Mury skrępowane z elementów silikatowych – webinarium

Mury stosuje się w każdym typie budynków, od obiektów małej architektury, poprzez domy jednorodzinne, po wielkopowierzchniowe hale magazynowe i obiekty sportowe. W zależności od wielkości obiektu oraz rodzaju projektowanej głównej konstrukcji nośnej, rozróżnić można kilka typów ścian murowanych: 

• mury konstrukcyjne, stanowiące główną konstrukcję nośną,
• mury usztywniające, wzmacniające przegrody nośne,
• mury wypełniające, pełniące jedynie funkcję oddzielającą pomieszczenia.

Niezależnie od typu, przegrody murowane w pewnych okolicznościach wymagają wzmocnienia poprzez zbrojenie lub usztywnienie ich konstrukcji. Jednym z takich rozwiązań jest wykonanie muru skrępowanego.

Za mur skrępowany uważa się konstrukcję murowaną, której odkształcenia zostały w pionie i w poziomie ograniczone przez przylegającą do niego konstrukcję żelbetową lub mur zbrojony. Jest to definicja umieszczona w normie EN 1996-1-1 (Eurokod 6) opisującej projektowanie konstrukcji murowanych. Skrępowanie powoduje ograniczenie swobodnych odkształceń muru, dzięki czemu znajduje się on w stanie dwuosiowego ściskania. Innymi słowy siły ściskające oddziałują na mur zarówno w kierunku pionowym, jak i poziomym (zamiast sił ściskających i rozciągających). Jest to stan, w którym mur wykazuje największą nośność. Jednocześnie zminimalizowanie oddziaływania sił rozciągających znacznie zmniejsza ryzyko powstania zarysowań.

„Wyróżnić można kilka przypadków, kiedy zastosowanie murów skrępowanych ma sens. W Europie mury skrępowane wykonywane są przede wszystkim w obszarach poddanych oddziaływaniom sejsmicznym. W części krajów europejskich wynika to wprost z obowiązujących tam przepisów i norm, które nakładają obowiązek wznoszenia ścian zbrojonych i dodatkowo usztywnionych” – mówił podczas webinarium Wojciech Rogala, ekspert techniczny Stowarzyszenia Producentów Silikatów „Białe murowanie”.

W Polsce zagrożenie sejsmiczne jest niewielkie. Istnieją natomiast tereny, gdzie mogą występować wstrząsy para-sejsmiczne, tj. od eksploatacji górniczej. Na tego typu obszarach Instytut Techniki Budowlanej zaleca wykonywanie budynków z murami skrępowanymi przy wykorzystaniu elementów murowych o odpowiedniej nośności, np. silikatowych. Oddziaływania sejsmiczne i para sejsmiczne charakteryzuje generowanie dużego naprężenia ścinającego w ścianach budynków. W ścianach niezbrojonych często powoduje to powstawanie ukośnych rys, czasem o znacznej szerokości, a niekiedy całkowitą utratę nośności muru. Mury skrępowane są znacznie bardziej odporne na tego typu obciążenia. Elementy krępujące przenoszą siły rozciągające, usztywniając mur, który przenosi ściskanie. Wspomniane zalecenia odnośnie do stosowania murów skrępowanych na obszarach objętych eksploatacją górniczą znajdują się w instrukcji ITB nr 416/2006. Z prawnego punktu widzenia nie są one jednak obowiązkowe i w znacznej części przypadków nie są stosowane w praktyce.  

Jednocześnie mury skrępowane mogą znaleźć inne zastosowanie. W budownictwie wielorodzinnym przyjęło się stosować murowane ściany silikatowe ze względu na ich bardzo dobrą izolacyjność akustyczną. Liczba możliwych do wykonania kondygnacji jest jednak ograniczona przez nośność (w szczególności smukłość) ścian murowanych niezbrojonych. W efekcie wiele obiektów o wysokości powyżej 4 kondygnacji wykonywana jest w technologii szkieletowej, w której ściany murowane stanowią jedynie wypełnienie konstrukcji żelbetowej. W takich przypadkach mur nie wpływa znacząco na nośność całej konstrukcji, stanowiąc raczej jej obciążenie. Budynki o tego typu konstrukcji popularne są szczególnie w większych aglomeracjach. 

Pozorną zaletą budynków szkieletowych jest krótki czas wznoszenia, osiągany poprzez niezależne wykonanie monolitycznej konstrukcji oraz murowanie ścian wypełniających. Konsekwencją jest jednak zwiększone ryzyko występowania zarysowań ścian. Wynika ono z braku wystarczającego zespolenia szkieletu i murów, a także z nieodpowiedniej kolejności wykonywanych prac murarskich. Ściany wypełniające powinno się murować dopiero po wykonaniu całej konstrukcji nośnej, rozpoczynając od najwyższej kondygnacji. W praktyce oznaczałoby to jednak znaczne wydłużenie czasu wznoszenia całego obiektu. Ściany muruje się zatem, począwszy od dolnych kondygnacji, jeszcze zanim zostanie ukończona praca nad żelbetowym szkieletem i stropami na górnych kondygnacjach.

„Mury skrępowane stanowią skuteczną alternatywę wobec konstrukcji szkieletowych. Dzięki ograniczeniu odkształceń ściany tego typu wykazują się wyższą wytrzymałością na ściskanie nawet o 60% w stosunku do muru niezbrojonego. Pozwala to projektantom i wykonawcom na wznoszenie wielokondygnacyjnych obiektów w technologii murowej, bez wykonywania osobnego żelbetowego szkieletu. W tym układzie bardzo dobrze sprawdzają się mury silikatowe, oferując wysoką izolacyjność akustyczną oraz bardzo dużą nośność. Ściany są wówczas mniej podatne na zarysowania, co ma szczególne znaczenie dla użytkowników obiektów mieszkalnych” – wyjaśnił Piotr Harassek, ekspert techniczny Stowarzyszenia „Białe murowanie”.

Innym przykładem stosowania murów skrępowanych są ściany oddzielenia przeciwpożarowego w obiektach przemysłowych. Część tego typu obiektów, szczególnie wielkopowierzchniowych wykonywana jest z elementów prefabrykowanych. Jednak mniejsze budynki magazynowe lub produkcyjne często posiadają przegrody murowane. Ze względu na znaczną wysokość i długość tego typu ścian wymagają one wykonania pionowych i poziomych usztywnień. 

Warunkiem osiągnięcia przez mur skrępowany odpowiedniej wytrzymałości jest jego prawidłowe wykonanie. Zgodnie z instrukcją Instytutu Techniki Budowlanej nr 391/2003, elementy krępujące mogą być wykonane poprzez umieszczenie zbrojenia w drążeniach elementów murowych (jeśli występują), przeprowadzenie pojedynczego zbrojenia pomiędzy elementami murowymi lub wykonanie żelbetowego trzpienia. Należy przy tym zapewnić odpowiednią współpracę muru z żelbetem. Aby to osiągnąć, w pierwszej kolejności wznosi się konstrukcję murową, w której pozostawia się przestrzeń na wykonanie żelbetowych rdzeni. Jednocześnie, przed wykonaniem żelbetowych trzpieni, w murze pozostawia się strzępia (które wypełnia się betonem wraz ze zbrojonym rdzeniem) lub wpuszcza się zbrojenie spoin wspornych (poziomych) muru w miejsce wykonania trzpieni. W ten sposób zapewnia się wymagane zespolenie muru i elementów krępujących.

Praktyka oraz badania nad właściwościami murów skrępowanych udowodniły, że konstrukcja tego rodzaju może sprawdzić się w sytuacjach wymagających podwyższonej odporności na odkształcenia i obciążenia. Zgodnie z badaniami murów zbrojonych, w tym badaniami wykonanymi w Polsce na Politechnice Śląskiej, mury skrępowane wykazują się od 30% do nawet 60% wyższą nośnością w porównaniu do klasycznej konstrukcji murowej. Zwiększenie nośności zależy przy tym od typu elementów murowych, geometrii muru (występowania w nim otworów) oraz rodzaju elementów murowych. Występowanie skrępowania ogranicza również wielkość ewentualnych rys. 

„Przeszkodą w powszechnym stosowaniu murów skrępowanych jest brak wystarczającego doświadczenia i wiedzy wśród projektantów. Wynika to zarówno z ograniczonych wytycznych co do projektowania murów skrępowanych, zawartych w normach, jak i ograniczeń programowych na polskich uczelniach technicznych, gdzie projektowaniu konstrukcji murowych poświęca się niewiele miejsca” ­– zauważył podczas spotkania Wojciech Rogala, ekspert techniczny Stowarzyszenia „Białe murowanie”.

Analizując te okoliczności, Stowarzyszenie Producentów Silikatów „Białe murowanie” wydało książkę „Mury skrępowane z elementów silikatowych”, której autorem jest prof. Łukasz Drobiec. Opracowanie szczegółowo opisuje zasady projektowania konstrukcji skrępowanych. Trwają również prace nad implementacją algorytmu obliczeniowego murów skrępowanych do popularnych programów wykorzystywanych przez projektantów konstrukcji. Stowarzyszenie zaplanowało też cykl wykładów na uczelniach technicznych, podczas których omawiane będą zagadnienia dotyczace murów skrępowanych. 

Źródło: Stowarzyszenie „Białe murowanie”

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!