Elementy hali stalowej – charakterystyka
Hale stalowe są jednymi z najbardziej popularnych obiektów budownictwa przemysłowego. Z tego też powodu elementy konstrukcyjne hali stalowej są bardzo dobrze poznane i opisane w wielu źródłach literaturowych, co pozwala na optymalne wykorzystanie ich nośności.
Elementy hali stalowej można podzielić, dość umownie, na dwie grupy pod względem roli jaką pełnią w konstrukcji:
- konstrukcja pierwszorzędowa (słupy i rygle główne),
- konstrukcja drugorzędowa (płatwie, stężenia, słupy ściany szczytowej, konstrukcja ryglowa).
Elementy konstrukcyjne hali stalowej
Konstrukcja nośna hali stalowej to w większości przypadków ramowy, płaski układ konstrukcyjny. Hala powstaje poprzez kilkukrotne powielenie wspomnianej ramy względem jej osi podłużnej. Każda rama składa się ze słupów głównych, które podpierają główne dźwigary dachowe. Hale mogą być jedno lub wielokondygnacyjne, jednonawowe lub składać się z kilku naw co oczywiście wpływa na ilość słupów i rygli.
Słupy
Słupy są przegubowo połączone z fundamentem, a dokładniej mówiąc oparte przegubowo na stopach fundamentowych przy użyciu kotew stalowych. Sztywność ramy zapewniona jest przez zaprojektowanie sztywnego jej naroża (miejsce połączenia między ryglem a słupem). Powoduje to, że układ ramowy jest stateczny (stabilny) w swojej płaszczyźnie. Przystępując do doboru profili słupów stalowych mamy do wyboru kilka rodzajów rozwiązań. Elementy te można wykonać z profili gorącowalcowanych (IPE, HEB, HEA) lub spawanych blachownic. Oba rozwiązania mają swoje wady i zalety. Atutem pierwszego podejścia jest fakt, że elementy te zakupuje się jako gotowe produkty, ale wykorzystanie stali jest mniej efektywne. Stosując blachownice (o stałym lub zmiennym przekroju) trzeba liczyć się z kosztami wynikającymi z czasu i pracochłonności ich wykonania. Natomiast w zamian otrzymuje się element niemal optymalny pod kątem efektywności wykorzystania stali. Słupy konstrukcji głównej racjonalnie jest projektować ze stali S355.
Rygle
Podstawowym i zarazem oczywistym zadaniem dźwigarów dachowych jest podtrzymywanie warstw dachowych oraz przenoszenie obciążeń od wiatru, śniegu oraz obciążeń technologicznych. Możemy je podzielić na dwa typy. Pierwszy rodzaj to rygle pełnościenne, czyli belkowe elementy hali wykonane z profili walcowanych na gorąco (IPE, HEB, HEA) albo z elementów spawanych tzw. blachownica. Stosuje się stal S355. Jej koszt jest około 10-15% wyższy niż stali S235, natomiast zyski na nośności mogą sięgać 30-40%. Blachownice mogą być projektowane jako belki o stałej wysokości przekroju lub też o zmiennej wysokości (tzw. belki o zbieżnym środniku). O wyborze między belką walcowaną a blachownicą decyduje jej rozpiętość oraz przyjęte obciążenia.
Dla typowej stalowej hali o rozstawie słupów rzędu 12-16 m odpowiednim rozwiązaniem będzie rygiel z profilu walcowanego na gorąca. Natomiast jeśli dach jest silnie obciążony, a dodatkowo jego rozpiętość przekracza wartość 16-18 m, wtedy projektant powinien rozważyć zastosowanie przekroju spawanego. Ustrój ten, za sprawą dowolnie kształtowanej geometrii (wysokość belki, grubość i szerokość pasów), może przenosić bardzo duże siły wewnętrzne występujące w ramie. Oczywiście trzeba zdawać sobie sprawę, że blachownicowe belki stalowe muszą zostać indywidualnie wykonane w wytwórni, co powoduje, że ich produkcja jest dłuższa i bardziej kosztowna. Stosując profile gorącowalcowane uproszczenie polega na tym, że wymagają one jedynie docięcia długości oraz owiercenia.
Dźwigary kratownicowe
Drugim typem ustroju nośnego są dźwigary kratownicowe. Elementy te znajdą zastosowanie w halach o rozstawie słupów przekraczającym 20-24 m. Jest to umowna rozpiętość, powyżej której stosowanie kratownicy jest rozwiązaniem lżejszym niż belki pełnościennej. Istotna, z punktu widzenia kubatury oraz samej funkcjonalności hali, jest wysokość kratownicy. Zwykle przyjmuje się ją w przedziale 1/10-1/12 rozpiętości. Zatem dla hali o rozstawie słupów np. 24 m, należy przewidzieć, że kratownica „zabierze” około 2 m z przestrzeni pod dachem. Jednocześnie tak znacząca wysokość podnosi sztywność konstrukcji oraz zmniejsza ugięcia dachu.
Płatwie dachowe
Płatwie dachowe to kolejny istotny element hali stalowej. Stanowią one podbudowę dla elementów pokrycia dachu (blacha trapezowa, płyty warstwowe). Płatwie mogą być położone na dźwigarach dachowych albo być rozpięte między nimi. Mogą być projektowane jako belki ciągłe, wieloprzęsłowe jak i wolnopodparte. Jeśli rozstaw ram jest mniejszy niż 8 m, wtedy płatew można wykonać z profili gorącowalcowanych IPE lub HEA. Jeśli płatew ma mieć rozpiętość 8-15 m, to wtedy elementy te wykonuje się jako kratownice. Ich kształtowanie jest bardzo zróżnicowane.
Można stosować profile z rur kwadratowych, z rur okrągłych, dwuteowniki (zwykle HEA). Ustrój kratownicowy, przy znacznych rozpiętościach, będzie zawsze lżejszym rozwiązaniem, niż belka walcowana lub spawana. Obecnie projektuje się elementy hali stalowej w taki sposób, aby zużycie materiału na m2 było jak najbardziej ekonomiczne. Zastosowanie płatwi z blach giętych na zimno (zetowniki, ceowniki, sigma) pozwala znacząco zredukować masę konstrukcji. Natomiast jest to rozwiązanie droższe oraz wymagające wykonania większej ilości obliczeń na etapie doboru profilu. Pewnym uproszczeniem i udogodnieniem są kalkulatory lub tablice doboru odpowiedniego przekroju oferowane przez producentów. Stosowana jest stal o granicy plastyczności 355MPa (S355) lub S350 w przypadku profili zimnogiętych.
Mogą zainteresować Cię również
![](https://dlaprodukcji.pl/wp-content/uploads/sites/8/2024/08/iStock-1498834530-300x191.jpg)
Krok po kroku – jak ludzie uczą roboty chodzić?
Aby robot mógł chodzić z taką swobodą jak ludzie, trzeba pokonać wiele wyzwań, m.in. dotyczących programowania, badań materiałowych, zasilania. Problemy te podsumował w “Science Robotics” polski naukowiec dr inż. Krzysztof Walas. ...
Ekologiczna stal pozyskiwana z odpadów!
O ekologicznej produkcji stali mówi się w ostatnim czasie coraz więcej. Zazwyczaj odnosi się ona do kwestii emisji gazów cieplarnianych, uwalnianych podczas produkcji. Tym razem doniesienia naukowców mówią o samych materiałach, wykorzystywanych podczas wytwarzania stali.
![targi-fastener-poland-2024](https://dlaprodukcji.pl/wp-content/uploads/sites/8/2024/09/targi-fastener-poland-2024-300x188.jpg)
Targi FASTENER POLAND® 2024
Targi FASTENER POLAND®, które 25-26 września odbędą się w EXPO Kraków, to jedyne międzynarodowe targi elementów złącznych organizowane w Europie Środkowo-Wschodniej. Od 7 lat Targi FASTENER POLAND® 2024 są kluczowym forum wymi...
Biodegradowalne stopy na bazie Mg
Materiały biodegradowalne to materiały, które po spełnieniu swojej funkcji rozkładają się do prostych związków, które są naturalne dla otoczenia. Do tego rodzaju materiałów można zaliczyć specjalnego typu polimery, które mogą być stosowane na opakowania i torebki. W materiałac...
![relokacja-w-zakladach-produkcyjnych](https://dlaprodukcji.pl/wp-content/uploads/sites/8/2020/09/industry-1801661_640-300x161.jpg)
Relokacja w zakładach produkcyjnych
Sprawne funkcjonowanie procesu produkcyjnego jest niemożliwe bez wykorzystania specjalistycznych, wielkogabarytowych maszyn. Dlatego tak popularne stały się usługi z zakresu ich relokacji. Kiedy niezbędny staje się transport maszyny z punktu A do punktu B, bardzo cenne są: wie...
DREMA 2024 odpowiedzią na wyzwania branży drzewnej i meblarskiej
Międzynarodowe Targi Maszyn, Narzędzi i Komponentów Dla Przemysłu Drzewnego i Meblarskiego DREMA (Poznań, 10-13.09.2024) odbędą się w tym roku już po raz 40. Podobnie jak to miało miejsce w przeszłości, i tym razem przynoszą całą gamę skutecznych rozwiązań problemów stojących ...
![Kształtowanie plastyczne](https://dlaprodukcji.pl/wp-content/uploads/sites/8/2020/05/rys.-3.-Kształtowanie-plastyczne-300x159.png)
Niekonwencjonalne metody kształtowania plastycznego
W artykule przedstawiono koncepcje czterech niekonwencjonalnych metod przeróbki plastycznej: kucia z oscylacyjnym skręcaniem, kucia z poprzecznym ruchem stempla, walcowania z poprzecznym ruchem walców oraz kucia segmentowego. Metody te umożliwiają wytwarzanie wyrobów o nietypo...
![](https://dlaprodukcji.pl/wp-content/uploads/sites/8/2024/08/obraz-16-300x197.png)
Współczesne trendy rozwojowe w obróbce skrawaniem
Obróbka skrawaniem w technologii maszyn zajmuje miejsce w grupie obróbki kształtowej – ubytkowej. Jest wiodącą techniką wytwarzania i na razie nic nie wskazuje na to, aby miało się to zmienić. Zastosowanie obróbki skrawaniem jest bardzo szerokie...
![](https://dlaprodukcji.pl/wp-content/uploads/sites/8/2024/08/iStock-1712381964-300x127.jpg)
Zachowanie cyberbezpieczeństwa to konieczność dla zrównoważonego rozwoju społeczeństwa
W dzisiejszym cyfrowym świecie cyberbezpieczeństwo stało się kluczem dla stabilnego funkcjonowania społeczeństwa. Jest ono nieodłącznym elementem bezpieczeństwa narodowego. Wspomaga ochronę prywatności osób fizycznych, a także buduje odporność przedsiębiorstw i instytucji pr...
![drema-2024-odpowiedzia-na-wyzwania-branzy-drzewnej](https://dlaprodukcji.pl/wp-content/uploads/sites/8/2024/09/drema-2024-odpowiedzia-na-wyzwania-branzy-drzewnej-300x200.jpg)
DREMA 2024 odpowiedzią na wyzwania branży drzewnej i meblarskiej
Międzynarodowe Targi Maszyn, Narzędzi i Komponentów Dla Przemysłu Drzewnego i Meblarskiego DREMA (Poznań, 10-13.09.2024) odbędą się w tym roku już po raz 40. Podobnie jak to miało miejsce w przeszłości, i tym razem przynoszą całą gamę skutecznych rozwiązań problemów stojących ...
![](https://dlaprodukcji.pl/wp-content/uploads/sites/8/2024/07/Zrzut-ekranu-2024-07-22-104604-300x181.png)
Przepis na sukces firmy ARSTON
Kaliska firma specjalizuje się w cięciu, wykrawaniu i gięciu długich elementów z blach. Abysprostać oczekiwaniom klientów, stawia na wysoką technologię i innowacyjne rozwiązania.Od 2011 r., czyli od początku działalności, ARSTON pracuje na obrabiarkach niemieckiegopotentata,...
Wpływ parametrów spawania na kształt oraz mikrostrukturę złączy spawanych metodą mag stali s235jr
Coraz wyższe wymagania jeśli chodzi o złącza spawane wiążą się z koniecznością odpowiedniego doboru parametrów spawania w celu uzyskania spoiny jak najwyższej jakości. Wymagania te mogą zostać spełnione przy wykorzystaniu zrobotyzowanych stanowisk spawalniczych, ...
![](https://dlaprodukcji.pl/wp-content/uploads/sites/8/2024/08/iStock-13001753341-300x196.jpg)
Polska nie może się uwolnić od węgla. Wszystko przez brak inwestycji w modernizację i OZE
W Polsce ponad połowa linii elektroenergetycznych jest starsza niż 30 lat, a spory odsetek ma już ponad pół wieku. To powoduje coraz większe utrudnienia w zakresie możliwości przyłączania OZE. Dane URE pokazują, że liczba odmów przyłączenia do sieci z każdym rokiem znacząco ...
![zloty-medal-targow-modernlog-2024-poznaj-laureatow](https://dlaprodukcji.pl/wp-content/uploads/sites/8/2024/05/zloty-medal-targow-modernlog-2024-poznaj-laureatow-300x208.png)
Znamy laureatów nagrody Złoty Medal targów MODERNLOG 2024
Poznaliśmy produkty wyróżnione prestiżową nagrodą Złotego Medalu na targach Logistyki, Magazynowania i Transportu MODERNLOG 2024 oraz ITM INDUSTRY EUROPE 2024. Laureaci zawalczą teraz o Złoty Medal Wybór Konsumentów. W minionym tygod...
Kwazikryształy – aperiodyczne struktury w stopach metali
Z artykułu dowiesz się: czym są kwazikryształy;jakimi cechami się charakteryzują;gdzie mogą znaleźć zastosowanie. 5 października 2011 roku izraelski badacz Dan Shechtman o...
![](https://dlaprodukcji.pl/wp-content/uploads/sites/8/2024/08/iStock-1224034141-300x169.jpg)
Wysoka jakość produktów najważniejsza w budowaniu przewagi rynkowej
Ponad połowa MŚP z sektora przemysłowego (51,3 proc.) uważa, że wysokiej jakości produkt to kluczowy czynnik pozwalający osiągnąć przewagę nad konkurencją. Ankietowani w badaniu Siemens Financial Services w Polsce wskazywali tę odpowiedź najczęściej, niezależnie od tego, w&n...
Kalendarium wydarzeń
Relacje
Politechnika Krakowska ma nowe laboratorium
25 kwietnia na Wydziale Mechanicznym Politechniki Krakowskiej odbyło się uroczyste otwarcie Laboratorium Ultraprecyzyjnych Pomiarów Współrzędnościowych. &...
Sprawdź więcejSeminarium Obróbki Laserowej 22 marca 2024
22 marca 2024, podczas targów STOM, odbyło się Seminarium Obróbki Laserowej, organizowane przez Politechnikę Świętokrzyską. Zapraszamy do zapoznania się z fo...
Sprawdź więcejKonferencja „Stal, Metale, Nowe Technologie”
20 marca, drugiego dnia targów STOM, odbyła się konferencja „Stal, Metale, Nowe Technologie”, której organizatorem była redakcja portalu dlaprodukcji.pl i dw...
Sprawdź więcej„Hutnictwo żelaza i stali w Polsce. Wyzwania i szanse dla szarej i zielonej stali”
23 listopada w Centrum Informacji Naukowej i Bibliotece Akademickiej w Katowicach odbyła się konferencja „Hutnictwo żelaza i stali w Polsce. Wyzwania i szans...
Sprawdź więcej