Słupy stalowo-betonowe - encyklopedia budownictwa
Słup, jaki jest, każdy widzi, chciałoby się powiedzieć. W obliczu gigantycznych budowli, drapaczy chmur i imponujących wysokościowców, mało kto pamięta, iż wszystkie te dzieła architektury zawdzięczają swoją wielkość dość niepozornemu elementowi – słupowi właśnie. Ale zanim przejdziemy do meritum, na początek trochę teorii. O słupach oczywiście.
Słup – definicja
Czym właściwie jest słup? Jakie jest jego przeznaczenie? Zgodnie z najprostszą definicją słup to element konstrukcyjny (zazwyczaj wolnostojący), mający formę pionowej, poziomej lub ukośnej podpory. Istnieje wiele rodzajów słupów – telegraficzne, graniczne, elektryczne. Nie one jednak będą „bohaterem” poniższego artykułu. Z punktu widzenia architektury czy budownictwa znacznie ważniejsze są słupy stalowo-betonowe.
Oczy w słup?
Mogłoby się wydawać, iż słup jako taki (szczególnie analizując definicję podaną na początku artykułu) jest formą budowlaną bez większej historii. Nic bardziej mylnego. Należy przecież uświadomić sobie, iż nawet koło było kiedyś czymś, czego ludzkość nie znała. Podobnie jest ze słupem, szczególnie jego stalowo-betonowym rodzajem.
Wspomniane już słupy stalowo-betonowe nie od razu nabrały takiego kształtu, jak dzisiaj. Inaczej również wyglądała technika ich wykonywania.
Jedne z pierwszych prób formowania z betonu słupów pionowych podejmował, tuż po II Wojnie Światowej, Związek Radziecki. Aby nadać płynnemu betonowi kształt pionowego słupa, stosowano drewniane deski. Stąd też wziął się termin „deskowanie”, stosowany do dnia dzisiejszego na określenie procesu formowania za pomocą zbitych desek. Niestety, samo drewno było zbyt kruche, aby utrzymać twardniejący beton. Zaczęto zatem stosować siatki z metalowych prętów, które uzupełniały wiotkie zbrojenie drewniane.
Mimo to, podejmowane przez radzieckich inżynierów próby kończyły się fiaskiem. Używanie drewnianych desek jako formy dla tężejącego betonu nie sprawdzało się. Nawet uzbrojone w metalowe siatki drewno okazywało się zbyt słabe. Natomiast wieść o próbach „stworzenia” słupów w Rosji Radzieckiej dotarła w międzyczasie do Europy Zachodniej. Zadania stworzenia słupa stalowo-betonowego (oczywiście, wówczas nie wiedziano jeszcze, że taką formę ostatecznie on przyjmie) podjęli się belgijscy inżynierowie. Można powiedzieć, że efekt ich starań przeszedł najśmielsze oczekiwania. Belgom nie tylko udało się znaleźć lepsze rozwiązanie pod względem stabilności, ale i oszczędności materiałów. Dzięki nowatorskiemu zastosowaniu stali zamiast drewna (jako form do wylewania betonu), kolejne wybudowane obiekty biurowe mogły już liczyć nawet 100 metrów. Jakkolwiek dzisiaj, w dobie drapaczy chmur, może się to wydawać niewiele, w owym czasie 100-metrowy budynek budził podziw dla ludzkiej myśli technicznej. Te stalowo-betonowe „osie” biurowców usztywnione były uprzednio monolitycznym (jednolitym) szkieletem żelbetowym. Zaś powstałe w ten sposób stalowe rury stanowiły zarówno „deskowanie” (pozostano przy tym nazewnictwie) jak i element nośny.
Wszystkie piętra miały taką samą średnicę zewnętrzną, aby możliwe było zunifikowanie stropu. Z kolei łączenia montażowe słupów były wykonane jako doczołowe na śrubach. Każda blacha czołowa miała otwór, którego używano, by wypełnić wnętrze rury czyli słupa – betonem.
USA
Na tym jednakże nie kończy się „historia” słupa. Proces zapoczątkowany przez Belgów (a może by być sprawiedliwym, przez Rosjan) trwał. Inżynierowie Europy Zachodniej i Stanów Zjednoczonych starali się opracować jak najdoskonalszą „recepturę” formowania słupów. To, z czym jednak mamy do czynienia dzisiaj, naprawdę krystalizować się dopiero w połowie ubiegłego wieku.
Układy prefabrykowanych słupów z rur, do których wlewano beton zostały w miarę precyzyjnie zaprojektowane dopiero w latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku. Niewątpliwy sukces, jakim było stworzenie optymalnego połączenia materiałów, należy do inżynierów i architektów amerykańskich. Amerykanie podejmowali rozmaite próby ze stalą i betonem. W swoich eksperymentach, przeprowadzali kontrole z użyciem rur o rozmaitych przekrojach – prostokątnym, kołowym, a nawet kwadratowym. W celu zabezpieczenia stabilności struktury, rury uzbrajano w kołnierze za pomocą nici spawalniczych a także w blachy węzłowe, mające na celu łączyć belki. Zarówno w owych belkach jak i w kołnierzach węzłowych wykonywane były otwory na śruby, których średnice i umieszczenie uprzednio zunifikowano. Wszystkie te działania doprowadziły do nadania procesowi tworzenia słupów stalowo-betonowych ostatecznego kształtu. Opracowanie patentu na „słup” przyczyniło się do prawdziwej fali budowania wysokich biurowców, wieżowców i innych obiektów użytkowych.
Wady? Jedna
Słupy powstałe z rur wypełnionych betonem posiadają wiele bardzo korzystnych cech. Do najważniejszych należą łatwość wykonania czy łatwość całościowego „złożenia” z nich konstrukcji budowlanej. Niestety, nie są zbyt popularnymi elementami budowlanymi. Dlaczego? Cóż, jak nie wiadomo o co chodzi, chodzi o pieniądze. Ów brak popularności spowodowany jest przede wszystkim wysoką ceną za zakup odpowiednich do danego typu budynku rur. Trzeba bowiem pamiętać, o czym wspomniano wcześniej, że rury posiadają różne przekroje, co wiąże się bezpośrednio z typem budynku, użytymi materiałami etc. To wszystko przekłada się na dość wysokie ceny.
Przyszłość?
Wobec obecnej sytuacji na rynku elementów budowlanych, można pokusić się o stwierdzenie, że ceny rur mogą, a raczej zdecydowanie ulegną zmniejszeniu. Można sobie jedynie zadawać pytanie, jakiego rzędu będą to zniżki. Tendencja do zmniejszania się cen materiałów w ogólnych kosztach, ponoszonych za wykonanie obiektu utrzymuje się. Niestety, nic nie wskazuje na to, że coś ma się w tej kwestii zmienić. Żartobliwie rzecz ujmując, można powiedzieć, że tak właśnie wyglądają trendy w budownictwie – rzadko dochodzi do zmian, ale te, które już się zaczynają, z reguły utrzymują się dość długo.
Prawdopodobnie najsłynniejszym i jednocześnie najbardziej klasycznym przykładem zastosowania rur wypełnionych betonem w Polsce jest parking wielopoziomowy dla samochodów osobowych przy Międzynarodowym Dworcu Lotniczym „Okęcie” w Warszawie. Nie jest to oczywiście obiekt budowlany, który wzbudza tak duże emocje, jak Sears Tower w Chicago czy jeszcze do niedawna World Trade Center w Nowym Jorku. Niemniej jednak, można śmiało powiedzieć, iż technologia odpowiadająca za istnienie „drapaczy chmur”, ma swój udział również w Polsce.
