Które profile stalowe wybrać podczas budowy hali stalowej?

W konstrukcji każdej hali stalowej niezależnie od jej przeznaczenia wyróżnić możemy następujące grupy elementów stalowych:

1. Elementy głównego układu nośnego – zadaniem tych elementów jest bezpieczne przeniesienie wszystkich obciążeń stałych, użytkowych oraz klimatycznych jakie mogą się pojawić w trakcie eksploatacji obiektu bezpośrednio na fundamenty budynku oraz zapewnienie przestrzennej stateczności całej konstrukcji. Zadaniem konstruktora jest takie zaprojektowanie układu nośnego aby w żadnym z elementów tego układu w trakcie użytkowania budynku nie pojawiły się niebezpieczne wartości naprężeń lub deformacji. Do tej grupy zaliczyć należy przede wszystkim słupy, rygle dachowe ( kratowe lub pełnościenne), belki podsuwnicowe oraz wszystkie elementy układu stężającego. 
2. Drugorzędne elementy konstrukcyjne– zadaniem tej grupy jest przekazywanie obciążeń z obudowy obiektu bezpośrednio na główny układ nośny. Do tych elementów zaliczyć należy przede wszystkim płatwie dachowe (przekazujące obciążenia z dachu na rygle dachowe), rygle ścienne (przekazujące obciążenia ze ścian na słupy główne) oraz w przypadku antresoli – belki stropowe ( przekazujące odziaływania ze stropu na podciągi lub słupy)
3. Dodatkowe elementy – do tej grupy należą wszystkie dalsze elementy stalowe nie należące do wyżej opisanych grup – takie jak elementy kształtujące otwory drzwi, okien lub bram, konstrukcje stalowe ścian działowych itp. Ilość tych elementów będzie silnie zależna od przeznaczenia obiektu, układu stolarki oraz rozwiązań architektonicznych pomieszczeń wewnątrz hali.

Z jakimi profilami stalowymi spotykamy się budując halę stalową?

Zależnie od funkcji jaką element spełnia w konstrukcji oraz przede wszystkich działających na niego obciążeń projektant dobiera optymalny przekrój poprzeczny. Do dyspozycji projektanta jest cała gama profili stalowych walcowanych, formowanych na zimno oraz giętych o najróżniejszych kształtach oraz wymiarach. Do najczęściej spotykanych możemy zaliczyć:

1. Przekroje dwuteowe – ze względu na kształt pozwalający na optymalne rozłożenie materiału stosowane są one na najbardziej wytężone elementy układu nośnego – elementy głównie zginane – rygle ( profile I,IPE )  oraz ściskane – słupy  ( profile HEA, HEB, HEM). Profile gorącowalcowane tego typu charakteryzują się dużą masą własną i co za tym idzie rzadko są optymalnym rozwiązaniem. Są za to najprostsze do zaprojektowania gdy mówimy o hali stalowej.
2. Przekroje rurowe – prostokątne lub okrągłe – stosowane na drugorzędne elementy obudowy ścian, oraz główne części układu stężającego.
3. Kątowniki, ceowniki, zetowniki – stosowane głównie w konstrukcji dachu, elementów stężeń oraz dodatkowych elementów w budynku 
4. Pręty o przekroju okrągłym – najczęściej stosowane jako elementy kotwiące, stężenia oraz ściągi fundamentowe.

Blachownice w budowie hali stalowej

Poza całym dostępnym asortymentem produkowanych seryjnie profili hutniczych projektant może również ukształtować przekrój poprzeczny o praktycznie dowolnym kształcie i wymiarach składając się z pojedynczych blach połączonych ze sobą poprzez spawanie. Przekroje utworzone w ten sposób nazywane są blachownicami. Takie rozwiązanie stwarza możliwość znacznej optymalizacji kosztów samej konstrukcji – poprzez umożliwienie zmiany wymiarów elementu na jego długości. Konstruktor może zatem zaprojektować element o przekroju dostosowanym do rzeczywistych efektów obciążeń zewnętrznych. Redukujemy w ten sposób również całkowity koszt budowy hali stalowej.

Wyjaśnijmy to na przykładzie konstrukcji dachu. 

Oczywistym jest że w wyniku obciążeń  na długości elementu nośnego wystąpi jedno miejsce w którym obciążenia te będą powodowały największe zagrożenie dla bezpieczeństwa obiektu – będzie to zatem najbardziej narażone na zniszczenie miejsce w konstrukcji dachu. Z racji tego że konstrukcja budowlana jest tak wytrzymała jak jej najsłabszy punkt – projektant musi dobrać profil stalowy tak, aby był on odpowiedni właśnie w tym najsłabszym miejscu. Stosując zatem profil o stałych wymiarach na długości we wszystkich miejscach poza punktem krytycznym  będzie on niewykorzystany w optymalnym stopniu. Stosując zmienny przekrój projektant może tak ukształtować miejsca zmiany wymiarów aby w każdym punkcie konstrukcji stopień wykorzystania wytrzymałości stali był optymalny ( nadal oczywiście spełniający narzucony przez normy projektowe zapas bezpieczeństwa). Wymaga to dokładniejszego przeanalizowania pracy pod względem statyki oraz stateczności, ale przekłada się również na znaczne zmniejszenie kosztów samej stali. W czasach dążenia do projektowania zarówno bezpiecznego jak i ekonomicznego jest to bardzo rozwiązanie coraz częściej stosowane.