Nowoczesne projektowanie hal przemysłowych

Budowa hali stalowej, namiotowej czy murowanej to skomplikowany proces, który rozpoczyna się od przygotowania ekonomicznej koncepcji konstrukcji nośnej. Dokumenty te wpływają na skrócenie czasu pracy i pozwalają inwestorom na dokładne zapoznanie się z wyglądem i parametrami hali przemysłowej. Co należy brać pod uwagę w procesie projektowania hal przemysłowych i jakie nowoczesne metody wykorzystuje się w tym celu?

Co powinien uwzględniać projekt hali przemysłowej?

Nowoczesne technologie służące do projektowania hal przemysłowych pozwalają na skrócenie czasu trwania całej inwestycji. Stosuje się je nie tylko do sporządzania projektów nowych konstrukcji, ale także do przebudowy i modernizacji tych istniejących. Projekt hali przemysłowej powinien być wykonany jak najszybciej, aby inwestor mógł przystąpić do jej budowy. Podczas projektowania konstrukcji, trzeba wziąć pod uwagę:

• potrzeby inwestora,
• specyfikę terenu, na którym ma powstać hala,
• przeznaczenie konstrukcji,
• dostępność oraz koszty materiałów.

Nowoczesne projekty hal przemysłowych opierają się na projektowaniu i wizualizacji 3D. Przygotowanie takiego dokumentu pozwala nie tylko zobrazować wygląd całej konstrukcji, ale jest także konieczne dla uzyskania szacowanej wagi oraz zestawień elementów konstrukcji. Projektanci firmy Project Center wykonują projekty, które umożliwiają sprawny i szybki montaż hal, dostosowując się do technologii danego wykonawcy konstrukcji. Jest to duży atut, który często ma decydujący wpływ na wybór danej firmy konstruktorskiej przez inwestora.

Na czym polega analiza globalnej stateczności przy użyciu metody ogólnej?

Stateczność konstrukcji pozwala na zachowanie trwałej równowagi statycznej przez elementy konstrukcji podczas odziaływania na nią obciążeń zewnętrznych. Elementy hal, takie jak słupy, rygle, kratownice, tracą stateczność przy ściskaniu, kiedy ich obciążenie przekroczy tzw. wartość obciążenia krytycznego.  Zjawisko to można zaobserwować ściskając końce linijki. Aby określić taką stateczność pręta, która ma ścisły związek z jego nośnością, w metodologii tradycyjnej stosuje się wzór na siłę krytyczną Eulera w postaci:

Podczas projektowania konstrukcji stalowych bierze się pod uwagę między innymi wartości krytyczne dla obciążenia poszczególnych elementów konstrukcji w zależności od schematu ich podparci, czy umocowania. W przypadku hal, czy bardziej skomplikowanych konstrukcji, mamy doczynienia z większą ilością schematów podparć niż na rys. 1.1. np. słup hali podparty na wysokości ryglami ściennymi, usztywniony płytą warstwową. W metodzie tradycyjnej ze względu na jej prostotę, nie uwzględnia się tego typu zaawansowanych schematów, przyjmując niekorzystny pod względem ekonomicznym współczynnik, dla danego schematu statycznego konstrukcji i zawyżaniu przez to długości wyboczeniowej prętów.

Dokładniejszą metodą jest metoda ogólna, opisana w Eurokodzie 3 - PN-EN 1993-1-1 „Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków”.  W stosunku do metody tradycyjnej umożliwia ocenę stateczności elementów pojedynczych lub złożonych o stałym lub zmiennym przekroju i różnych warunkach podparcia. Płaskich ram lub podzespołów ram złożonych z takich elementów, które to elementy są ściskane i/lub jednokierunkowo zginane w płaszczyźnie układu, przy zginaniu sprężystym. Metoda ta zakłada, że cała konstrukcja posiada ujednoliconą smukłość względną  odpowiadającą wyboczeniu z płaszczyzny lub zwichrzeniu.

Projektanci przygotowują zatem symulację obciążenia, na jakie narażona jest hala przemysłowa. Dzięki stosowaniu metody ogólnej i zaawansowanemu oprogramowaniu komputerowemu, można uzyskać dokładne informacje o wspomnianych wcześniej wartościach sił krytycznych dla poszczególnych elementów. Metoda globalnej stateczności pozwala na uniknięcie problemów związanych z przewymiarowaniem przekrojów nośnych konstrukcji, jakich ich niedoszacowaniem. Wykonywanie projektów hal w taki sposób pozwala zwiększyć bezpieczeństwo konstrukcji oraz poprawia jej ekonomiczność w  stosunku do metodologii tradycyjnej. Jest to coraz częściej wykorzystywana metoda projektowania hal przemysłowych.