Łączniki balkonowe w stropie z płyt HC

Case study: jak rozwiązanie z projektu technicznego zamieniliśmy w węzeł, który da się wykonać

Prefabrykowany balkon na łączniku termoizolacyjnym to dziś standard w budownictwie wielorodzinnym. Przy stropie monolitycznym zakotwienie łącznika w wieńcu lub płycie nie sprawia trudności. Przy płytach kanałowych jest inaczej: płyta ma kanały, cięgna i ograniczoną głębokość oparcia, a łącznik potrzebuje miejsca na zakotwienie prętów. Poniżej opisujemy projekt, w którym rozwiązanie z projektu technicznego okazało się niewykonalne.

Obiekt i zakres zlecenia

Przedmiotem analizy jest dwukondygnacyjny budynek wielorodzinny w konstrukcji tradycyjnej, ze ścianami nośnymi z pustaków ceramicznych gr. 25 cm, ocieplonymi EPS 180 mm.

Klient zlecił nam zaprojektowanie stropu z płyt sprężonych HC oraz prefabrykowanych balkonów pełnych na łącznikach termoizolacyjnych. Opracowaliśmy schemat stropu, rozkład płyt HC i ich dozbrojenie, w tym detale połączenia z łącznikami. Łączniki dobrał i obliczył dział techniczny producenta łączników, w koordynacji z naszym zespołem.

Założenia projektu technicznego

Projekt techniczny przewidywał strop z płyt kanałowych SPK 20 (h = 200 mm), oparcie płyt min. 80 mm i wieńce min. 24×24 cm zbrojone 4Ø12.

Balkony zaprojektowano jako płyty prefabrykowane gr. 160–200 mm z betonu C30/37 (XC4, XF3), z obciążeniem użytkowym 2,5 kN/m². Łącznik opisano jako EBEA (Peikko) lub równoważny: izolacja 80–120 mm, wysokość 160–250 mm, REI 30, stal nierdzewna w klasie odporności korozyjnej III, z adnotacją „montaż do żelbetowego wieńca obwodowego wykonywanego w poziomie stropu”.

Dokumentacja inwestora zawierała drobne niespójności (materiał izolacji łącznika, klasa odporności ogniowej stropu), ale najważniejsze było to, czego w niej nie było: żaden dokument nie pokazywał, jak łącznik miał współpracować z płytą kanałową.

Strop HC265

Zaprojektowaliśmy strop z płyt HC265 (odmiany HC265-4, -6 i -8) z betonu C50/60 ze stalą sprężającą Y1860 S3, o długościach płyt do 8930 mm i odporności ogniowej REI 60. Spód stropu pozostał na rzędnej +2,630 m.

Przyjęliśmy minimalne oparcie płyt 100 mm. Ponieważ płyty opierały się na murze z pustaków ceramicznych (grupa II/III wg PN-EN 1996-1-1), zaprojektowaliśmy pod oparciem poduszkę żelbetową gr. 6–8 cm z betonu min. C16/20, zbrojoną 2Ø10.

Strop HC

Dlaczego wieniec nie wystarczył

Pierwszą wersję połączenia analizowaliśmy zgodnie z projektem technicznym. Projektant po stronie producenta łączników wskazał problem geometryczny: przy ścianie gr. 25 cm, po odjęciu 10 cm oparcia płyty, na zakotwienie łącznika w wieńcu zostawało 15 cm, a najkrótsze wysunięcie pręta łącznika od lica ściany wynosiło 15,5 cm.

Marginesu nie było. Poszerzenie wieńca skróciłoby oparcie płyty poniżej minimum, a kształt czoła płyty HC dodatkowo ograniczał strefę do zabetonowania. Rozwiązanie z projektu technicznego było więc niewykonalne. Rozważano łączniki umieszczone w kanałach płyt, które później się zabetonowuje, i ten kierunek rozwinęliśmy do postaci wykonawczej.

Rozwiązanie: zakotwienie w kanałach płyt

Pręty łącznika wprowadziliśmy w kanały otwarte płyt HC265, dozbrojone prętami 4Ø12 i 2Ø12 oraz strzemionami Ø8 co 15 cm i przewidziane do zabetonowania betonem C25/30. Wieniec przy balkonach dozbroiliśmy dodatkowo prętami 2Ø16.

Otwieranie kanałów podzieliliśmy między zakład a budowę. Zakład wykonywał odcinkowe otwarcie półki górnej na długości ok. 150 cm, a pozostałe fragmenty wycinano na budowie po montażu płyt: wyłącznie tarczą diamentową, bez sprzętu udarowego i dokładnie w osi kanału, żeby nie uszkodzić cięgien.

Obliczenia producenta zakładały sztywną podporę pod stropem i pasmo monolityczne min. 100 mm na styku z prefabrykatem. Te warunki zapewniły poduszka żelbetowa, wieniec i zabetonowane kanały.

Detal zamocowania łączników balkonowych oraz sposób wykonania żłobień w kanałach w płycie HC265

Dobór łączników

Dobrano łączniki Halfen HIT-HP MVX-0202-20-025-35 (ETA-18/0189): moduły 25 cm, wysokość 20 cm równa grubości balkonu, izolacja 80 mm, klasa R120.

Kluczowe okazało się to, że moduły łącznika musiały trafić w kanały płyt. Układ płyt przy każdym balkonie był inny, więc z dwóch typów balkonów z projektu technicznego powstało dwanaście indywidualnych układów łączników (B01a–d, B02a–h). Tam, gdzie moduły wypadały tuż obok siebie, obudowę łącznika trzeba było dociąć na wymiar.

Wymagania wykonawcze

Część wymagań zapisaliśmy wprost na rysunkach: układanie płyt z dokładnością pozwalającą na montaż balkonu, dodatkowe podparcie stropu na czas montażu balkonów, podparcie płyt ciętych do związania betonu w kanałach oraz zaślepienie wszystkich niebetonowanych kanałów i zamków przed zalaniem wieńców.

Projekt techniczny a rozwiązanie wykonawcze

Wnioski

Zapis „łącznik typu X lub równoważny, montaż do wieńca” w projekcie technicznym nie przesądza o wykonalności węzła, jeśli strop jest z płyt kanałowych. W tym budynku zabrakło 5 mm w wieńcu, a rozwiązanie wymagało przeniesienia zakotwienia do kanałów płyt, dozbrojenia strefy przy podporze i zaprojektowania technologii otwierania kanałów.

Rozstaw łączników w stropie kanałowym wynika z rozkładu płyt, a nie tylko z obliczeń łącznika. Dlatego rozkład płyt i rozmieszczenie łączników muszą powstawać równolegle, w koordynacji projektanta stropu, zakładu prefabrykacji i producenta łączników.

Zmiana typu łącznika względem projektu technicznego, obciążenia balkonów czy technologii stropu wymaga świadomej weryfikacji całego węzła, łącznie z oparciem płyt, zbrojeniem wieńca i wymaganiami montażowymi. Najlepiej zrobić to na etapie projektu wykonawczego, zanim płyty trafią do produkcji.

Autor: Edyta Dziedzic-Mania, kierownik zespołu projektowego, projektant konstrukcji, Małro Projekt