieszczenie ulokowanych w niej otworów (okiennych, balkonowych lub portfenetrów), występowania innych elementów (np. wieńców w ścianach kolankowych) itp. Projektant powinien też uwzględnić strefę wiatrową, w której budynek będzie budowany, czyli przyjąć odpowiednie założenia projektowe dotyczące obciążenia wiatrem.

W fazie montażu ściany szczytowe działają jak żagle (fot. Solbet)

Najczęściej w ścianach szczytowych wykonuje się następujące metody usztywnień (przykłady pokazano na rysunkach i zdjęciach):

• prowadzi się wieńce, jako przedłużenie wieńców występujących w ścianach kolankowych,
• jeśli są ściany szczytowe z otworami okiennymi lub balkonowymi lub dużych przeszkleń portfenetrów to nadproża wykonuje się jako żelbetowe na całej długości nad otworami,
• wykonuje się wieńce skośne obwodowe od góry ściany szczytowej,
• wykonuje się trzpienie żelbetowe w miejscu pomiędzy otworami, jeśli są np. dwa otwory w ścianach,
• wykonuje się trzpienie żelbetowe po obu stronach otworów - jeśli są ściany szczytowe z otworami okiennymi lub balkonowymi lub dużych przeszkleń portfenetrów
• wykonuje się wieniec żelbetowy i/lub trzpienie żelbetowe w miejscach pod płatwiami.

Usztywnienie ściany szczytowej za pomocą trzpieni i nadproży żelbetowych wylewanych na budowie (fot. Solbet)

Przy wykonywaniu usztywnień zazwyczaj daje się zbrojenie konstrukcyjne. Należy przestrzegać zaleceń dotyczących klasy betonu, gatunku stali zbrojeniowej i zachowania średnic i rozmieszczenia zbrojenia. Ważne jest, by zbrojenie było odpowiednio zakotwione i miało odpowiednie zakłady i w ten sposób zachowywało ciągłość.

Ważne jest też prawidłowe ulokowanie zbrojenia i zachowanie minimalnej otuliny. Ważne jest właściwe przygotowanie szalunków, by wylane elementy żelbetowe zachowały prostoliniowość i nie zostały powypierane przez ciężką i zawibrowywaną mieszankę betonową. Istotne jest zagęszczenie, a więc odpowietrzenie mieszanki betonowej za pomocą wibratora buławowego. Wibrowanie powinno być wykonane przez zagłębianie wibratora w betonie a nie przez zetknięcie go ze zbrojeniem lub z szalunkiem.

Zbrojenie przed ułożeniem betonu powinno być sprawdzone przez kierownika budowy i inspektora nadzoru inwestorskiego, jeśli jest ustanowiony. Przy wykonywaniu ścian szczytowych należy pamiętać, że ściany szczytowe powinny być wykonane tak, by można było je ocieplić od góry (pomiędzy ścianą szczytową a pokryciem). Oznacza to, że wieńce nie mogą być za wysokie. Powinno być miejsce właściwą grubość ocieplenia od góry. Gdyby tego nie było, albo ocieplenia by było za słabe, to góra ścian szczytowych będzie pionowym mostkiem cieplnym.

Ponadto ściany powinny być wykonane zgodnie z zasadami wykonywania konstrukcji murowych. Elementy murowe powinny być właściwie przewiązane, zaprawa właściwie rozłożona, dopuszczane odchyłki wymiarowe powinny być zachowane.

mgr inż. arch.Tomasz Rybarczyk