Stalowe panele podłogowe wsparte na kratownicach

Stalowe panele podłogowe wsparte na kratownicach są głównym prefabrykowanym elementem do odlewanych na miejscu stropów zespolonych ze stali i betonu. Składają się z trójkątnej kratownicy zbrojeniowej (uformowanej poprzez zautomatyzowane zgrzewanie punktowe) zintegrowanej ze stałym lub zdejmowanym szalunkiem dolnym. Podczas budowy płyta samodzielnie przenosi ciężar mokrego betonu i obciążenia konstrukcji; po stwardnieniu betonu zbrojenie kratownicy służy jako główna stal nośna płyty, eliminując potrzebę intensywnego wiązania prętów zbrojeniowych na miejscu. Dostępne w trzech typach — zdejmowane szalunki stalowe, trwałe szalunki stalowe i trwałe szalunki z płyt nieorganicznych — panele te spełniają różnorodne wymagania projektowe dotyczące odporności na korozję, ochrony przeciwpożarowej i kosztów. Są szeroko stosowane w wysokich konstrukcjach stalowych, garażach podziemnych, ciężkich zakładach przemysłowych i komercyjnych projektach antresoli LOFT.

Lista standardów zgodności

- Produkcja i akceptacja produktu: JG/T 368-2012 „Deska podłogowa z prętów stalowych”

- Atlas projektowania konstrukcyjnego: 22G522-1 „Złożone płyty podłogowe z prętów stalowych i betonowych”

- Kodeks konstrukcji prefabrykowanych: T/CECS 1069-2022 „Specyfikacja techniczna dotycząca stosowania prefabrykowanych podłóg z kratownic stalowych”

- Normy dotyczące ugięcia i obciążenia płyt: GB 50017 „Norma dotycząca projektowania konstrukcji stalowych”

Kategorie produktów i zakres zastosowań

Stalowe panele podłogowe wsparte na kratownicach są podzielone na trzy standardowe typy w zależności od metody usuwania szalunku:

2.1 Typ zdejmowanego szalunku dolnego ze stali ocynkowanej

Dolny panel wykonany jest z blachy stalowej ocynkowanej S250GD+Z o grubości 0,5–0,7 mm. Jest on usuwany i odzyskiwany po osiągnięciu przez beton wytrzymałości projektowej, co pozwala na wielokrotne ponowne użycie szalunku. Ten typ jest odpowiedni dla standardowych wielopiętrowych fabryk i powtarzalnych projektów antresoli na dużą skalę; obniża koszt materiału na płytę, a uzyskany spód jest gładki i nie wymaga dodatkowego poziomowania. 

2.2 Wariant stałego szalunku dolnego ze stali ocynkowanej

Dolny panel wykonany jest ze stali ocynkowanej o grubości 0,6–1,0 mm, która pozostaje trwale osadzona w płycie podłogowej, aby zapobiec pękaniu skurczowemu. Nadaje się do wysokich budynków biurowych i podłóg magazynowych o dużej rozpiętości, eliminuje potrzebę zdejmowania szalunków i podnoszenia, jednocześnie zmniejszając ryzyko wycieków i pęknięć płyt.

2.3 Wariant nieorganicznego stałego szalunku dolnego

Zastępuje ocynkowany panel dolny płytą włókno-cementową lub płytą spienioną cementową o grubości 8–12 mm; zespół spełnia normy niepalności klasy A i nie niesie ze sobą ryzyka korozji stali. Nadaje się do wnętrz mieszkalnych, zamkniętych pomieszczeń technicznych i podłóg wymagających wysokiej odporności ogniowej; Spód panelu umożliwia bezpośrednie tynkowanie lub podwieszanie sufitowe.

Specyfikacje głównych komponentów zintegrowanych fabrycznie

3.1 Specyfikacje trójkątnej stalowej kratownicy zbrojeniowej

Standardowe wysokości kratownic: 70/90/100/120/150/180/200/270 mm; całkowita grubość płyty = wysokość kratownicy + 30–50 mm górnej otuliny betonowej. Standardowy odstęp między środkami kratownicy wynosi 200 mm; każdy panel zazwyczaj składa się z 3–4 kratownic.

3.2 Specyfikacje materiału podstawy szalunku dolnego ocynkowanego

- Podstawowy gatunek stali: S250GD+Z, Q235

- Grubość stali podstawowej: 0,5 mm, 0,6 mm, 0,7 mm, 0,8 mm

- Powłoka ocynkowana: Z120 g/m² (dwustronna) dla obszarów śródlądowych; Z275 g/m² (dwustronny) dla obszarów przybrzeżnych/o dużej wilgotności

- Profil panelu: Struktura mikrożebrowana ze zintegrowanymi krawędziami blokującymi w kształcie litery S; standardowe efektywne szerokości montażowe 576 mm i 600 mm

3.3 Fabryczne standardy spawania kompozytów

Dolny pas kratownicy łączony jest z szalunkiem dolnym za pomocą punktowego zgrzewania oporowego; punkty spoiny rozmieszczone są równomiernie w odstępach 50–75 mm, a wytrzymałość na ścinanie jednopunktowe wynosi ≥15 kN. Zabronione jest przepalanie szalunku dolnego, aby zapobiec punktowemu wyciekowi zaczynu podczas wylewania betonu. Nieorganiczny szalunek dolny jest mocowany za pomocą mechanicznych zacisków blokujących, a nie poprzez zgrzewanie w wysokiej temperaturze. 

Lista materiałów pomocniczych i akcesoriów dostępnych na miejscu

4.1 Akcesoria do uszczelniania krawędzi

1. Krawędź ze stali ocynkowanej w kształcie litery L: grubość 0,8–1,2 mm; służy do uszczelniania krawędzi płyt, otworów i ścian wspornikowych, zapobiegając przelewaniu się betonu i wyciekom zaczynu.

2. Płyty czołowe: Wykonane z tego samego materiału co szalunek dolny; uszczelnij puste wnęki na obu końcach kratownicy, aby zapobiec wyciekom zaprawy i utracie kruszywa.

3. Paski uszczelniające między panelami: Wsuwane w złącza blokujące pomiędzy panelami dolnymi, aby uwzględnić tolerancje montażowe i przesiąkanie zaprawy blokowej.

4.2 Akcesoria do mocowania belek stalowych

1. Kołki z tulejami ceramicznymi (kołki z łbem): specyfikacje Φ16 i Φ19; przyspawane do kołnierza belki stalowej, aby ułatwić przenoszenie ścinania pomiędzy płytą a belką.

2. Poprzeczne pręty kotwiące: Wychodzą 50 mm poza koniec płyty i docierają do górnej części stalowej belki, umożliwiając ciągłe, wspólne działanie konstrukcyjne w płytach wieloprzęsłowych.

4.3 Materiały pomocnicze do budowy podłóg

1. Zbrojenie rozprowadzające przeciw pękaniu: HPB300/HRB400 (Φ6–Φ8) w rozstawie 200–250 mm; przeciwdziała naprężeniom wywołanym skurczem temperaturowym betonu.

2. Elementy dystansowe przewodów i wsporniki prętów zbrojeniowych: Stosowane do pozycjonowania/podnoszenia przewodów MEP i wzmacniania zbrojenia w obszarach pogrubionych płyt, zapobiegając uginaniu się prętów zbrojeniowych.

4.4 Tymczasowe elementy konstrukcyjne

1. Tymczasowe belki podporowe i podpory pionowe: instalowane przy rozpiętościach >3,3 m i usuwane po osiągnięciu przez beton wymaganej wytrzymałości; nie jest wymagane w przypadku płyt o małej rozpiętości.

2. Wbudowane pętle do podnoszenia: Fabrycznie wbudowane zintegrowane punkty podnoszenia, kompatybilne z podnoszeniem całych paneli za pomocą dźwigu wieżowego, zapobiegając deformacjom podczas podnoszenia.

Porównanie właściwości poprzecznych czterech typów pokryć podłogowych

Oceniając cztery podstawowe wymiary inżynieryjne – zachowanie konstrukcji, rozpiętość bez podparcia, koszty robocizny i koszty ognioodporności – stalowe panele podłogowe na kratownicach porównuje się z systemami tarasowymi o profilu otwartym, o profilu zamkniętym i nieodlewanymi (bezkompozytowymi):

5.1 Zalety wydajności strukturalnej

1. Dwukierunkowa nośność: Jedyna prefabrykowana podłoga podłogowa, która zapewnia dwukierunkowe działanie nośne wylewane na miejscu; nadaje się do nieregularnych siatek słupów i dużych wsporników przekraczających 3 metry. Natomiast pomosty z otwartymi i zamkniętymi żebrami opierają się na blasze stalowej w celu jednokierunkowego przenoszenia obciążenia i nie mogą spełniać wymagań weryfikacji obciążenia dwukierunkowego.

2. Maksymalna rozpiętość bez podparcia: Seria TD obsługuje rozpiętości bez podparcia do 6,0 m, znacznie przekraczając ograniczenia dla pomostów z zamkniętymi żebrami (2,8–3,5 m) i pomostów z otwartymi żebrami (2,0–2,8 m), zmniejszając w ten sposób wymaganą liczbę belek głównych i drugorzędnych.

3. Stabilność wibracji: Posiada zintegrowaną solidną konstrukcję żelbetową o niskiej amplitudzie drgań własnych; nadaje się do obiektów wyposażonych w urządzenia wibracyjne lub podłogi magazynowe o dużym obciążeniu, zapewniając brak rozwarstwiania i pękania powierzchni podczas długotrwałego użytkowania.

5.2 Różnice konstrukcyjne na miejscu

1. Oszczędność pracy: Główne zbrojenie jest w 100% prefabrykowane fabrycznie i wymaga jedynie umieszczenia na miejscu górnych prętów dystrybucyjnych; zmniejsza to nakład pracy związany z wiązaniem prętów zbrojeniowych na miejscu o ponad 70% i pozwala uniknąć typowych problemów, takich jak przemieszczenie prętów zbrojeniowych lub niewystarczająca otulina betonowa związana z ręcznym wiązaniem.

2. Redukcja szalunków i rusztowań: Stałe deskowanie dolne zastępuje szalunki drewniane; dla przęseł ≤3,6 m nie jest wymagane rusztowanie pełnopowierzchniowe, a wielokondygnacyjne konstrukcje stalowe pozwalają na etapową, ciągłą budowę, skracając całkowity harmonogram o 30–50%.

3. Kompatybilność z instalacją mediów: Trójkątna kratownica tworzy zorganizowane, otwarte puste przestrzenie, umożliwiając poziome przejście przewodów hydraulicznych i elektrycznych bez przecinania konstrukcji głównej podłogi; i odwrotnie, tarasy z zamkniętymi żebrami lub pokłady niezapełnione betonem mają ograniczoną przestrzeń wewnętrzną, co powoduje, że przepusty mediów mogą zagrozić przekrojowi konstrukcyjnemu.

5.3 Odporność ogniowa i różnice w kosztach

1. Naturalna odporność ogniowa: Zbrojenie nośne jest całkowicie zalane betonem, co zapewnia naturalną odporność ogniową na poziomie 1,5–2 godzin bez konieczności stosowania powłok ognioodpornych na spodniej stronie; Pokłady z otwartymi i zamkniętymi żebrami wymagają pełnego lub częściowego natryskiwania ognioodpornego, podczas gdy pokłady stalowe niezapełnione betonem wymagają wypełnienia wełną mineralną, aby spełnić standardy.

2. Koszt pełnego cyklu życia: Chociaż cena jednostkowa gołego panelu jest wyższa niż w przypadku tarasów o otwartym profilu, całkowity koszt projektów o dużej rozpiętości jest o 8–12% niższy niż w przypadku tarasów o zamkniętym profilu i około 15% niższy niż w przypadku niewylewanych desek stalowych – po odjęciu kosztów szalunków, rusztowań, powłok ognioodpornych i robocizny zbrojenia.

5.4 Ograniczenia i rozwiązania na miejscu

1. Ograniczenie 1: Ciężar własny poszczególnych paneli jest większy niż w przypadku standardowych desek profilowanych, co ogranicza liczbę paneli, które można podnieść jednocześnie w przypadku projektów wysokościowych. Rozwiązanie: Przytnij panele na określone długości w odcinkach i podnoś je partiami, aby uniknąć zakłócenia ogólnego harmonogramu instalacji.

2. Ograniczenie 2: Elastyczność cięcia nieregularnych narożników i krawędzi jest mniejsza niż w przypadku tarasów o otwartym profilu. Rozwiązanie: Wykonaj nieregularne cięcie za pomocą CNC w fabryce, a na miejscu wymagane jest jedynie niewielkie przycięcie.

W pełni zautomatyzowany, ustandaryzowany proces produkcyjny

6.1 Kontrola przychodzącego surowca

Weryfikacja certyfikatów jakości cieplnej prętów zbrojeniowych i raportów z testów powłoki ocynkowanej; przeprowadzić losowe ponowne badanie granicy plastyczności prętów zbrojeniowych i przyczepności powłoki ocynkowanej. Odrzucić materiały wykazujące rdzę, wady powłoki lub deformacje; jednocześnie generuj parametry produkcyjne dotyczące cięcia i wysokości kratownicy na podstawie rysunków konstrukcyjnych.

6.2 Prostowanie i cięcie prętów zbrojeniowych CNC

Wyprostować zwinięte pręty zbrojeniowe do tolerancji prostoliniowości ≤2 mm/m i przyciąć je do jednakowych długości paneli (tolerancja długości kontrolowana w zakresie ± 3 mm); układaj górne/dolne pręty pasów i środniki w oddzielnych strefach, aby zapobiec błędom mieszania.

6.3 Formowanie rolek ocynkowanego panelu podstawy

Po rozwinięciu, wyrównaniu i odpyleniu, ocynkowana taśma stalowa poddawana jest ciągłemu formowaniu rolek z mikrożebrami; krawędzie są uformowane w złącza blokujące w kształcie litery S. Tolerancje długości i szerokości panelu podstawy wynoszą odpowiednio ±3 mm i ±2 mm; cięcie plazmowe nieregularnych otworów odbywa się jednocześnie.

6.4 Automatyczne zgrzewanie punktowe i montaż kratownic trójkątnych

Ustawić pas górny i dolny w systemie dwutorowym (odchyłka linii środkowej ≤±5mm); automatycznie podaje pręty w kształcie litery V w równych odstępach. Zgrzewanie punktowe prądem o wysokiej częstotliwości (17–19 kA) i ciśnieniem spawania (0,32–0,38 MPa) w celu wyeliminowania zimnych spoin i przepalenia prętów zbrojeniowych.

6.5 Montaż kratownicy i deskowania dolnego

Do ustalania rozstawu kratownic stosuje się narzędzia mechaniczne, a spoiny punktowe łączą w pewnych odstępach zbrojenie pasa dolnego z dolną blachą stalową; Nieorganiczne płyty dolnego szalunku mocuje się za pomocą klipsów, aby nie uszkodzić ognioodpornej struktury materiału nieorganicznego.

6.6 Precyzyjne wykończenie końcówek

Montaż zaślepek końcowych i wzmocnienia zakotwień nośnych; wzmocnienie krawędzi bocznych; montaż dodatkowego zbrojenia pierścieniowego wokół otworów w celu wyeliminowania ryzyka pęknięć naprężeniowych na końcach.

6.7 Wielostopniowa Zakładowa Kontrola Jakości

1. Kontrola wzrokowa: Brak łuszczenia się powłoki ocynkowanej, skręconych wzmocnień lub przebić w dolnej części blachy; odchylenie płaskości powierzchni ≤5mm na rozpiętości 2m.

2. Weryfikacja wymiarowa: 100% kontrola wysokości kratownicy (tolerancja ±2 mm) i długości panelu (tolerancja ±3 mm).

3. Mechaniczne kontrole punktowe: Testy odrywania spoin na zmianę; testy obciążenia i ugięcia paneli podłogowych na partię.

4. Naprawa defektów: Nałożenie farby naprawczej bogatej w cynk na porysowane obszary dolnej blachy; grubość suchej powłoki ≥100μm.

6.8 Przechowywanie, pakowanie i wysyłka

Stalowe panele podłogowe wsparte na kratownicach układane są warstwami na drewnianym drewnie sztauerskim; zamontowane są zabezpieczenia krawędzi, aby zapobiec uszkodzeniom spowodowanym uderzeniami podczas podnoszenia; stos owinięty jest w przeciwdeszczową folię zewnętrzną; przesyłki obejmują certyfikat zgodności, raport jakości materiału i zapisy kontroli fabrycznej.

Kluczowe parametry mechaniczne do wyboru inżynieryjnego

1 Nieobsługiwany wolny zakres serii TD

2 Norma obciążenia i ugięcia

Ciężar własny (bez betonu): 12-18kg/㎡(TD70-TD120)

Obciążenie użytkowe biura: 2,5 kN/㎡; Obciążenie użytkowe magazynu: 3,0-5,0 kN/㎡

Obciążenie użytkowe podłogi sprzętu ciężkiego: 6,0–10,0 kN/㎡ (wzmocnione)

Granica ugięcia: ≤L/250 w normalnych warunkach pracy

Wieloprzęsłowy ciągły wzrost rozpiętości: 15% -20%

Szybki przewodnik wyboru

- Antresole i wielopiętrowe biura LOFT: TD70/TD90; całkowita grubość płyty 110–120 mm; rozpiętość ≤3,6m; preferowany stały szalunek dolny ze stali.

- Garaże podziemne i centra handlowe: TD120/TD150; całkowita grubość płyty 140–160 mm; rozpiętość 3,6–5,0 m.

- Posadzki w zakładach przemysłowych i urządzeniach o dużej wytrzymałości: TD180/TD200; dostosowane odstępy między kratownicami (mniejsze odstępy) w celu zwiększenia lokalnej nośności na ściskanie.

- Wnętrza mieszkalne i strefy o wysokiej odporności ogniowej: Trwałe szalunki dolne z włókien nieorganicznych; spełnia wymogi odporności ogniowej klasy A dla tynków wewnętrznych.

Często zadawane pytania

P1: Czy dolna blacha odkształci się lub wybrzuszy podczas wylewania betonu?

Odp.: Przy zachowaniu odpowiednich odstępów między punktami spawania nie występuje wybrzuszenie. Fabryczne odstępy między spoinami są ściśle kontrolowane i wynoszą 50–75 mm, a struktura mikrożeberek dolnej blachy jest odporna na naciski boczne. Odkształcenie sprężyste występuje tylko wtedy, gdy rozpiętość przekracza granicę dla konstrukcji niepodpartej bez tymczasowych podpór; można tego łatwo uniknąć, instalując wsporniki pionowe zgodnie ze specyfikacją.

P2: Czy ocynkowana powłoka spodniej strony płyty wymaga dodatkowej obróbki antykorozyjnej po usunięciu zdejmowanego szalunku dolnego?

Odpowiedź: Nie. Po usunięciu szalunku spód płyty jest surową powierzchnią betonową bez odsłoniętej stali, więc nie ma ryzyka rdzy. W przeciwieństwie do trwałych szalunków stalowych, nie jest wymagana żadna późniejsza konserwacja antykorozyjna.

P3: Jaka jest maksymalna długość wspornika i czy potrzebne jest dodatkowe wzmocnienie?

Odp.: Standardowe pomosty kratownicowe umożliwiają maksymalny jednostronny wspornik wynoszący 3 m. W przypadku wsporników o długości od 1,5 m do 3 m wystarczy zwiększyć gęstość górnego zbrojenia dystrybucyjnego i dodać belkę zamykającą krawędziową; zwiększanie wysokości kratownicy nie jest konieczne. Wsporniki przekraczające 3 m wymagają niestandardowych wyższych kratownic i nachylonych wzmocnień kotwowych.

P4: Który rodzaj szalunków dennych jest trwalszy w środowiskach przybrzeżnych, w których występuje mgła solna?

Odp.: Należy priorytetowo zastosować szalunki ze stali ocynkowanej Z275 (które nie wymagają rozbierania), ponieważ powłoka wytrzymuje działanie mgły solnej przez ponad 2000 godzin. W przypadku projektów przybrzeżnych narażonych na działanie mgły solnej zdejmowane szalunki są zabronione, aby zapobiec korozji w punktach zakotwiczenia belek stalowych po usunięciu; nieorganiczne szalunki trwałe są odporne na działanie mgły solnej i nadają się do ogólnego użytku.

P5: Co jest łatwiejsze do zatwierdzenia: rysunki stalowych paneli podłogowych wspartych na kratownicach czy stalowych desek podłogowych o zamkniętym profilu?

Odp.: Stalowe panele podłogowe wsparte na kratownicach mają wyższy wskaźnik akceptacji; są one bezpośrednio uwzględnione w atlasie normy krajowej 22G522, więc instytuty projektowe nie muszą przeprowadzać dodatkowej specjalistycznej weryfikacji strukturalnej. Natomiast deski tarasowe z profili stalowych o zamkniętych profilach wymagają osobnej weryfikacji odporności na poślizg stali i betonu, a proces zatwierdzania planów pięter o nieregularnych kształtach trwa dłużej.