Czy robić poduszki pod nadprożami?
Cykl: „Nie znam się, ale się wypowiem”
Nie zajmuje się projektowaniem konstrukcji murowych, dlatego nie należy spodziewać się tutaj kompleksowej wyniuansowanej odpowiedzi – to jest tylko głos w dyskusji. Dobrze aby ktoś kto się tym zajmuje faktycznie dodał coś od siebie
Ostatnio na budowie, którą konsultuje została wykonana konstrukcja murowa z gazobetonu z wykorzystaniem nadproży prefabrykowanych oraz wylewanych na budowie.
Wykonawca niestety zważył sobie lecce wyraźne zapisy projektu konstrukcji ścian nośnych o konieczności zastosowania poduszek np. z cegły pełnej pod nadproża żelbetowe, co gorsze kadra inżynierska ów budowy, potwierdziła, że tak jest ok – bo tak się robi…. (kadra, która podobnie jak ja nigdy nie wykonała żadnych obliczeń muru pod obciążeniem skupionym)
Kolejnego dnia na znanym kanale yotubowym o budownictwie pojawia się „Rolka” o tym, że układanie poduszek nie ma żadnego sensu bo pod nadprożem są takie same naprężenia jak wszędzie.
Dociekliwość własna kazała mi to sprawdzić dlatego przy okazji nauki programu Prepromax utworzyłem sobie uproszczony model połączenia nadproża i muru do obliczeń numerycznych.
W eurokodzie pojawia się zapis o nośności elementów pod obciążeniem skupionym, która może być zwiększona jeżeli został użyty odpowiedni element w grupie I (Tutaj chodzi o otwory w elementach i inny wymagania, gazobeton często będzie w grupie I)
PN-EN 1996-1-1:2023-08 Eurokod 6 — Projektowanie konstrukcji murowych — Część 1-1: Reguły ogólne dla zbrojonych i niezbrojonych konstrukcji murowych
8.2.3 Obciążenia skupione
(1) Obliczeniowa wartość pionowego obciążenia skupionego N_Edc, przyłożonego do ściany murowanej, powinna być mniejsza lub równa nośności ściany na obciążenia skupione N_Rdc:
N_Edc ≤ N_Rdc (8.7)
(2) Jeżeli ściana, wykonana z elementów murowych grupy 1 i spełniająca wymagania szczegółowe podane w Rozdziale 10, inna niż ściana ze spoiną pasmową, poddana jest obciążeniu skupionemu, nośność takiej ściany wyznacza się ze wzoru:
N_Rdc = β_con × A_b × f_d (8.8)
w którym:
β_con – współczynnik zwiększający dla obciążenia skupionego, obliczany według wzoru:
β_con = (1 + 0,3 × a_1/h_c) × (1,5 − 1,1 × A_b/A_ef) (8.9)
Zaleca się, aby wartość β_con nie była mniejsza niż 1,0 ani większa od mniejszej z następujących wartości:
1,25 + a_1/(2 × h_c) lub: 1,5
Przykład z katalogu jednego z producentów belek nadprożowych:
(Fragment katalogu https://www.konbet.com.pl/oferta/nadproza-strunobetonowe-sbn/)
Poniżej baaaaaaardzo uproszczony model muru z elementów gazobetonowych z nadprożem szerokości 2,4 m.
-Oszacowano moduł Younga i współczynnik współczynnik poissona dla muru (nie doktoryzowałem się nad tym)
-Obciążenie ok. 0,5 MPa (dosyć spore, ale chodzi o wizualizacje efektów)
Wyniki
Odkształcenie:
Naprężenia ściskające (znak ujemny oznacza ściskanie)
Naprężeni a ściskające w detalu (znak ujemny oznacza ściskanie) 
Naprężenia ściskające (Wektory)
Naprężenia rozciągające
Wynik naprężeni rozciągających świetnie pokazuje dlaczego zagęszczamy w belkach strzemiona albo robimy zbrojenie odginane prze krawędzią
(grafika pobrana z: https://receptynadom.pl/do-czego-potrzebne-sa-strzemiona-w-belkach-zelbetowych/)
Wniosek
Czy robić poduszki pod nadprożami? – nie wiem, ale bym tego nie lekceważył. Bardzo uproszczony model pokazuje, że skumulowane naprężenia pod beką mogą być kilkukrotnie większe niż przyłożone na górze ściany. W Wielu przypadkach zapewne wystarczy tylko poduszka z samej zaprawy i wymogi zaleceń mogą być efektem przewymiarowania. Z uwagi na modę wykonywania wielkich okien typu HS i otworów na bramę, wydaje się, że temat nie jest do pominięcia. Warto szczególnie zwrócić uwagę, zapis normy o mniejszej nośności (brak możliwości zwiększenia nośności) elementów drążonych lub pustaków pod obciążeniem skupionym.
Dobrze aby to było policzone i zaprojektowane. Niestety ze świecą szukać takich projektów w budynkach jednorodzinnych.