Konstrukcje stalowe – plusy i minusy konstrukcji stalowej hal

Konstrukcja stalowa jest podstawowym materiałem, jaki stosuje się do budowy hal stalowych. To ona stanowi konstrukcję nośną oraz pomocniczą umożliwiającą montaż dachu, ścian, okien, drzwi oraz bram. Odpowiednio zaprojektowana konstrukcja stalowa uwzględnia wszystkie obciążenia użytkowe (ciężar własny lekkiej obudowy, instalacji itp.) oraz obciążenia zmienne (lokalizacyjne), takie jak śnieg, wiatr oraz temperaturę, dając Ci gwarancję bezpieczeństwa użytkowania hali stalowej.

Konstrukcja stalowa jak wszystko w naturze ma swoje zalety, jak i wady. Główną zaletą budowy hal stalowych, czyli hal o konstrukcji stalowej jest niska cena budowy oraz szybki czas realizacji. Do wad zaliczyć można słabą wytrzymałość podczas pożaru oraz duży stopień skomplikowania prac, a co za tym idzie małą ilość firm specjalizujących się w prefabrykacji oraz montażu konstrukcji stalowych. Jeżeli zastanawiasz się, czy lepiej wybrać halę stalową, czy murowaną zapoznaj się z niniejszym opracowanie, gdzie opisywaliśmy to zagadnienie.

Im lżejsza konstrukcja stalowa hali, tym gorsze są jej właściwości przeciwpożarowe. Jeżeli zachodzi konieczność zabezpieczenia przeciwpożarowego konstrukcji stalowej, znacznie wzrasta jej ciężar. Wpływa na to zastosowanie grubszych, cięższych profili stalowych. Jeżeli zastanawia Cię ile kosztuje budowa hali stalowej? Zapoznaj się z przygotowanym przez nas artykułem dokładnie opisującym zagadnienie kosztów budowy hali stalowej.

szkielet konstrukcji stalowej

Konstrukcja hali stalowej – jak wygląda?

Kompletna skręcana konstrukcja stalowa składa się ze słupów oraz dźwigarów stanowiących konstrukcję główną hali stalowej. Konstrukcję drugorzędową stanowią płatwie dachowe, rygle ścienne oraz stężenia zapewniające sztywność konstrukcji stalowej. Dobór profili do budowy hali stalowej zależy głównej mierze od obciążeń na jakie należy zaprojektować konstrukcję stalową. To właśnie one definiują przekroje profili stalowych, jakie należy zastosować budując halę.

Niską cenę hali stalowej zawdzięcza się systemowym rozwiązaniom. Firma Konspekt opracowała autorski system budowy lekkich, modułowych hal o rozstawie osiowym wynoszącym 6,00m. Rozstaw ten pozwala na minimalizację dodatkowej podkonstrukcji oraz optymalizację zastosowanych materiałów w postaci profili stalowych, dzięki czemu otrzymujesz halę możliwie najlżejszą i najtańszą.

Słupy

Słupy są głównym elementem konstrukcji stalowej hali, montowanym bezpośrednio do fundamentu za pomocą kotew fundamentowych; wklejanych lub prefabrykowanych. W zależności zastosowanej technologii wyróżnić można słupy o konstrukcji pełnościennej oraz słupy kratowe. W przypadku konstrukcji stalowej hal słupy stalowe mają swoje zastosowanie nie tylko jako główna konstrukcja nośna obiektu, ale również jako konstrukcja pomocnicza w postaci słupów ścian szczytowych oraz słupów do montażu bram oraz drzwi.

słupy stalowe hali

Rygle

Rygle ścienne jako konstrukcja drugorzędowa ma na celu usztywnienie konstrukcji stalowej hali, umożliwia również montaż lekkiej obudowy hali oraz stolarki okiennej.

Dźwigary

Dźwigary dachowe podobnie jak słupy należą do konstrukcji nośnej hali stalowej. Rozróżnić można dźwigary w technologii kratowej (kratownica) oraz ramowej (ramownica). Dobór technologii wykonania dźwigarów zależy przede wszystkim od rozpiętości (szerokości) hali oraz od prywatnych preferencji inwestora. Technologia kratowa zajmuje nieco więcej przestrzeni dachu niż technologia ramowa, ale umożliwia znaczną optymalizację konstrukcji stalowej, a co za tym idzie optymalizację kosztów budowy. Oszczędną konstrukcję w technologii ramowej standardowo wykonuje się zazwyczaj w przypadku hal o niewielkiej rozpiętości do 12-15 metrów. Powyżej tej rozpiętości tańszym rozwiązaniem jest zastosowanie konstrukcji kratowej.

Wysokość kratownicy standardowo wynosi od około 1/12 do 1/10 szerokości hali. Dla przykładu; budując halę o szerokości osiowej równej 30m, wysokość kratownicy (w najwyższym punkcie hali) wyniesie od około 2,5 do 3 metrów. W przybliżeniu przyjąć można, że wysokość kratownicy równa jest 10% szerokości hali.

rysunek techniczny dźwigarów

Płatwie

Płatwie dachowe podobnie jak rygle posiadają kilka funkcji. Mają one na celu stężenie konstrukcji stalowej dachu oraz umożliwiają montaż lekkiej obudowy w postaci blachy trapezowej oraz płyt warstwowych. Rozstaw płatwi dachowych należy dostosować do rozpiętości naświetla dachowego oraz nośności płyt warstwowych. Standardowo rozstaw płatwi pod płyty warstwowe nie powinien przekraczać 2,5 metra. Najczęściej stosowanymi płatwiami przez firmę Konspekt są płatwie typu Z (zimnogięte). Jest to najtańszy i najlżejszy system płatwi stalowych, jakie spotkać można w budownictwie.

Płatwie typu Z charakteryzują się możliwie niską wagą, ale mają swoje ograniczenia. Stosuje się je przy budowie hal stalowych o maksymalnym rozstawie osiowym słupów wynoszącym 9,00m. Są one również niemożliwe do zabezpieczenia przeciwpożarowego, co stanowi kolejne ograniczenie.W przypadku hal o rozstawie osiowym słupów przekraczającym 9,00m standardowo stosuje się płatwie kratowe jako najtańszą opcję budowy hali. Wielu projektantów projektuje płatwie z dwuteowników oraz z ceowników. Jest to droższe rozwiązanie możliwe do przeprojektowania i optymalizacji kosztów budowy.

hala stalowa wewnątrz
Hala stalowa w Krakowie

Stężenia ścienne oraz dachowe

Stężenia ścienne oraz dachowe zapewniają możliwie wysoką sztywność konstrukcji stalowej przy relatywnie niskiej wadze konstrukcji. Dzięki wysokiej sztywności konstrukcji jako konsument otrzymujesz możliwie niską wagę konstrukcji stalowej, a co za tym idzie niską cenę budowy. Standardowo do stężeń ścian oraz dachu stosuje się pręt gwintowany o średnicy ⌀12, ⌀16 oraz ⌀20. Zaprojektowanie stężeń hali nie jest proste, stężenia nie mogą wchodzić w kolizję z drzwiami, bramami oraz oknami. Projektując stężenia konstruktor każdorazowo dostosowuje je do indywidualnego projektu hali stalowej.

Ile waży konstrukcja stalowa hali? Waga konstrukcji stalowej hali na m2.

W zależności od rodzaju konstrukcji stalowej, jej wysokości, szerokości hali, lokalizacji inwestycji (strefy obciążenia śniegiem) oraz klasy zabezpieczenia przeciwpożarowego konstrukcji stalowej,  waga konstrukcji stalowej będzie inna.

Konstrukcja stalowa hali standardowo powinna ważyć od około 28 do 40 kilogramów na każdy metr kwadratowy hali. Ostateczna waga konstrukcji stalowej zależy jednak od samej powierzchni hali oraz obciążeń, pod jakie należy zaprojektować konstrukcję stalową; wagi urządzeń oraz instalacji technologicznych podwieszonych do konstrukcji dachu oraz ścian, rodzaju zastosowanej lekkiej obudowy, obecności suwnicy czy też antresoli opartej na konstrukcji nośnej hali.To wszystko wpływa na ostateczną wagę konstrukcji stalowej, która skrajnie może wynieść nawet powyżej 100 kilogramów na każdy metr kwadratowy hali.

Konstrukcja stalowa szkieletowa
Wiata stalowa w Dąbrowie Górniczej

Elastyczne podejście do projektowania konstrukcji stalowych

Podejście do projektowania konstrukcji stalowej przez konstruktora może być wielowymiarowe. Istnieje wiele różnych niuansów projektowych, które finalnie wpływają na wagę konstrukcji stalowej. W zależności od przyjętego schematu statycznego hali, konstruktor może przyjąć połączenie sztywne lub przegubowe poszczególnych elementów konstrukcyjnych.

Sposób połączenie słupa stalowego z fundamentem wpływa zarówno na wagę konstrukcji stalowej, jak i wymiary fundamentu. Najczęściej w przypadku systemowych, lekkich hal stalowych stosuje się połączenie przegubowe fundamentu z konstrukcją stalową. W przypadku hal z suwnicą przyjmuje się połączenie sztywne, co wpływa na znacznie większe wymiary fundamentu, niż w przypadku przegubowego połączenia z uwagi na przeniesienie momentu zginającego na fundament.

To właśnie inżynierowie budownictwa z wieloletnim doświadczeniem w projektowaniu konstrukcji stalowej odpowiedzialni są za optymalizację przyjętych rozwiązań. Przekrój każdego z profili stalowych wynika bezpośrednio z przyjętych założeń projektowych oraz obliczeń statyczno-wytrzymałościowych. Musisz pamiętać, że finalnie najważniejsze jest bezpieczeństwo Twoje oraz Twoich pracowników i to ono jest sprawą priorytetową. Jeżeli chcesz mieć pewność, że Twoja hala uwzględnia wszystkie normowe obciążenia stawiane przez prawo budowlane i obowiązujące normy, powinieneś zdecydować się na współpracę z renomowanym biurem projektowym z dużym stażem oraz doświadczeniem w projektowaniu. To właśnie wiedza oraz praktyczne rozwiązania gwarantują pełne bezpieczeństwo użytkowania z możliwie najniższym kosztem budowy hali.

Opracowanie przygotował Przemysław Szalek, dział ofertowania oraz realizacji.

Ostatnie wpisy