2023-11-11 19:16:26 
Wymagania konstrukcyjne i stosowane materiały
W technologii szkieletu stalowego stawiane są różnorodne pod względem wymiarowym i przeznaczeniu obiekty budowlane, zatem wymagają one dostosowania wytrzymałości i stabilności konstrukcji do planowanych obciążeń.
Dlatego z reguły są projektowane indywidualnie z odpowiednim doborem przekrojów i kształtów elementów nośnych, natomiast w ogólnym zarysie budowane są jako lekkie konstrukcje z profili cienkościennych lub słupowe z kształtowników hutniczych.
Rozwiązania o lekkiej konstrukcji wykorzystywane są przy budowie niewielkich obiektów - domów jednorodzinnych, warsztatów czy budynków gospodarczych, natomiast hale produkcyjne, magazynowe czy budynki wysokościowe stawiane są z ciężkich kształtowników stalowych.
W konstrukcjach lekkich główne elementy nośne budowane są z profili zimnogiętych z blachy ocynkowanej o najczęściej wykorzystywanych grubościach 1,0-2,0 mm.
Bazowy kształtownik typu C używany jako słupkowy element nośny, ma szerokość 100 lub 150 mm przy wykonywaniu zewnętrznych ścian nośnych przewidzianych do pokrycia płytami usztywniającymi w budynkach mieszkalnych.
Natomiast do wznoszenia ciężkich konstrukcji pod znaczne obciążenia, stosowane są zarówno kształtowniki otwarte np. dwuteowe jak i profile zamknięte o przekroju kwadratowym bądź prostokątnym, a ich rodzaj i wymiary wynikają z przeprowadzonych obliczeń wytrzymałościowych.
Szkieletowe konstrukcje stalowe w domach jednorodzinnych
Budowa domów o konstrukcji szkieletowej z drewna, a także z profili stalowych budzi spore zainteresowanie inwestorów ze względu na szybki montaż i możliwość prefabrykacji wielu elementów. Pod względem własności użytkowych konstrukcje drewniane i stalowe praktycznie niczym się nie różnią, choć wersja metalowa jest łatwiejsza w montażu, a przy małych obiektach może być przeprowadzona nawet samodzielnie.
Przekroje ścian zewnętrznych w obu wersjach mają podobną budowę, choć różnią się użytymi materiałami konstrukcyjnymi jak i pokryciem. Elementy konstrukcji stalowej są z reguły prefabrykowane i gotowe do złożenia poprzez skręcenie śrubami w fabrycznie wykonanych otworach - bez konieczności ich indywidualnego dopasowania.
Szkieletowe ściany z profili stalowych budowane są z kształtowników typu C w standardowym rozstawieniu co 60 cm zamocowanych w profilu podwalinowym i zwieńczonych profilem oczepowym.
W miejscach przewidzianych do wstawienia drzwi i okien montowane są odpowiednio dopasowane wymiany i usztywnienia, a w profilach słupkowych utworzone otwory przelotowe do przeprowadzenia instalacji wewnątrz ściany.
Przykrywający ściany strop lub dach tworzony jest jako konstrukcja kratownicy płaskiej bądź z użyciem połączonych ze sobą, wysokich profili typu C. Pokrycie dachowe w klasycznym układzie warstw wykonuje się z lekkich materiałów – głównie z blachodachówki bądź blachy trapezowej.
Zasadniczy wpływ na własności użytkowe takich konstrukcji szkieletowych ma dobór materiału warstw pokryciowych zwłaszcza na ścianach zewnętrznych. Decyduje to akustyce pomieszczeń, możliwości ich obciążenia zawieszanym sprzętem, zdolności akumulacji ciepła i ciepłochronności.
Zasadniczy układ warstw jest taki sam jak w konstrukcjach szkieletu drewnianego i składa się z wewnętrznej płyty gipsowo-kartonowej, izolacji paroszczelnej z folii, wypełnienia szkieletu wełną mineralną.
Natomiast od zewnątrz opłytowanie wykonuje się z płyt mineralnych, a nie drewnopochodnych i ze standardowo układaną warstwą ocieplenia zewnętrznego pod tynk cienkowarstwowy.
Rozwiązanie takie zabezpiecza przed ewentualnym wystąpieniem korozji biologicznej (butwieniu materiału drzewnego) w warunkach długotrwałego zawilgocenia spowodowanego np. nieszczelnościami w obróbkach otworów okiennych czy w elewacji.
Jako materiały płytowe do układania na zewnątrz wykorzystywane są płyty gipsowo-włóknowe lub droższe płyty cementowo-włóknowe charakteryzujące się również dużą wytrzymałością mechaniczną i wodoodpornością.
Pokrycia takie pozwalają na bezpośrednie przyklejanie płyt ociepleniowych ze styropianu lub lamelowej wełny mineralnej, a warstwę elewacyjną tworzy podkład z zaprawy klejowej wzmocnionej siatką z włókna szklanego i pokryty barwionym w masie tynkiem cienkowarstwowym.
Rozwiązanie takie pozwala na dowolną modyfikację parametrów ciepłochronnych ściany zewnętrznej stosownie do szerokości profilu konstrukcyjnego z wypełnieniem wełną mineralną.
Przykładowo przy użyciu profili C 100 z wełną o przewodności cieplnej λ ok. 0.035 W/m K wymagany obecnie współczynnik przenikalności cieplnej ściany U< 0,20 W/m2 K uzyskamy dzięki dodatkowej izolacji zewnętrznej (np. ze styropianu o współczynniku λ = 0,032 W/m K) grubości ok. 5 cm, ale w praktyce układa się przynajmniej 15-20 cm ocieplenia, co zapewnia wartość współczynnika przenikalności cieplnej U na poziomie 0,11-0,14 W/m2 K.
Od strony wewnętrznej pokrycie szkieletu stalowego wykonuje się najczęściej w postaci dwuwarstwowego pokrycia płytami gipsowo-kartonowymi, a w przypadku wymagane większej wytrzymałości na obciążenie montowane są płyty gipsowo-włóknowe charakteryzujące się również wyższą odpornością na zawilgocenie.
W systemie stalowych konstrukcji szkieletowych do osadzania okien wykorzystuje się konsole wysuwające okno w warstwę ocieplenia zewnętrznego. Zapewnia to uzyskanie efektu „ciepłego montażu” z użyciem odpowiednich izolacyjnych taśm obwodowych.
Ściany osłonowe z płyt warstwowych na stalowych konstrukcjach szkieletowych
W obiektach produkcyjnych magazynowych czy gospodarczych popularną rozwiązaniem są budynki szkieletowe ze ścianami z płyt warstwowych. Płyty te o standardowej szerokości ok. 1 metra i długości nawet do kilkunastu metrów utworzone są z dwóch warstw profilowanej blachy z umieszczoną między nimi warstwą termoizolacyjną ze styropianu, wełny mineralnej lub pianki poliuretanowej.
Różnorodność profili blach, ich kolorów oraz własności termoizolacyjnych pozwalają na utworzenie ściany zewnętrznej o wymaganej estetyce i parametrach izolacji cieplnej.
Płyty te mają utworzone na krawędziach zamki umożliwiające szczelne układanie ich w opozycji pionowej lub poziomej, a elementy mocujące mogą być widoczne lub schowane w miejscach łączenia. Natomiast nieco inną budowę mają płyty dachowe różniące się kształtem zamka i sposobem mocowania do konstrukcji.
Zależnie od rodzaju konstrukcji szkieletowej płyty warstwowe mogą być mocowane bezpośrednio do niej lub po zamontowaniu stelaża tworzącego oparcie dla tego pokrycia.
W płytach warstwowych osadzane są również - z odpowiednim rozmieszczeniem - okna i drzwi po uprzednim wycięciu w nich wymaganych otworów. Wycięcia te wymagają zamocowania indywidualnie dopasowanej obróbki z ukształtowanej blachy, co pozwoli na oparcie i zamocowanie ramy okiennej czy drzwiowej.
W budownictwie indywidualnym konstrukcje z płytami warstwowymi znajdują zastosowanie np., przy budowie garażu czy budynku gospodarczego, natomiast jako obiekty mieszkalne stawiane są sporadycznie, głównie z przeznaczeniem sezonowym.
Autor: Cezary Jankowski
Opracowanie: Aleksander Rembisz
Zdjęcie główne: Siniat
Komentarze