PROJEKTOWANIE SŁUPÓW RYGLI ORAZ POŁĄCZEŃ RAM POPRZECZNYCH HAL STALOWYCH

Wymiarowanie ram (czyli sprawdzanie nośności słupów i rygli) polega na:poprawnym przyjęciu schematu statycznego, zestawieniu obciążeń działających na ramę poprzeczną, wyznaczeniu sił wewnętrznych w prętach ramy (na ogół numerycznie), sprawdzeniu nośności przyjętych wstępnie przekrojów prętów ramy (i ewentualne korekty przyjętych przekrojów) dla obciążeń obliczeniowych (yf >1,0), sprawdzeniu ugięć i przemieszczeń w charakterystycznych węzłach ramy dla obciążeń charakterystycznych (yf = 1,0) i ewentualna korekta przekrojów .

Obciążenia ram poprzecznych hał stalowych . Podstawowe schematy obciążeń ram hal stalowych są następujące: obciążenie ciężarem własnym ramy, elementów obudowy i stałych urządzeń na dachu (klimatyzatory, wentylatory, tryskacze p-poż.) -y_f = 1,1 * 1,3 obciążenie technologiczne, podwieszone w hali do dachu lub słupów (instalacje
technologiczne, oświetlenie itp.) -y_f = 1,1 •*• 1,4, obciążenie śniegiem (niekiedy dwa schematy) - y_f = 1,4 (w halach nieocieplonych i nieogrzewanych zwiększenie obciążenia o 20 %), obciążenie wiatrem o kierunku prostopadłym do jednej ze ścian podłużnych (dwa schematy: z lewej a następnie z prawej strony) — yf = 1,3, obciążenie wiatrem o kierunku prostopadłym ściany szczytowej - y_f = 1,3, obciążenie od urządzeń transportu podwieszonego (suwnic podwieszonych) lub transportu natorowego (suwnice natorowe), obciążenie temperaturą (wzrost lub spadek temperatury ramy w stosunku do temperatury montażu t_m = 10°C), wpływ pracy urządzeń o oddziaływaniach dynamicznych na siły wewnętrzne w ramie, nierównomierne osiadanie fundamentów, obciążenia sejsmiczne i parasejsmiczne

Dźwigar kratowy jest to ustrój prętowy, w którym występują tylko siły osiowe i są spełnione określone założenia: * wszystkie elementy kraty leżą w jednej płaszczyźnie i obciążenia działają również w tej płaszczyźnie; * osie środków ciężkości prętów tworzą zarys teoretyczny dźwigaru kratowego; * osie ciężkości prętów są proste; * osie ciężkości prętów zbiegających się z węzłach połączone są współosiowo; * połączenia w węzłach są przegubowe (bez tarcia); * obciążenie przyłożone jest wyłącznie do węzła; * kratownice wymiaruje się tylko z uwzględnieniem sił wewnętrznych I rzędu (II rząd pomijamy); Jeżeli przynajmniej jedno z powyższych założeń nie jest spełnione, wówczas w prętach dźwigara kratowego powstają oprócz sił osiowych również momenty zginające.

Uproszczona analiza dźwigarów kratowych w analizie statycznej dźwigara kratowego, szczególnie wstępnej, można posługiwać się zastępczym ustrojem prętowym, którym może być: belka, rama, łuk. Przy czym pręt zastępczy umieszcza się w linii wspólnego środka ciężkości pasów.

Stopień statycznej niewyznaczalności kratownic oblicza się ze wzoru s=p-kw+r; gdzie p- liczba prętów; k- liczba stopni swobody węzła (k=2 dla krat. płaskiej, k=3 dla przestrzennej); w- liczba węzłów; r- liczba składowych reakcji podporowych.

Kryteria oceny poprawności ekonomicznej * zużycie materiału; * wykonawstwa warsztatowego; * transport; * montaż konstrukcji; * zabezpieczeń antykorozyjnych;

Typy kratownic w każdym dźwigarze kratowym wyróżnia się pręty zewnętrzne okalające dźwigar, nazwane pasami i pręty wewnętrzne, nazwane wykratowaniem. Odległość pomiędzy sąsiednimi węzłami kraty w kierunku rozpiętości L nazywa się jej przedziałem, a odl. pomiędzy osiami ciężkości pasów – wysokością konstrukcyjną. Wyróżnia się trzy podstawowe typy kratownic: * płaskie; * wielokrotnie płaskie; * przestrzenne dźwigary. Kratownice PLASKIE z uwagi na geometryczny kształt można podzielić na: prostokątne (o pasach równoległych, stosowane na płatwie, wiązary dachów jednospadowych, podciągi wiązarów w halach, dźwigary nośne galerii transportowych. Charakteryzują się typowymi węzłami, jednakowymi krzyżulcami i pasami, ale są mniej ekonomiczne); dwutrapezowe (najczęściej spotykane rozwiązania wiązarów dachowych sztywno połączonych ze słupami, stosowane przy dużych rozpiętościach) trójkątne (dwuspadowe) stosowane na wiązary dachowe o niewielkich rozpiętościach i przy dużych spadach dachu; paraboliczne – stosowane na dźwigary mostowe, dźwigary otwartych galerii transportowych. Odmianą kratownic PRZESTRZENNYCH są struktury prętowe.

Rodzaje kratowań wyróżnia się dwa rodzaje wykratowań: 1. krzyżulcowe – złożone z krzyżulców na przemian rozciąganych i ściskanych, nachylonych do pasa pod kątem 45-50⁰. 2. słupkowo-krzyżulcowe – złożone ze słupków i krzyżulców, nachylonych jednostronnie w każdej połowie przęsła pod kątem 35-45⁰.

Kratownice dachowe – projektowanie kratownicy dachowej rozpoczyna się od ustalenia jej geometrii. Do tego celu należy wziąć następujące parametry: rodzaj pokrycia dachowego, wymagany spadek połaci dachowej, dostosowany do rodzaju pokrycia; środek podparcia kratownicy, środek transportu dźwigarów z wytwórni na budowę. Rodzaj pokrycia dachowego decyduje o sposobie przekazywania obciążenia dachowego (ciężar własny przekrycia, wiatr, śnieg). Jedne rodzaje pokryć wymagają stosowania płatwi (obc. jako siły skupione), do rozstawu których dostosowuje się długość przedziału kratownicy, inne rodzaje pokryć mogą ale nie muszą mieć płatwi (obc. traktowane jako równomiernie rozłożone od reakcji płyt). Wysokość kratownicy, lub jej elem. wysyłkowych, należy dobrać od gabarytów środka transportowego. Szer. i wys. ładunku drogowego nie powinna przekraczać 2,5m. Max wys. ładunku kolejowego –3,2m, natomiast szer. zależy od długości i maleje od b=3,1m przy L=12m do b=1,8 przy L=43m.