Konstrukcje stalowe hal wielkopowierzchniowych

Kopuły

Kopuły pozwalają przekryć dużą powierzchnię hali o rzucie kołowych, owalnym lub zbliżonym do owalnego. Pełnią również funkcję świetlika dachowego. Ze względu na kształty są one chętnie stosowane przez architektów, np. w wielkopowierzchniowych galeriach handlowych, holach dworców kolejowych itp. Cechą charakterystyczną kopuł jest ich wyniosłość. Mimo iż pierwsze kopuły były koliste, to obecnie kształt kopuł dostosowuje się do wymagań architekta. Pod względem konstrukcyjnym rozróżnia się kopuły siatkowe jednowarstwowe (rys. 2) lub dwuwarstwowe, kopuły żebrowe itd. Układy siatek mogą mieć różne kształty. Ze względu na ich kształt konstrukcja węzłów jest trudniejsza niż dla płaskich przekryć strukturalnych. Kopuły mogą być oparte obwodowo na poziomie terenu lub na konstrukcji wsporczej.

Ruszty

Ruszt składa się z belek pełnościennych (rys. 3a) lub kratowych (rys. 3b) ustawionych względem siebie najczęściej pod kątem prostym. Belki są ze sobą wzajemnie połączone. Ruszt z belek kratowych stosuje się do przekryć o większych rozpiętościach niż z belek pełnościennych i jest znacznie lżejszy. Ruszty projektuje się nie tylko jako płaskie, lecz także jako łukowe (w formie kopuły). Przykładem tego może być współczesne rozwiązanie konstrukcyjne przekrycia o rozpiętości ok. 130 m hali sportowej w Łodzi, gdzie zastosowano przekrycie w formie łukowego rusztu.

Płaskie ustroje nośne

W czasach, gdy dysponuje się programami komputerowymi służącymi do analiz statyczno-wytrzymałościowych elementów prętowych i powłokowych nie jest problemem przeprowadzenie obliczeń dla modelu przestrzennego konstrukcji. Jednak w bardzo dużej liczbie obiektów można wyodrębnić płaskie ustroje nośne z dominującym obciążeniem w tej płaszczyźnie. Efekty oddziaływań w płaszczyźnie prostopadłej do tych płaskich układów uwzględnia się w analizie wytrzymałościowej. Płaskie ustroje nośne w halach są rozstawione co kilka lub kilkanaście metrów, najczęściej w przedziale 6,0-24,0 m. Wraz ze wzrostem rozstawu zwiększa się przede wszystkim ciężar płatwi i rygli.

Stateczność stalowej konstrukcji hali w kierunku podłużnym zapewniają stężenia ścienne zakładane pomiędzy słupami. W przeważającej większości dachy projektuje się jako płatwiowe. Rozstaw płatwi wynosi w granicach 2,0-4,0 m, a same płatwie są wykonywane z profili gorąco walcowanych (dwuteowych, ceowych) lub giętych na zimno (zetowe) oraz jako kratowe (przy większych rozstawach układów poprzecznych). W płaszczyźnie połaci dachu również zakłada się stężenia. Funkcję stężeń może pełnić blacha fałdowa (trapezowa).

Układy słupowo-wiązarowe

Układy słupowo-wiązarowe należą do najbardziej rozpowszechnionych w projektowaniu hal. Schemat statyczny najczęściej składa się z kratowego wiązara opartego przegubowo na słupie (rys. 4a), który z kolei jest utwierdzony w fundamencie. Rzadziej spotyka wiązary dachowe, w których pas dolny jest połączony nieprzesuwnie ze słupem (rys. 4b),
co umożliwia przejęcie pary sił przez pas górny i dolny. W pierwszym przypadku schematem zastępczym jest rama z ryglem przegubowo opartym na słupie, a drugim – rama ze sztywnym połączeniem rygla ze słupem. Stosuje się również wiązary łukowe z poziomym pasem dolnym (rys. 4c). Wiązary w przekroju (rys. 4d) mogą być elementami płaskimi (dwupasowe) lub przestrzennymi (trójpasowe i czteropasowe).

Zastosowanie przestrzennych dźwigarów dachowych pozwala pokonać większą rozpiętość hali. Na przekroje pasów i skratowania stosuje się różne kształtowniki, a w ostatnich latach najczęściej stosowane są przekroje rurowe okrągłe lub kwadratowe, a na pasy – również przekroje dwuteowe.

Galeria

Zobacz więcej