Υπολογισμός σκυροδέματος για υποστυλώματα

Πώς λειτουργεί ο υπολογισμός

Πώς υπολογίζεται το σκυρόδεμα για υποστυλώματα

Τα υποστυλώματα οπλισμένου σκυροδέματος είναι τα κατακόρυφα στοιχεία που παραλαμβάνουν τα φορτία των πλακών και των δοκών και τα μεταφέρουν στα πέδιλα. Στις περισσότερες μονοκατοικίες και μικρές πολυκατοικίες, η διατομή, ο αριθμός και ο οπλισμός των υποστυλωμάτων ορίζονται από τη στατική μελέτη. Ο υπολογισμός του όγκου σκυροδέματος είναι ένα γεωμετρικό βήμα που προηγείται της παραγγελίας και της σκυροδέτησης. Ο στόχος του είναι να προσδιορίσει πόσα κυβικά μέτρα σκυροδέματος χρειάζονται για ένα σύνολο υποστυλωμάτων με ίδιες διαστάσεις, ώστε η παραγγελία να γίνει πριν από την έναρξη των εργασιών.

Ο τύπος για ορθογωνικά και κυκλικά υποστυλώματα

Για υποστυλώματα ορθογωνικής ή τετραγωνικής διατομής, ο όγκος κάθε στοιχείου είναι το γινόμενο των τριών διαστάσεων: πλάτους, βάθους και ύψους. Για N υποστυλώματα με τις ίδιες διαστάσεις, ο βασικός όγκος υπολογίζεται με τη σχέση:

V = N × L × C × H × (1 + p / 100)

όπου το L είναι το πλάτος της διατομής, το C το βάθος της, το H το ύψος του υποστυλώματος και το p το ποσοστό απωλειών. Η παρένθεση (1 + p / 100) αυξάνει τον βασικό όγκο κατά το ποσοστό απωλειών, ώστε η παραγγελία να καλύπτει και τη φύρα της εκφόρτωσης, τη μεταφορά μέσα στον χώρο και την πλήρωση των ξυλοτύπων.

Για υποστυλώματα κυκλικής διατομής χρησιμοποιείται ο τύπος του κυλίνδρου. Για N υποστυλώματα με διάμετρο D και ύψος H:

V = N × π × (D / 2)² × H × (1 + p / 100)

Επειδή ο όγκος εξαρτάται από το τετράγωνο της ακτίνας, κάθε σφάλμα στη μέτρηση της διαμέτρου ενισχύεται στο αποτέλεσμα. Γι' αυτό η διάμετρος πρέπει να μετράται με ακρίβεια, ειδικά όταν τα υποστυλώματα είναι λίγα και ο συνολικός όγκος είναι μικρός.

Διαστάσεις και κατηγορίες σκυροδέματος στην Ελλάδα

Οι διατομές των υποστυλωμάτων στις μονοκατοικίες είναι συνήθως μικρές, τετράγωνες ή ορθογωνικές, ενώ τα κτίρια με περισσότερους ορόφους χρειάζονται μεγαλύτερες διατομές. Οι πραγματικές διαστάσεις δεν προκύπτουν από γενικούς κανόνες, αλλά από τον έλεγχο των φορτίων που κάνει ο μελετητής. Η καταγραφή των διαστάσεων στη στατική μελέτη είναι το μόνο αξιόπιστο σημείο αναφοράς για τον υπολογισμό.

Το ύψος του υποστυλώματος μετριέται από την άνω επιφάνεια του πεδίλου έως την κάτω επιφάνεια της πλάκας του ορόφου από πάνω. Ο Ευρωκώδικας 2 (ΕΛΟΤ EN 1992-1-1) ορίζει τους κανόνες σχεδιασμού του οπλισμένου σκυροδέματος, ενώ το πρότυπο EN 206 καθορίζει την προδιαγραφή, την παραγωγή και τη συμμόρφωση του σκυροδέματος. Ο Ευρωκώδικας 2 θέτει ελάχιστες κατηγορίες σκυροδέματος ανάλογα με την κατηγορία περιβάλλοντος έκθεσης, ενώ ο μελετητής επιλέγει την τελική κατηγορία με βάση τα φορτία και το περιβάλλον έκθεσης.

Σε υποστυλώματα με πυκνό οπλισμό, το σκυρόδεμα πρέπει να έχει κατάλληλη συνεκτικότητα ώστε να περιβάλλει τον σίδερο χωρίς διαχωρισμό. Ο προμηθευτής του έτοιμου σκυροδέματος ορίζει την κλάση συνεκτικότητας με βάση τις απαιτήσεις του μελετητή.

Το έτοιμο σκυρόδεμα περιλαμβάνει την παράδοση με φορτηγό μπετονιέρα, αλλά συνήθως δεν περιλαμβάνει την άντληση. Όταν το φορτηγό δεν μπορεί να προσεγγίσει το σημείο σκυροδέτησης, λόγω στενού οικοπέδου ή περιορισμών κυκλοφορίας στην περιοχή, η άντληση γίνεται με αντλία και αποτελεί πρόσθετο κόστος. Πριν από την αποδοχή της προσφοράς, πρέπει να διευκρινίζεται αν η τιμή περιλαμβάνει παράδοση στο σημείο ή μόνο εκφόρτωση στην είσοδο του εργοταξίου.

Ποσοστό απωλειών και προμήθεια

Το ποσοστό απωλειών αντισταθμίζει τη διαφορά ανάμεσα στον θεωρητικό όγκο και στον όγκο που πραγματικά χρησιμοποιείται. Οι απώλειες προέρχονται από την εκφόρτωση, από τα υπολείμματα στο βυτίο και στα εργαλεία, από ανομοιομορφίες στη διατομή και από μικρές υπερβάσεις του ξυλοτύπου. Το ποσοστό εξαρτάται από τον τρόπο προμήθειας. Για έτοιμο σκυρόδεμα από φορτηγό μπετονιέρα χρησιμοποιείται χαμηλότερο ποσοστό, ενώ για σκυρόδεμα που αναμιγνύεται σε μπετονιέρα εργοταξίου το ποσοστό είναι υψηλότερο, επειδή το μείγμα έχει μεγαλύτερη μεταβλητότητα στην αναλογία των υλικών και στις απώλειες μεταφοράς.

Σε υψηλά υποστυλώματα που σκυροδετούνται με αντλία, πρέπει να ληφθεί υπόψη και το σκυρόδεμα που παραμένει στον σωλήνα της αντλίας μετά από κάθε σκυροδέτηση. Η ποσότητα αυτή εξαρτάται από το μήκος του σωλήνα και από τον εξοπλισμό, γι' αυτό η διευκρίνισή της με τον προμηθευτή είναι απαραίτητη πριν από την παραγγελία. Ο υπολογισμός δεν την προσθέτει αυτόματα, οπότε πρέπει να συμπεριληφθεί χειροκίνητα στην παραγγελία.

Συνηθισμένα λάθη στον υπολογισμό

Το πρώτο συνηθισμένο λάθος είναι η χρήση του ύψους του καθαρού χώρου του ορόφου αντί για το ύψος του φέροντος στοιχείου. Το υποστύλωμα μετράται από την άνω επιφάνεια του πεδίλου έως την κάτω επιφάνεια της πλάκας του επόμενου ορόφου. Το πάχος της πλάκας βρίσκεται πάνω από αυτή την επιφάνεια, άρα δεν προστίθεται στο H. Η διαφορά ανάμεσα στα δύο ύψη μπορεί να προκαλέσει σφάλμα αρκετών εκατοστών σε κάθε στοιχείο, και αυτό πολλαπλασιάζεται επί τον αριθμό των υποστυλωμάτων.

Το δεύτερο λάθος αφορά τα υποστυλώματα που σκυροδετούνται σε μία φάση για περισσότερους ορόφους. Σε αυτή την περίπτωση, το ύψος που χρησιμοποιείται είναι το συνολικό ύψος του στοιχείου και όχι το ύψος ενός μόνο ορόφου. Ο όγκος ανά όροφο, υπολογισμένος χωριστά, δεν αντιστοιχεί σε μία μεγάλη σκυροδέτηση.

Το τρίτο λάθος εμφανίζεται σε υποστυλώματα με μειούμενη διατομή στους ανώτερους ορόφους, πρακτική που συναντάται σε πολυώροφα κτίρια. Κάθε ομάδα διαστάσεων υπολογίζεται χωριστά, με τον δικό της αριθμό στοιχείων και ύψος, και οι όγκοι αθροίζονται στο τέλος. Η αριθμομηχανή εκτελείται μία φορά για κάθε ομάδα και τα αποτελέσματα προστίθενται στην παραγγελία.

Το τέταρτο λάθος είναι η εφαρμογή του ίδιου ποσοστού απωλειών σε όλες τις περιπτώσεις. Η απώλεια εξαρτάται από τον τρόπο παραγωγής του σκυροδέματος και από τη διαδικασία εργασίας, οπότε η επιλογή του ποσοστού πρέπει να γίνεται συνειδητά για κάθε περίπτωση.

Πότε χρησιμοποιείται και πότε όχι

Η αριθμομηχανή είναι χρήσιμη για τον προϋπολογισμό, για τον έλεγχο μιας παραγγελίας που έχει ήδη προτείνει ο μελετητής και για την εκτίμηση του κόστους πριν από την επιλογή του προμηθευτή. Είναι κατάλληλη όταν οι διαστάσεις και ο αριθμός των υποστυλωμάτων είναι γνωστοί από τη μελέτη.

Δεν είναι κατάλληλη για να αποφασιστεί η διατομή ενός υποστυλώματος, η κατηγορία του σκυροδέματος ή ο οπλισμός. Δεν υπολογίζει επίσης τον όγκο στοιχείων με άλλη γεωμετρία, ούτε τα στοιχεία ενίσχυσης ή τα ειδικά τμήματα της θεμελίωσης. Για τέτοιες περιπτώσεις, ο όγκος υπολογίζεται χωριστά από τον μελετητή.

Πότε χρειάζεται στατική μελέτη

Ο υπολογισμός όγκου σκυροδέματος δεν εξετάζει την αντοχή, την ευστάθεια, τον οπλισμό ή τη σεισμική συμπεριφορά του κτιρίου. Αυτά καθορίζονται από τη στατική μελέτη, την οποία εκπονεί πολιτικός μηχανικός εγγεγραμμένος στο Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδας (ΤΕΕ). Στην Ελλάδα, οι κατασκευές που υποβάλλονται σε οικοδομική άδεια απαιτούν στατική μελέτη και έλεγχο του φέροντος οργανισμού από τις αρμόδιες υπηρεσίες.

Σε σεισμικές περιοχές, που καλύπτουν μεγάλο μέρος της χώρας, οι διατομές και ο οπλισμός των υποστυλωμάτων υπολογίζονται με βάση τον αντισεισμικό κανονισμό σε ισχύ και τον Ευρωκώδικα 8 (ΕΛΟΤ EN 1998). Αυτές τις απαιτήσεις δεν μπορεί να τις εξαγάγει μια αριθμομηχανή όγκου.

Ένας γενικός υπολογισμός όγκου είναι χρήσιμος για τον προϋπολογισμό και την παραγγελία, αλλά δεν πρέπει να αντικαθιστά τη μελέτη ούτε να χρησιμοποιείται για να αποφασιστούν διατομές χωρίς έγκριση. Αν τα υποστυλώματα της κατασκευής δεν προέρχονται από εγκεκριμένη μελέτη, η επικοινωνία με μηχανικό πριν από την έναρξη των εργασιών είναι η μόνη ασφαλής διαδικασία.