Projekt hali stalowej – od czego należy zacząć?
Projektowanie hal stalowych jest złożonym procesem, który wymaga od Projektanta doświadczenia oraz dużej wiedzy, nie tylko technicznej. Sporządzając projekt hali należy zwrócić szczególną uwagę na kilka aspektów, które wpływają na ostateczną formę projektu oraz samego obiektu. Są to czynniki, które należy uwzględnić już na samym początku projektowania, a nawet już na etapie koncepcji. W zasadzie trudno określić, który z tych czynników jest najważniejszy. Każdy z nich wprowadza pewne zmiany w tworzeniu projektu i każdy z nich powinienem być uwzględniony w tym procesie.
Pierwszą grupą czynników są lokalizacja obiektu oraz jego geometria i gabaryty. Lokalizacja będzie miała bezpośredni wpływ na przyjęte obciążenia klimatyczne, czyli oddziaływanie śniegu oraz wiatru. Należy zdawać sobie sprawę, że obciążenie śniegiem nie jest jednorodne dla całego kraju. Większe wartości przyjmuje ono w rejonach górskich, natomiast mniejsze w strefach nadmorskich. Z kolei obciążenie wiatrem wzrasta wraz z wysokością budynku. Kształt oraz wymiary projektowanego obiektu to jedne z kluczowych parametrów. Istotny jest rozstaw osiowy słupów głównych (rozpiętość nawy), rozstaw sąsiednich ram, wysokość hali, liczba naw. Zwiększając rozpiętość między słupami głównymi automatycznie otrzymuje się większy profil belki dachowej. Projekt hali stalowej, w której rozstaw słupów przekracza 20 m bardzo często będzie zawierał dźwigar dachowy w postaci kratownicy. Jest to element o mniejszej masie niż zastosowanie profilu walcowanego na gorąco (np. IPE, HEA). Z geometrią hali silnie związany jest przyjęty schemat statyczny konstrukcji. Hale stalowe o niedużych rozpiętościach (do 18-20 m) zwykle projektuje się jako przegubowo połączone z fundamentem, ze sztywnymi, rozbudowanymi narożami. Dla większych rozpiętości (powyżej 20-24 m) słupy są zwykle sztywno połączone ze stopami fundamentowymi, a ustrojem nośnym dachu jest wspomniana już kratownica, która opiera się przegubowo na słupach stalowych lub żelbetowych.
Kolejnym aspektem, który będzie znacząco wpływał na projekt hali jest gatunek zastosowanej stali konstrukcyjnej. Znanych jest kilkanaście gatunków wykorzystywanych przy projektowaniu. W przypadku elementów słupowych i dźwigarów dachowych zasadnym jest stosowanie mocniejszych stali (np. S355), natomiast wolnopodparte płatwie dachowe z profili walcowanych na gorąco można projektować ze stali S235. Podejście takie pozwoli zaoszczędzić znaczną część materiału. Zmniejszenie masy hali można również uzyskać stosując jako płatwie i rygle obudowy profile gięte na zimno (np. zetowniki).
Projektowanie hal związane jest również z warunkami gruntowymi jakie napotkamy w miejscu realizacji inwestycji. Dlatego tak ważne są badania geotechniczne gruntu. Jeżeli mamy dobre grunty, to możemy zastosować tradycyjny fundament bezpośredni w formie stóp i ław fundamentowych. Problem pojawia się, gdy w miejscu posadowienia grunty nie wykazują wystarczającej nośności lub gdy występują wody gruntowe. Wtedy niezbędnym może okazać się palowanie pozwalające dotrzeć do głębiej położonych warstw nośnych. Osobną kategorią są tzw. tereny szkód górniczych, na których Projektant przyjmuje odpowiednie rozwiązania konstrukcyjne, dzięki którym budowa hali jest w ogóle możliwa, a eksploatacja obiektu jest bezpieczna. Mowa tutaj o odpowiednich schematach statycznych przyjmowanych do obliczeń, wprowadzaniu do projektu dylatacji oraz podatnych węzłów czy izolacji przeciwwilgociowej.
Projekt hali z całą pewnością musi uwzględnić rodzaj transportu wewnątrz obiektu. Hala przemysłowa o przeznaczeniu magazynowym, w której często występują suwnice o znacznym udźwigu będzie miała słupy główne o konstrukcji dwuczęściowej. Polega to na tym, że do poziomu główki szyny, gdzie obciążenia od suwnicy działają bezpośrednio na słup, jest on zwykle wykonany z większego profilu niż część słupa powyżej jazdy suwnicy. Oczywiście transport w hali może odbywać się przy użyciu wózków widłowych, paleciaków czy taśmociągów. W takim przypadku projekt budynku handlowego, w którym występuje ten rodzaj transportu musi posiadać odpowiednio wykonaną posadzkę z uwzględnieniem dodatkowego obciążenia od transportowanych ładunków.
Osobną grupą czynników, na które należy zwrócić uwagę już na samym początku procesu projektowego są warunki ppoż. Odpowiedni dobór stref pożarowych, określenie temperatury krytycznej oraz przyporządkowanie odpowiedniej klasy odporności ogniowej musi zawierać kompletny projekt hali zarówno magazynowej jak i przemysłowej czy handlowej. Oczywiście projekt budynku handlowego będzie musiał spełnić inne wymogi bezpieczeństwa pożarowego niż projekt szpitala, szkoły czy domu jednorodzinnego.
Jak widać, na podstawie powyższych przykładów oraz przytoczonych argumentów, proces tworzenia projektu hali jest zadaniem bardzo złożonym, na które wpływa bardzo wiele czynników i każdy z nich może mieć kluczową rolę w doborze rozwiązania projektowego. Rolą Projektanta jest przewidzenie, oszacowanie oraz uwzględnienie wszystkich tych czynników w projekcie hali od samego początku, czyli już w fazie projektu koncepcyjnego, następnie w fazie obliczeń wytrzymałościowych, montażu oraz eksploatacji konstrukcji.
W Commercecon dzięki wiedzy i doświadczeniu naszych Projektantów wykonujemy projekty uwzględniające wszystkie wymienione, kluczowe, elementy projektu hali.
