Stężenia hal stalowych

1. Jakie jest zadanie stężeń w halach stalowych?

Stężenia hal stalowych mają na celu zapewnienie skutecznego przeciwdziałania zmianom kształtu położenia elementów układu konstrukcyjnego hali, czyli zapewniają jej stateczność i zmniejszają długość wyboczeniową poszczególnych elementów hali. Dodatkowo umożliwiają prawidłowe przenoszenie obciążeń od wiatru i urządzeń transportowych (suwnic), których kierunek działania jest prostopadły do płaszczyzny obciążeń nośnych układów poprzecznych hal.

Poszczególne rodzaje stężeń maja na celu:

• połaciowe poprzeczne – przejmują obciążenia poziome działające na ścianę szczytową. Stosuje się je w skrajnych polach.
• połaciowe podłużne – redystrybucja obciążeń od suwnic.
• pionowe podłużne – zabezpieczenie obrócenia wiązarów wokół własnej osi.
• ścienne poziome (wiatrowe) – w halach wysokich, zmniejszają długość wyboczeniową słupów.

Rys. 1. Rozmieszenie stężeń w hali o konstrukcji stalowej (a): T1 – stężenie połaciowe poprzeczne, T2 – stężenie pionowe podłużne dachu, T3 – stężenie połaciowe podłużne, T4 – stężenie pionowe podłużne słupów, T5 – stężenie wiatrowe ściany czołowej, T6 – stężenie wiatrowe ściany podłużnej, T7 – stężenie pionowe ściany szczytowej oraz schemat podpierającej tarczy prętowej

2. Jakie najczęstsze stężenia występują w halach stalowych?

W halach o konstrukcji stalowej stosuje się najczęściej stężenia prętowe. Rolę usztywniającą mogą spełniać również tarcze betonowe, ceramiczne (stropy, ściany), a także obudowa ścian i dachów z kaset ściennych lub blachy falistej bądź fałdowej.

Rys. 2. Przykłady schematów geometrycznych skratowań tężników połaciowych poprzecznych dachu hali

3. Omów zadania i opisz dachowe stężenia hal stalowych.

Stężenia w halach stalowych dopiera się w zależności od obciążeń działających na układ hali oraz od rozwiązań konstrukcyjnych ustroju. Rodzaj zastosowanych stężeń dobiera się na podstawie analizy geometrycznej zmienności i sztywności budynku w płaszczyznach połaci dachu oraz ścian.

Stężenia pionowe podłużne dachu, wykonywane jako skratowanie pomiędzy dźwigarami, należy stosować co najmniej w tych polach, w których występują poprzeczne stężenia połaciowe, a w uzasadnionych przypadkach na całej długości dachu.

Stężenia połaciowe poprzeczne stosowane są na całej szerokości dachu, co najmniej w dwóch skrajnych polach lub przed skrajnych polach siatki podpór. Ponadto należy je stosować w tych polach w których występują stężenia ścian podłużnych. Są to poziome kratownice umieszczone najczęściej między ryglami sąsiednich układów poprzecznych. Projektuje się je w celu przeniesienia sił poziomych spowodowanych występowaniem suwnic oraz wiatru, a także sił od imperfekcji geometrycznych pasów rygli w płaszczyźnie dachu. Czyli mają na celu przeniesienie obciążenia prostopadłego do płaszczyzny układów poprzecznych, które działają w płaszczyźnie połaci dachu. Podstawowym zadaniem stężeń połaciowych poprzecznych jest zapewnienie geometrycznej niezmienności w płaszczyźnie połaci dachu.

Poziome, połaciowe stężenia podłużne umieszcza się przy okapie dachu. Nie zawsze muszą być one stosowane. Są niezbędne, gdy zachodzi konieczność przeniesienia sił prostopadłych do ścian podłużnych i skonstruowania podpór pośrednich dla słupów pośrednich ściany zewnętrznej (konstrukcji wsporczej obudowy ściany). Pręty skratowań tych stężeń wraz z dwiema przyokapowymi płatwiami tworzą poziomą kratownicę podłużną w dachu hali. Kratownice te łącząc się z tężnikiem połaciowym poprzecznym, kształtują tarczę (zamkniętą ramę) zapewniającą dobre przenoszenie obciążeń poziomych, a także umożliwiają traktowanie szkieletu jako układu przestrzennego.

Rys. 3. Schematy wytężenia i ilustracja roli konstrukcyjnej stężeń połaciowych podłużnych: 1 – słup główny, 2 – rygiel dachowy, 3 – podciąg, 4 – słup pośredni, 5 – płatew