Ramy Vierendeela jako ustrój nośny podestów w halach przemysłowych

Podsumowanie

Zbiorcze porównanie wyników analizy (zużycia stali oraz „światła” na piętrze) zamieszczono w tab. 2.

Już dla rozpiętości 15 m uzyskujemy oszczędność ponad 10% na zużyciu stali, gdy zastosujemy ramy Vierendeela. Generalnie zachodzi zależność: im większa rozpiętość, tym większa oszczędność. Dla rozpiętości 21 m oszczędność ta wynosi blisko 30%. Dodatkowo profile w ramach Vierendeela są mniejsze, dzięki czemu „światło” piętra jest dużo większe niż przy klasycznych ramach. Dla rozpiętości 21 m uzyskuje się „światło” większe aż o 270 mm. Niestety pomimo sporych korzyści wymienionych powyżej nie zawsze będzie można zastosować ramy Vierendeela. Wspomniano już o tym przy podsumowaniu podestów parterowych.

Hala z dźwigarem dachowym w postaci ramy Vierendeela

Dachy w halach stalowych dla przemysłu motoryzacyjnego projektuje się z dużym zapasem nośności. Zapas ten jest zarezerwowany dla podestów, które będzie można w przyszłości podwiesić do dachu. Najczęściej dźwigarami dachowymi są kratownice, które charakteryzują się zdecydowanie większą nośnością od pełnościennych rygli ram. Są także dużo lżejsze. Rys. 13 przedstawia ustrój nośny hali stalowej z podwieszonym podestem. Podest znajduje się na wysokości 6,0 m nad posadzką. Wysokość hali w kalenicy wynosi 6 + 4,60 = 10,60 m. Odległość pomiędzy wieszakami podestu wynosi 6,0 m. Rozpiętość hali wynosi 24 m.

Alternatywnym ustrojem nośnym do przedstawionego powyżej może być rama Vierendeela (rys. 14). W jej „wnętrzu” będzie znajdował się podest. Dzięki temu hala będzie niższa. Wysokość hali w kalenicy wynosi: 6 + 3,40 = 9,40 m. Hala na ramach Vierendeela jest więc niższa o 1,2 m i zdecydowanie bardziej efektowna. Niestety ta wersja jest o około 10% cięższa.

Potwierdziły to obliczenia statyczne tych dwóch wersji, gdzie znów kryterium porównawczym były ugięcia – zamieszczono je na rys. 13 i 14.

Jednak warto podkreślić, że wykonanie w warsztacie konstrukcji na ramie Vierendeela będzie zdecydowanie tańsze ze względu na mniejszą liczbę elementów i prostsze, ortogonalne połączenia, więc globalnie koszty mogą być identyczne. Dodatkowa hala na ramach Vierendeela ma dużo mniejszą kubaturę, będzie więc tańsza w eksploatacji ze względu na ilość potrzebnej energii na ogrzewanie.

Wnioski

Ramy Vierendeela jako ustroje nośne podestów dużych rozpiętości są tańsze od klasycznych ram. Niestety bardzo często inwestorzy rezygnują z nich ze względu na słupki, które nie pozwalają na swobodną aranżację podestu. Okazuje się jednak, że w większości przypadków można tak rozmieścić słupki, że nie będą przeszkodą w komunikacji na podeście. Jeśli przy okazji wykażemy inwestorowi, ile zaoszczędzi dzięki wprowadzeniu tych słupków, to raczej je zaakceptuje niż z nich zrezygnuje.

Jako przykład może posłużyć podest o rozpiętości ≈ 24 m (rys. 15), który zaprojektowałem dla Skody w jej fabryce w Mlada Boleslav w 2016 roku. Projekt układu technologicznego na podeście powstawał wspólnie z projektem konstrukcji. Udało się bez problemu znaleźć miejsce dla słupków. Nie przeszkadzają w funkcjonowaniu przenośników rolkowych i zapewniają swobodny dostęp w celach serwisowych.

Piśmiennictwo

1. Łubiński M., Żółtowski W.: Konstrukcje metalowe.
2. Cieśla S., Wyra Sz.: Mechanika teoretyczna. Skrypt Politechniki Śląskiej.
3. Cieśla S.: Kurs mechaniki. Skrypt Politechniki Śląskiej.

Przeczytaj również: Podesty wolnostojące w halach

Galeria

Zobacz więcej