Ugięcie stropu gęstożebrowego po pogrubieniu wylewki – ocena nośności i stanu granicznego użytkowalności
Budynek mieszkalny jednorodzinny z 2010 r. ma strop nad parterem w konstrukcji gęstożebrowej (belki strunobetonowe, pustaki ceramiczne) o rozpiętości 5,4 m, zaprojektowany na obciążenie użytkowe 1,5 kN/m². W 2024 r. w salonie na piętrze (18 m²) wykonano wylewkę cementową o grubości 12 cm zamiast projektowanych 6 cm, a w całym pomieszczeniu ułożono gres na kleju (ok. 0,4 kN/m²). Po dwóch miesiącach użytkowania w narożnikach pomieszczeń parteru pojawiły się rysy, ugięcie stropu przy ścianie oceniono na 25 mm, a rozwarcie rys w tynku sufitu sięga 0,6 mm. Z odwiertów wynika, że beton nadbetonu ma klasę C16/20, otulina prętów rozdzielczych wynosi 12 mm, a głębokość karbonatyzacji 6 mm. Inwestor twierdzi, że „strop był projektowany na 300 kg/m², więc nic się nie stało”. Rysy są nadal obserwowane; w pomieszczeniu przebywa na stałe czteroosobowa rodzina.
1. Oceń, czy ugięcie 25 mm i rozwarcie rys 0,6 mm wskazują na przekroczenie stanów granicznych i jakie to ma znaczenie dla bezpieczeństwa użytkowania. Wskaż zakres niezbędnych badań.
Read the worked answer
1. Stan graniczny użytkowalności (SGU). Ugięcie względne wynosi 25 mm / 5400 mm = 1/216. Według PN-EN 1992-1-1 (tab. 7.4N) dla stropów przyjmuje się na ogół l/250 dla ugięcia całkowitego i l/500, gdy ugięcie może uszkodzić elementy wykończeniowe. Wartość graniczna l/250 to 21,6 mm - zmierzone 25 mm jest przekroczone, a przy wykończeniach wrażliwych (tynk, gres) kryterium jest jeszcze ostrzejsze. Rozwarcie rys 0,6 mm przekracza typowylimit 0,3 mm dla klasy ekspozycji XC1, co wskazuje na zarysowanie o charakterze zginanym, a nie tylko skurczowym.
2. Znaczenie dla bezpieczeństwa. Samo przekroczenie SGU nie oznacza zagrożenia katastrofą, ale 25 mm ugięcia przy stropie gęstożebrowym i rysy 0,6 mm wymagają sprawdzenia SGN (nośności). Ryzyko dotyczy: przeciążenia żeber, utraty przyczepności nadbetonu, korozji zbrojenia (otulina 12 mm i karbonatyzacja 6 mm to już strefa ryzyka). Do czasu badań zaleca się ograniczenie obciążenia użytkowego i zdjęcie obciążeń dodatkowych.
3. Program badań. Inwentaryzacja rys z monitoringiem (szczelinomierze, 3–6 miesięcy), niwelacyjny pomiar ugięcia, odkrywki zbrojenia żeber i ustalenie rozstawu prętów, badania betonu (sklerometr + odwierty z korekcją), pomiar grubości warstw, obliczenia sprawdzające według EC2 z rzeczywistymi obciążeniami i geometrią, w razie wątpliwości próba obciążeniowa. Dopiero na tej podstawie formułuje się wniosek o nośności i ewentualne zalecenia naprawcze.
2. Oblicz dodatkowe obciążenie stałe wprowadzone przez inwestora i oceń trafność jego argumentu o „300 kg/m²”. Jakie wnioski należy przedstawić w opinii?
Read the worked answer
1. Rachunek obciążeń. Wylewka cementowa ma ciężar objętościowy ok. 21–22 kN/m³. Zmiana grubości z 6 cm na 12 cm to dodatkowe 0,06 m × 21,5 kN/m³ ≈ 1,29 kN/m². Gres z klejem i ewentualną gładzią to ok. 0,4 kN/m². Łączny przyrost obciążenia stałego wynosi zatem ok. 1,7 kN/m², czyli ok. 170 kg/m² - więcej niż całe projektowane obciążenie użytkowe (1,5 kN/m²). To nie jest „drobna zmiana wykończenia”.
2. Ocena argumentu inwestora. „300 kg/m²” odpowiada ok. 3,0 kN/m² i najprawdopodobniej obejmuje ciężar własny warstw stropowych i wykończeniowych razem z obciążeniem użytkowym - nie jest to „zapas” do dowolnego wykorzystania. Inwestor myli wartość charakterystyczną obciążenia z rezerwą nośności. Dodatkowo przyrost obciążenia stałego działa niekorzystnie w sposób trwały (pełne wartości, bez możliwości zdjęcia), a jego efekt wzmaga pełzanie betonu i skurcz, co zwiększa ugięcie w czasie.
3. Wnioski do opinii. Należy stwierdzić: (a) przekroczenie obciążeń projektowych w strefie 18 m² o ok. 1,7 kN/m²; (b) przekroczenie ugięcia granicznego l/250; (c) rysy o rozwarciu powyżej dopuszczalnego; (d) konieczność obliczeniowej weryfikacji nośności żeber i nadbetonu. Warianty naprawy: rozbiórka nadmiarowej wylewki i odtworzenie warstw projektowanych (najprostsze i najtańsze, jeśli możliwe), miejscowe wzmocnienie żeber (np. dodanie belek stalowych lub taśm CFRP po obliczeniach), ewentualnie zmiana sposobu użytkowania pomieszczenia. Opinia powinna też zawierać stwierdzenie o braku podstaw do dalszego użytkowania bez ograniczeń do czasu weryfikacji obliczeniowej.