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.

Galeria

Przemysł maszynowy może zwiększyć produktywność nawet o połowę dzięki innowacjom i sztucznej inteligencji

Producenci maszyn i urządzeń mogą zwiększyć produktywność o 30-50 proc. Ułatwia to sztuczna inteligencja, narzędzia cyfrowe i wdrażanie rozwiązań wspierających gospodarkę obiegu zamkniętego i redukcję odpadów. Tak wynika wynika z najnowszego raportu firmy doradczej Bain &amp...

Partner kategorii:

Automatyka zabezpieczająca w instalacjach energetycznych

Z artykułu dowiesz się: jak prawo charakteryzuje konieczne elementy bezpieczeństwa instalacji energetycznej,kto ponosi odpowiedzialność za bezpieczeństwo takiej instalacji,z czym wiąże się scalenie urządzeń ciśnieniowych na ...

nity-plastikowe-i-nity-metalowe-ktore-wybrac-i-dlaczego

Nity plastikowe i nity metalowe – które wybrać i dlaczego?

Proces nitowania pozwala na stałe łączenie poszczególnych elementów konstrukcyjnych. Same nity są spoiwem o doskonałym zacisku. Poznaj właściwości nitów plastikowych oraz metalowych, aby wybrać odpowiednie do konkretnego łączenia. D...

Partner kategorii:

Zaskakujący porządek uciskanych stopów

W stopach niklowo-kobaltowo-chromowych atomy niklu układać się mogą pod wpływem nacisku w regularne wzory - pokazały symulacje międzynarodowego zespołu. Do tej pory sądzono, że takie uporządkowania mogą tworzyć się jedynie pod wpływem obróbki termicznej.

branza-tsl-czy-cudzoziemcy-zapelnia-wakaty-w-branzy-transportowej

Czy cudzoziemcy zapełnią wakaty w branży transportowej?

W obliczu rosnącego niedoboru kierowców, polska branża TSL szuka skutecznych sposobów na przyciągnięcie pracowników. Wyzwaniem staje się znalezienie metod atrakcyjniejszych niż podwyżki płac. Napływ cudzoziemców z Ukrainy i Białorusi nie gwarantuje już wypełnienia luk kadrowyc...

Partner kategorii:

Co trzeci przetwórca tworzyw sztucznych inwestuje w park maszyn i urządzeń

Polskie przedsiębiorstwa przetwarzające tworzywa sztuczne zwiększyły swoją zdolność do konkurowania. Świadczy o tym wzrost sub-indeksu MiU dla tej branży o 6,15 pkt. Jest to efekt m.in. zwiększenia nakładów na modernizację parku maszyn i urządzeń (MiU) oraz automatyzację pro...

Wybrane maszyny i urządzenia stosowane w procesach gięcia

W niniejszym artykule dokonano przeglądu maszyn i urządzeń wykorzystywanych w procesach gięcia rur, profili, drutu oraz sprężyn. Przedstawiono charakterystykę giętarek wybranych producentów dostępnych na rynku polskim. Urządzenia podzielono na: giętarki trzpieniowe, giętarki b...

Metody łamania wiórów w obróbce skrawaniem – cz. II

Z artykułu dowiesz się: jakie są sposoby łamania wiórów;od czego zależy wybór metody łamania;jakie są wady i zalety poszczególnych metod. Dobór odpowiedniej metody łamania...

netskope

Hakerzy z kolejnymi sposobami na atakowanie

Atakujący próbują wykraść cenne dane, takie jak szczegóły płatności od organizacji i klientów, ale także dane wizualne uzyskane na przykład z kamer. W tym sektorze odnotowuje się dwa razy więcej pobrań złośliwego oprogramowania z...

elementy-hali-stalowej-charakterystyka-fot-2

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.

STAL_3-4_24_Agnieszka_Skoczylas_STOPY_METALI_PO_CIECIU_LASEREM_iStock-1459336381

Właściwości warstwy wierzchniej wybranych stopów metali po cięciu laserem

Z artykułu dowiesz się: jakie są wady i zalety technologii cięcia laserowego;od czego zależą właściwości materiału po cięciu;jakie badania przeprowadzono. Proces wytwarzan...

OZE

Szybko rośnie udział odnawialnych źródeł w krajowym miksie energetycznym. Potrzebne przyspieszenie w inwestycjach w sieci przesyłowe

W ubiegłym roku odnawialne źródła energii stanowiły już ponad 40 proc. mocy zainstalowanej w krajowym miksie energetycznym. Odpowiadały za 27 proc. całkowitej produkcji energii. Tym samym Polska pobiła kolejne rekordy, ale w kontekście rozwoju OZE na rodzimym rynku wciąż poz...

logo-na-elewacji-zmora-kierownika-budowy-i-gw-fot-3

Logo na elewacji – zmora Kierownika Budowy i GW

W branży budowlanej, zwłaszcza w przypadku budynków przemysłowych, takich jak hale i obiekty wielkopowierzchniowe oznakowania są tak samo istotne jak pozostałe elementy wyposażenia. Jednak, gdy nadchodzi moment umieszczenia logo na ...

czyszczenie laserowe
Partner kategorii:

Bezpieczeństwo pracy z laserami czyszczącymi

Na czym polega technologia czyszczenia laserowego i jakie są jej zalety? Co wyróżnia lasery czyszczące spośród innych technologii? Uniwersalność procesu czyszczenia laserowego sprawia, że może być z powodzeniem stosowan...

Spadły ceny produkcji sprzedanej przemysłu. Co z branżą obróbki metali?

Według wstępnych danych w marcu 2024 r. ceny produkcji sprzedanej przemysłu spadły zarówno w stosunku do lutego 2024 r. – o 0,1%, jak i w porównaniu z analogicznym miesiącem poprzedniego roku – o 9,6%.

Relacje

Katalog produktów

Sklep

STAL Metale & Nowe Technologie 1-2/24

STAL Metale & Nowe Technologie 1-2/24

Zamów
Nowoczesne Hale 1/2024

Nowoczesne Hale 1/2024

Zamów
Utrzymanie Ruchu 1/2024

Utrzymanie Ruchu 1/2024

Zamów
Fastener 1/2023

Fastener 1/2023

Zamów
Metody diagnostyki maszyn i urządzeń w predykcyjnym utrzymaniu ruchu

Metody diagnostyki maszyn i urządzeń w predykcyjnym utrzymaniu ruchu

Zamów
Rozwiązania energooszczędne wykorzystywane w budownictwie wielkopowierzchniowym (e-book)

Rozwiązania energooszczędne wykorzystywane w budownictwie wielkopowierzchniowym (e-book)

Zamów
Gwinty - rodzaje, wymiary, podstawowe obliczenia

Gwinty - rodzaje, wymiary, podstawowe obliczenia

Zamów
Koła zębate – projektowanie, wytwarzanie, pomiary, eksploatacja

Koła zębate – projektowanie, wytwarzanie, pomiary, eksploatacja

Zamów
Inżynieria doskonałości w procesach biznesowych. Przewodnik po teorii i dobrych praktykach

Inżynieria doskonałości w procesach biznesowych. Przewodnik po teorii i dobrych praktykach

Zamów
Metrologia. Wybrane zagadnienia (e-book)

Metrologia. Wybrane zagadnienia (e-book)

Zamów
Przewodnik po technologiach przemysłu 4.0

Przewodnik po technologiach przemysłu 4.0

Zamów
Vademecum projektanta. Budownictwo halowe (e-book)

Vademecum projektanta. Budownictwo halowe (e-book)

Zamów
Poznaj nasze serwisy

Nasze strony wykorzystują pliki cookies. Korzystanie z naszych stron internetowych bez zmiany ustawień przeglądarki dotyczących plików cookies oznacza, że zgadzacie się Państwo na umieszczenie ich w Państwa urządzeniu końcowym. Więcej szczegółów w Polityce prywatności.