24/04/2020
Jakie jest pierwsze skojarzenie na temat konstrukcji hali stalowej? Dla osób niezaznajomionych z tematyką konstrukcji metalowych zapewne jest to obraz dwuteowych słupów połączonych z dźwigarem dachowym składającym się z niezrozumiałego na pierwszy rzut oka układu skratowanych elementów. Taki układ nośny nazywany jest kratownicą.
Przeanalizujmy zasadę pracy takiej kratownicy w najprostszym przypadku. Na skutek działania ciężaru własnego oraz obciążeń przekazywanych z dachu (śnieg, wiatr, elementy obudowy) dźwigar dachowy zaczyna się uginać. Deformacja ta co dość łatwo sobie wyobrazić powoduje rozciąganie pasa dolnego, oraz ściskanie pasa górnego. Nie wchodząc w szczegóły stateczności elementów można zatem powiedzieć że zadaniem całego układu słupków i prętów ukośnych zwanych krzyżulcami jest przeniesienie sił z pasa górnego na pas dolny. Ze względu na niewielkie odległości pomiędzy węzłami kratownicy we wszystkich jej elementach dominują siły osiowe ( rozciągające lub ściskające) Wpływ zginania jest zazwyczaj niewielki ( chociaż często niepomijalny). Ze względu na fakt że przekroje poprzeczne pojedynczych elementów są niewielkie sztywność takiego układu wynika wprost z wysokości takiego dźwigara – czyli odległości pomiędzy górnym oraz dolnym pasem kratownicy. Im tak odległość będzie większa tym sztywność kratownicy będzie większa a siły w pasach mniejsze.
KRATOWNICA MUSI ZAJMOWAĆ WIĘCEJ MIEJSCA.
Ze względu na wspomniane niewielkie przekroje pasów wysokość dźwigarów kratowych jest znaczna – zazwyczaj kształtuje się w zakresie od 1/12 do 1/8 szerokości hali. Powoduje to powstanie dość dużej pustej przestrzeni pomiędzy dźwigarami która jest wyłączona z użytkowania ze względu na znajdujące się co jakiś czas kratownice, ale która jak najbardziej wlicza się do przestrzeni obiektu która musi zostać ogrzana. Jest to dość duża wada takiego rozwiązania. Dodatkowo nakład pracy przy wykonaniu takiego ustroju (ze względu na dużą ilość węzłów w których elementy muszą zostać zespawane) jest również znaczący. Większa ilość węzłów spawanych przekłada się także na większą ilość miejsc do skontrolowania podczas montażu oraz odbioru – każda spoina musi zostać wykonana prawidłowo aby uniknąć ryzyka awarii konstrukcji.
W przypadku zastosowania dźwigara pełno ściennego ( skratowania zastąpione są pełną blachą – środnikiem) zasada pracy pozostaje taka sama. Pas górny pozostaje ściskany natomiast pas dolny jest rozciągany. Rolę elementu transferowego pomiędzy nimi pełni tutaj jednak nie układ krzyżulców i słupków a pionowy element nazywany środnikiem. Ze względu na fakt że pełni on rolę tylko przekazania sił pomiędzy pasami zazwyczaj może on zostać wykonany ze stosunkowo cienkiej blachy (oczywiście również dobranej przez konstruktora).Ze względu na większą sztywność takiego pionowego elementu rozwiązanie to pozwala na zmniejszenie wymaganej wysokości elementu co przekłada się bezpośrednio na większą wysokość konstrukcji „w świetle” oraz mniejszy udział niewykorzystanej przestrzeni do ogrzania.
BLACHOWNICE ZAJMUJĄ MNIEJ MIEJSCA.
W przypadku belek pełnościennych zazwyczaj wysokość dźwigara zawiera się w przedziale od 1/20 do 1/15 szerokości hali, chociaż ze względu na główny wpływ zginania silnie zależy od rozstawu stężeń bocznych oraz dodatkowych rozwiązań konstrukcyjnych. W przypadku belek blachownicowych dodatkową korzyścią jest również możliwość optymalizacji wysokości elementu po jego długości w zależności od obwiedni sił wewnętrznych. Jeżeli wykonawca konstrukcji dysponuje urządzeniami do automatycznego spawania blachownic nakład czasu potrzebny do wykonania takiego dźwigara również jest mniejszy w porównaniu do dźwigara kratowego.
Warto mieć zatem świadomość różnic pomiędzy opisanymi typami dźwigarów aby móc ocenić zarówno poprawność jak i zasadność wybranego w projekcie rozwiązania. Optymalizacja konstrukcji hal stalowych to podstawa podczas budowy i musimy o tym pamiętać
Copyright © Stalion 2024
