Hale to budynki o dużych rozpiętościach. Z reguły są to obiekty o konstrukcji stalowej. Z czego składają się elementy takiej konstrukcji?
Główne elementy nośne hal stalowych stanowią ramy, które mogą być jedno- lub wielonawowe. Zazwyczaj projektuje się je w układzie poprzecznym, rzadziej poprzecznym i podłużnym. Rama składa się ze słupów i rygli (lub jednego rygla), i opiera się zazwyczaj na żelbetowych stopach fundamentowych. Do ram montuje się dodatkowe elementy: rygle obudowy ścian i płatwie dachowe. Można też kształtować dach bez płatwi a ściany bez rygli, ale wtedy ramy poprzeczne należy rozmieścić odpowiednio gęsto. Gdy hala jest piętrowa, projektuje się także belki stropowe. W ramie szczytowej umieszcza się dodatkowe słupki, do których montuje się rygle obudowy. Oprócz głównych elementów nośnych hala stalowa musi posiadać także stężenia połaciowe oraz pionowe w linii słupów. Stężenia połaciowe wykonuje się w niektórych polach dachu – np. w skrajnych i środkowym. W miejscu drzwi i okien, bram i świetlików dachowych montuje się dodatkową konstrukcję wsporczą.
Z jakich profili wykonuje się poszczególne elementy?
Konstrukcję projektuje się tak, by przeniosła obciążenia, które będą na nią działać. Projektant przeprowadza obliczenia i dobiera rodzaj i przekrój poszczególnych elementów. Im większy rozstaw ram, tym większe obciążenia działają na pojedynczą ramę i tym większe siły musi ona przenieść. Poniżej kilka najczęściej stosowanych rozwiązań.
Ramy główne – zarówno rygle jak i słupy, wykonuje się np. z kształtowników gorącowalcowanych lub blachownic spawanych o przekroju dwuteowym. Przy znacznych rozpiętościach dla uzyskania lepszej ekonomii konstrukcji, zdarza się, że ramy projektuje się w postaci rygli kratowych ze słupami z kształtowników walcowanych na gorąco. W halach blachownicowych rygle i słupy mogą mieć zmienną wysokość przekroju. Projektuje się je w taki sposób, by przeniosły wszystkie obciążenia, a równocześnie rozwiązanie było jak najbardziej ekonomiczne.
Płatwie wykonuje się np. z kształtowników gorącowalcowanych, zimnogiętych, kratownic. Wśród profili zimnogiętych najczęściej stosuje się profile typu Z, które w prosty sposób, przy wykonaniu odpowiednich zakładów, pozwalają na uzyskanie schematów pracy belki wieloprzęsłowej. Dzięki temu uzyskuje się mniejsze przekroje i większą ekonomię konstrukcji. Płatwie kratownicowe stosuje się przy większych rozpiętościach pomiędzy głównymi układami konstrukcji. Takie kratownice zazwyczaj wykonuje się jako spawane (np. z rur kwadratowych lub okrągłych) z blachami węzłowymi lub bez.
Rygle obudowy ścian zwykle projektuje się z profili zimnogiętych (np. zetowników, ceowników, rur prostokątnych). Stosuje się również kształtowniki walcowane na gorąco, jednak zimnogięte są bardziej ekonomiczne, mają mniejszy ciężar i łatwiej się je montuje.
Obudowę dachu i ścian hali wykonuje się najczęściej z płyt warstwowych lub blachy trapezowej. Elementy te również przenoszą obciążenia. Wysokość blachy trapezowej i grubość płyt warstwowych dobiera się na podstawie tablic udostępnianych przez producentów. Podane są w nich wartości obciążeń, jakie przeniesie dany element przy określonej ilości podpór i rozpiętości przęseł.
Artykuł został przygotowany przy współpracy z firmą CoBouw Polska, polsko – holenderską spółką budowlaną, która specjalizuje się w kompleksowej realizacji obiektów przemysłowych (hale stalowe, hale produkcyjne, sortownie i przechowalnie warzyw i owoców).
