Płyta konstrukcyjna czy niekonstrukcyjna? Jakie parametry powinna mieć płyta budowlana, aby przenosiła obciążenia na układ podporowy i stabilizowała szkielet budynku?

Lucyna Kapcińska
12/05/2022

Płyta konstrukcyjna to taka, która w ramach danego układu konstrukcyjnego (np. pary ścian ze stropem) przenosi więcej niż tylko obciążenia od ciężaru własnego.

Obciążenia te mogą mieć różny charakter, np.:

  • obciążeń pionowych ściskających ścianę w jej płaszczyźnie
  • obciążeń poziomych działających na płaszczyznę ściany w taki sposób, jakbyśmy ją popychali lub gdyby parł na nią wiatr
  • obciążeń poziomych działających w płaszczyźnie ściany – gdy wiatr wieje na sąsiednią ścianę, prostopadłą do tej, o której mowa, opierającą się na przedmiotowej ścianie.

Płyty konstrukcyjne mogę więc być poddawane działaniu sił różnego rodzaju:

  • zginaniu (wzdłuż krótkiej lub długiej krawędzi)
  • ściskaniu (co groziłoby wyboczeniem płyty, jeśli byłaby zbyt cienka i nieumocniona szkieletem – wybrzuszyłaby się pod naciskiem)
  • ścinaniu itp.
Test wytrzymałości na zginanie płyt cementowo-drzazgowych Basic Panel

Czy to jest płyta konstrukcyjna?

– Takie pytanie pada często ze strony osób zapoznających się z nowym produktem do konstrukcji szkieletowych. Za płytę konstrukcyjną zwykle uznaje się płytę o podanych wartościach modułu sprężystości i wytrzymałości na zginanie, podobnych do wartości dla płyty OSB-3. Tymczasem – jak mówi projektant konstrukcji budynków drewnianych mgr inż. Piotr Brodniewicz – te dwa parametry to, w przypadku płyt konstrukcyjnych, wyłącznie fragment układanki. Oba wyrażane są w megapaskalach (MPa = N/mm2), czyli sile (niutonach) przyłożonej na danej jednostce powierzchni (mm2).

Upraszczając nieco, wytrzymałość płyty konstrukcyjnej poddawanej działaniu danej siły (np. zginaniu lub ściskaniu) zależy przede wszystkim od:

  • wartości wytrzymałościowej (np. wytrzymałości na zginanie), podanej w deklaracji właściwości użytkowych lub w karcie technicznej
  • pola powierzchni przekroju płyty, czyli pola, które poddawane będzie oddziaływaniu danej siły; przykładowo zginany przekrój w myślowo przeciętej, typowej płycie OSB ma wymiary 625 mm x 18 mm
  • rozstawu belek, słupków czy legarów i dodatkowych elementów szkieletu, nieodłącznie związanego z wielkością pól powierzchni, na które oddziaływać będą określone siły.

Obrazowo i nieco żartobliwie ujmując temat, nawet płyta gipsowo-kartonowa może być w takim układzie uznana za konstrukcyjną – pod warunkiem, że konstruujemy domek dla lalek o wymiarach 50 x 50 cm.

Płyta konstrukcyjna cementowo-drzazgowa Basic Panel

Jakie wartości parametrów wytrzymałościowych powinna mieć płyta konstrukcyjna?

Firmy budujące domy szkieletowe czy producenci domów modułowych, chcąc trzymać się utartych rozwiązań konstrukcyjnych, od nowych materiałów będą oczekiwać wartości podobnych do tych, jakie mają stosowane dotąd płyty do konstrukcji płytowo-ramowych. Najbardziej popularna płyta konstrukcyjna OSB-3 ma parametry:

  • moduł sprężystości – ok. 3500 MPa w osi głównej i ok. 1400 MPa w osi bocznej
  • wytrzymałość na zginanie – ok. 18-22 MPa w osi głównej i ok. 9-11 MPa w osi bocznej (w zależności od grubości).

Płyta konstrukcyjna to taka, która w dokumentach produktowych ma określony zestaw wymaganych parametrów dla płyt konstrukcyjnych, zgodnie z normą EN 13986 (ich wartości nie zawsze muszą być identyczne z wartościami dla OSB-3). Te parametry wystarczą, by formalnie ją tak nazwać.

Czy rzeczywiście taka płyta, choć formalnie konstrukcyjna, będzie miała wystarczające parametry wytrzymałościowe do konkretnego zastosowania, to już zupełnie inna kwestia.

O tym, czy płytę o podanych w dokumentach produktowych wartościach parametrów wytrzymałościowych można uznać za konstrukcyjną w danym przypadku, decyduje projektant konstrukcji na podstawie obliczeń.

Należy dodać, że istnieją płyty do konstrukcji szkieletowych o lepszych parametrach wytrzymałościowych niż OSB-3, jednakowych we wszystkich osiach. Przykładem są płyty cementowo-drzazgowe i wiórowo-cementowe, odporne na wilgoć, niezapalne i niewydzielające formaldehydu.

Płyta konstrukcyjna wiórowo-cementowa GreenBoard Suprema 1050

Płyta konstrukcyjna, niekonstrukcyjna czy osłonowa?

Ogólnie rzecz ujmując, każda drewnopochodna płyta konstrukcyjna musi spełniać 2 zadania:

  • przenosić część obciążeń (których nie może przenieść szkielet, do którego jest mocowana)
  • spinać słupki – usztywniać (stabilizować) szkielet.

Jeśli materiał ma podane wartości modułu sprężystości i wytrzymałości na zginanie, a także wartości innych parametrów wymaganych przez normę dla płyt konstrukcyjnych, można domniemywać, że przynajmniej w niektórych układach sprawdzi się jako płyta konstrukcyjna.

Niektóre płyty z samej zasady ich budowy są mechanicznie tak słabe, że nie podaje się ich wartości wytrzymałościowych (jak w przypadku płyt gipsowo-kartonowych), bo mają pełnić tylko funkcję osłonową i nie są w stanie przenieść ani obciążenia, gdy zadziała na nie siła równoległa do powierzchni płyty, ani nawet „spiąć” słupków szkieletu tak, by te słupki były nimi ustabilizowane.

Inne płyty (np. zbrojone g-k, OSB-2 itp.) mają nawet wysokie względne wartości wytrzymałości, ale bezwzględnie mocne są tylko w jednym kierunku – wzdłuż swojego głównego wymiaru, a więc na długości ściany (i taka jest ich funkcja: stabilizatora słupków ściany). Można je uznać za konstrukcyjne tylko w konkretnym kontekście szkieletu, z którym współpracują.

Zupełnie inny temat to płyty konstrukcyjne, które mają nie tylko dobre parametry wytrzymałościowe, ale i duże przekroje. Mogą stanowić zupełnie niezależne elementy konstrukcyjne, analogiczne do prefabrykowanych płyt żelbetowych, jak w blokach z tzw. wielkiej płyty. Doskonałym przykładem tego rodzaju płyty konstrukcyjnej jest płyta CLT (z drewna klejonego krzyżowo) o grubości od 6 cm. Taka płyta nie potrzebuje w wielu przypadkach wsparcia w postaci szkieletu (mówimy o konstrukcji ściany), choć oczywiście zależy to od całego układu. Innym przykładem samonośnych płyt konstrukcyjnych są płyty z klejonego forniru LVL. To, czy w danym kontekście projektowym płyta może być użyta bez szkieletu, czy trzeba ją szkieletem wzmocnić, sprawdza konstruktor.

Płyty CLT z drewna klejonego zastosowane jako samodzielne elementy konstrukcyjne

Płyty konstrukcyjne w różnym stopniu

W zależności od tego, w jakim stopniu płyta jest konstrukcyjna (na podstawie wartości parametrów i sugerowanych zastosowań podanych przez producenta), można przyjąć następujący podział:

  • niezależne płyty (elementy) konstrukcyjne – mają dobre parametry wytrzymałościowe i odpowiednie przekroje; w określonych układach mogą być stosowane jako samodzielne elementy konstrukcyjne, bez szkieletu; przykład: płyta konstrukcyjna CLT o grubości od 6 cm
  • płyty konstrukcyjne, które mogą być stosowane również jako część elementów nośnych, takich jak dwuteowniki; przykład: konstrukcyjna płyta cementowo-drzazgowa Basic Panel 
  • płyty konstrukcyjne przenoszące obciążenia i stabilizujące szkielet, przy odpowiedniej grubości lub zastosowaniu 2 warstw nadające się również na stropy (na legarach); przykład: płyta konstrukcyjna wiórowo-cementowa GreenBoard Suprema 1050
  • płyty konstrukcyjne w pewnym stopniu i w określonych układach, usztywniające konstrukcję, ale wymagające zastosowania gęstego szkieletu; przykład: płyta magnezowa MgO Panel.
Płyty magnezowe MgO Panel w systemie podłóg podniesionych

Płyta konstrukcyjna jako nieodłączny element budynku szkieletowego

Każdy budynek o konstrukcji szkieletowej wymaga zastosowania płyt konstrukcyjnych. W jakim stopniu, w ilu warstwach i w jakich układach – to wszystko leży w gestii inżyniera konstruktora.

Jak mówi Kierownik Działu Projektowego w firmie Andrewex Construction Piotr Brodniewicz:

„Płyty konstrukcyjne, w rozumieniu płyt poszycia lekkiego szkieletu drewnianego o charakterze konstrukcyjnym, nie są mniej ważne niż słupki, rygle, nadproża, murłaty i oczepy tego szkieletu. Są równorzędne, bo jedne kompletnie tracą na znaczeniu bez drugich, a cały układ staje się praktycznie bezwartościowy. Szkielet drewniany przeniesie obciążenia ze stropu i z dachu, da podporę płycie poszycia, na którą wieje wiatr. Ale za to płyta poszycia – ta konstrukcyjna – zapewni niezbędną sztywność wzdłuż ściany, w jej płaszczyźnie. Jest to najbardziej istotne w sytuacji, gdy na ścianę zewnętrzną wieje silny wiatr, a poprzeczne do niej ściany zewnętrzne i wewnętrzne stanowią dla niej poziome podpory – wiatr jej nie przewróci, bo opiera się na ścianach obróconych do niej pod kątem 90 stopni. Bez tych ścian, z wzajemnie uzupełniającymi się cechami szkieletu drewnianego i płyt konstrukcyjnych, żadna typowa konstrukcja szkieletowa się nie obędzie, a obie wspomniane składowe wzajemnie się uzupełniają. Jest to funkcja najważniejsza, gdy mowa o przestrzennej stabilności obiektu – by podczas huraganu nam się nie przewrócił, a dachowe krokwie nam go nie rozparły”.

Skontaktuj się z naszym działem handlowym

Bądź na bieżąco z nowościami, inspiracjami i wydarzeniami. Zapisz się do newslettera.

© Suprema Eco Solutions.
All rights reserved.
Powered by Libermedia.

Adres


ul. Fabryczna 10
62-200, Gniezno

Socialmedia