Hale
1. Kupole. Ima kupola kod kojih svi štapovi leže na površini kupole, koji čine prostorne sisteme, dok kod drugih, kupole nastaju radijalnim rasporedom pojedinih vezača. Kupole koje su prostorne rešetke mogu imati sledeće oblike:
- Švedlerove kupole, kod kojih su rebra radijalna i međusobno spojena horizontalnim prtenovima (sl. 1)
- Mrežaste kupole, čija se površina sastoji od mreže trouglova, bez radijalnih rebara, ali sa obuhvatnim pojasevima jednakog broja uglova (sl. 2). Ako ovakva kupola ima za osnovu pravilan poligon parnog broja strana, sistem je labilan te je neupotrebljiv bez naročitog stabilizovanja.
- Cimermanove kupole, kod kojih postoje, slično kao kod Švedlerovih i mrežastih kupola, horizontalni prstenovi, ali broj uglova na prstenovima stepenasto opada sa porastom visine prstenova. Preimućstvo Cimermanovih kupola prema Švedlerovim i mrežastim je u tome da na uglovima donjega dela nastaju samo vertikalne sile, dok horizontalne sile od vetra primaju sredine zidova u podužnom pravcu (sl. 3).
- Šlikove ili pločaste kupole, kod kojih su, kao kod mrežastih, sve pojedinačne površine trouglaste, dok je način oslanjanja sličan kao kod Cimermanovih kupola (sl. 4).
- Šatorasti krovovi, kod kojih su rebra pravolinijska (sl. 5).
Sl. 1, 2, 3, 4 respektivno
Sl. 5
2. Sportske hale. Konstrukcija sportskih hala je određena oblikom arene i rasporedom sedišta. Stubovi se izbegavaju, kako bi posmatrači imali slobodan vidik preko cele unutrašnjosti.
3. Izložbene hale. Kod izložbenih hala teži se pravougaonoj osnovi, kako bi raspored vezača bio najprostiji. Ponekad se predviđaju i unutrašnji stubovi, ali postoji veća sloboda pri raspodeli prostora ako u hali nema stubova.
4. Radioničke hale. Projekat čelične konstrukcije za jednu radioničku halu nastaje saradnjom pogonskog stručnjaka, konstruktera kranova i konstruktera ačeličnih konstrukcija. Pogonski stručnjak određuje dimenzije osnove i razmake stubova prema rasporedu mašina i planu rada. On takođe određuje ispunu zidova, krovni pokrivač kao i nači fundiranja, i to prema mišljenju građevinskoh stručnjaka. Konstrukter kranova određuje sopstvene težine kolica i kranova, razmake točkova i najnepovoljnije pritiske točkova. Na osnovu podataka pogonskog stručnjaka i konstruktera kranova, konstrukter čelične konstrukcije određuje noseću konstrukciju hale. Kranski nosači treba da su po mogućstvu kruti i po potrebi izvedeni sa nadvišenjem, tako da pri prolazu puno opterećenog krana kranska šina ima horizontalan položaj, te se na taj način može izabrati relativno mali kranski motor.
5, Testeraste hale. Testeraste hale uglavnom se grade kada se zahteva jednolično osvetljenje i izbegavanje direktnog prodiranja sunčevih zraka u unutrašnjost hale. Ovo je naročito važno kod proizvodnih i magacinskih hala tekstilne industrije. Testerasti krovovi imaju nagim zastakljene površine 60o do 90o, dok nagib masivne površine iznosi 30o. Zastakljena površina se postavlja na stranu gde nema sunca, dakle prema severu. Prilikom projektovanja testerastih krovova treba voditi računa o čitavom nizu pitanja, za čije rešenje je merodavno mišljenje investitora i to: krovni pokrivač može biti izveden od lakih montažnih ploča ili crepa na drvenoj podlozi, testerasti vezači mogu biti rešetke (sl. 6), okviri sa tri zgloba (sl. 7), odn. okviri na dva zgloba sa zategom (sl 8). Rešenje sa rešetkama ima najmanju težinu, ali im je mana da se na štapovima rešetke, npr. u tekstilnoj industriji, zadržavaju dlačice od vune. Ako se teži što manjem broju stubova u unutrašnjosti zgrade, to se može primeniti rešenje sa rešetkama velikog raspona u obema krovnim ravnima, koje se međusobno podupiru a oslonjene su na krajevima na rešetkaste podvlake.
Sl. 6
Sl. 7
Sl. 8
Konstrukcije za helinge
Konstrukcije preko helinga nose viseće okretne kranove. One služe za grubu montažu plovnih objekata za morski i rečni saobraćaj. Ovim konstrukcijama konkurišu visoki okretni kranovi i kabelkranovi. Na sl. 9 prikazana je konstrukcija na helingu firme Nordseewerke Emden. Težina 3000 t, sagrađeno 1912.
Sl. 9
Čelične skeletne konstrukcije
Čelična skeletna konstrukcija je konstrukcija sa više spratova, čiji stubovi, podvlake i nosači od čelika sami prenose na temelje opterećenja od sopstvene težine drugih materijala, kao i korisna opterećenja. Spoljni i unutrašnji zidovi služe samo za zatvaranje prostora. Pored sopstvene težine i korisnog opterećenja, čelični skelet prima i pritisak vetra na zgradu, u podužnom i poprečnom pravcu.
Skeletne konstrukcije uglavnom imaju takav oblik, da stubovi i povlake čine poprečne okvire. Ovi okviri imaju mahom jednak međusobni razmak u podužnom pravcu zgrade i spojeni su podužnim nosačima. Okviri mogu imati dva ili tri stuba. Priključci podvlaka na stubove mogu biti kruti ili zglobni.
Radi podužnog ukrućenja zgrade postavljaju se vertikalni spregovi u polja bez prozora (sl. 10), ili se sve podvlake spoljnih zidova kruto povežu sa stubovima tako da nastaje okvirna konstrukcija sa mnogobrojnim čvorovima (sl. 11).
Sl. 10
Sl. 11
Od odlučujućeg značaja za ekonomičnost i celishodnost rešenja je izbor materijala za tavanice, unutrašnje i spoljne zidove. Ti materijali moraju imati toplotno i zvučno izolaciono dejstvo, moraju biti laki i otporni prema atmosferskim uticajima, moraju štititi čelične zidove od vatre, rđanja i kondenzacije. Tavanice se izrađuju od betona sa običnom ili ukrštenom armaturom ili od prefabrikovanih betonskih delova.
Mogućnost primene čeličnih skeletnih konstrukcija je vrlo raznovrsna. Primenjuju se pri građenju visokih i poslovnih zgrada, hotela i mnogih industrijskih postrojenja, i ima mnoga preimućstva u odnosu na druge načine građenja. Velika jačina čelika dovodi do srazmerno malih dimenzija nosećih elemenata. Pošto ovde zidovi ne učestvuju u nošenju tereta, oni mogu biti jednake debljine na svim spratovima. Vreme potrebno za građenje čeličnog skeleta je kratko, montaže se mogu obavljati pri svakom vremenu. Promene na konstrukciji se mogu lako sprovesti za vreme montaže pa čak i po preuzimanju zgrade, bez ugrožavanja sigurnosti objekta. Sleganja terena se mogu lako izjednačiti dizanjem stubova bez prekida pogona u samoj zgradi.
Kod ovakvih konstrukcija se primenjuju laki materijali za tavanice i zidove, a sama noseća konstrukcija je takođe laka, te je ukupna sopstvena težina zgrade srazmerno mala. Usled toga je i cena fundiranja mala. Mogu se lako demontirati, pri čemu se mogu ponovo delimično koristiti pojedini čelični delovi.
Visoki stubovi i kule
Visoki stubovi i kule su visoke i vitke konstrukcije, srazmerno malo opterećene, za koje je čelik naročito pogodan materijal.
1. Stubovi za osvetljenje. Radi ravnomernog osvetljenja što je mogućno većih površina, naročito u području železničkih postrojenja i rudnika, podižu se stubovi visine 25 do 40m. Na vrhu se nalazi platforma na kojoj su postavljene instalacije za osvvetljenje. Radi omogućavanja opravke tih instalacija, predviđaju se penjalice (sl. 12), Ugaoni pojasevi, dijagonale i horizontale se izrađuju od ugaonika. Proračun se vrši kao za konstrukcije u zgradarstvu.
Sl. 12
2. Stubovi za tramvajsku mrežu. S obzirom na načina zatezanja nosećeg užeta, potrebna je jednaka otpornost na savijanje u odnosu na sve horizontalne osovine. U zavisnosti od visine, debljina lima iznosi od 8 do 10 mm.
3. Stubovi za mrežu električnih železnica. Oni imaju visinu od 8 do 16 m. Visina zavisi od raspona, a time i od strele nosećeg užeta, koje može da leži upravno ili koso prema provodniku (sl. 12). Presek, koji je dole pravougaoni a gore kvadratni, treba da je što manji. Korisno je da se dijagonale od ugaonika vezuju neposredno za pojaseve, bez čvornih limova. Svaki ugaoni pojas ima na donjem kraju ležišnu ploču, a ceo stub naleže na zajednički temelj za sva četiri pojasa. Stub je vezan za temelj ubetoniranim ankernim zavrtnjevima.
4. Stubovi dalekovoda. Kod važnih dalekovoda visokog napona stubovi se izrađuju skoro isključivo od čelika. Njihova visina zavisi od slobodnog raspona, rasporeda konzola, materijala i dozvoljenih napona, provodnika i zaštitnog užeta na stubu, kao i od teretnih prilika. Takođe je i od uticaja broj sistema naizmenične struje koja se preko stubova prenosi. U zavisnosti od namena razlikuju se sledeće vrste stubova: noseći stubovi za nošenje provodnika u pravcu (sl. 13), ugaoni stubovi sa prelomnim tačkama trase za prijem horizontalnih komponenata provodnika, zatezni stubovi (sl. 13), prilkjučni ili podeoni stubovi koji služe za priključivanje, odn. podelu provodnika u raznim pravcima.
Sl. 13
Stub ima skoro uvek kvadratni presek i izrađuje se od nekoliko delova po visini. Pojasevi i dijagonale se izrađuju od ugaonika. Radi povećanja jačine na izvijanje, delimično se pojasevi ispunjavaju betonom posle montaže. Veza dijagonala i pojaseva se vrši, ukoliko je to konstruktivno mogućno, bez čvornih limova. Manji stubovi, naročito noseći stubovi, ankeruju se za drvene pragove koji su ukopani 3 m. Visoki stubovi se postavljaju isključivo na jedan betonski blok temelj.
Rudnici
Za površinska rudnička postrojenja se primenjuju stručni izrazi, od kojih su najvažniji objašnjeni na sl. 14. Glavni deo rudničkog izvoznog tornja je kula sa vođicama. Visina kule zavisi od visine ulaznog podesta nad terenom, od dužine korpe, od dužine prelaznog puta, od visine odbojnika i visine padanja između odbojnika i hvataljki.
Sl. 14.1.
Sl. 14.2.
U toku godina su se razvili izvesni oblici izvoznih tornjeva, a u zavisnosti od položaja pogonske mašine prema kuli. Ako pri prostom pogonu, a to je kada postoji jedna korpa koja se diže i jedna koja se spušta, korpe vise jedna pored druge, posmatrane sa strane pogonske mašine, to mogu da leže obe obe koturače jedna pored druge na istom podestu, te je tada toranj jednospratan. Na sl. 15 prikazano je rešenje sa četiri koturače jedne uz drugu.
Sl. 15
Ako korpe vise jedna iza druge, koturače moraju ležati jedna iznad druge tako da je u pitanju dvospratni toranj (sl. 16). I kod dvojnog tornja, kada četiri korpe leže jedna pored druge. posmatrajući sa pogonske mašine mogu sve četiri koturače da leže jedna pored druge na jednospratnom tornju (sl. 15).
Ako su, međutim, gledajući sa mašine četiri korpe postavljene jedna iza druge, moraju se na suprotnim stranama tornja postaviti po jedna mašina, a toranj se rešava kao dvospratna konstrukcija sa raširenim donjim delom (sl. 17). Samo kada u blizini okna nema dovoljno mesta za postavljanje mašinske kuće uz toranj, pogonska mašina se postavlja na samu kulu.
Pored izvoznih tornjeva, mogu se u površinske objekte rudnika ubrojiti hale uz okna i prališta u kojima se prerađuje ugalj. Projektovanje ovih objekata zahteva saradnju projektanta čelične konstrukcije sa preduzećem koje isporučuje opremu. Načelno se ovi objekti ne razlikuju od drugih čeličnih konstrukcija, osim što zahtevaju stalno prilagođavanje konstrukcije mašinskoj opremi. Kod jedne radioničke hale npr. može se računati da su svi okviri jednaki, što je međutim retkost kod rudničke hale ili prališta.
Sl. 16
Sl. 17
Konstrukcije od cevi
Cev je najpovoljniji presek za pritisnut štap, koji je u svim pravcima jednako poduprt. Pored toga, kod cevi se može postići najmanja debljina zida. Kod svih drugih preseka ta debljina je više ograničena lokalnom nestabilnošću nego što je to slučaj kod cilindrične cevi. Cevi su naročito neosetljive prema opasnosti od izvijanja uvijanjem, što nije slučaj kod ostalih preseka čeličnih konstrukcija. Pored ovih statičkih prednosti cevi, njihova mana je nepovoljan oblik za prijem momenata savijanja, kao i teško priključivanje debljih cevi pod uglom.
Cevi se mogu izrađivati ili od savijenih limova sa zavarenim podužnim šavom, ili kao bešavno valjane. U oba slučaja je cena cevi viša od cene profila, a s obzirom na teškoće pri izradi. Iz tih razloga su konstrukcije od cevi konkurentne samo pri odgovarajućem smanjenju težine materijala. Cevi se naročito upotrebljavaju kao stubovi zgrada, ukoliko su opterećeni samo normalnim silama. Cevi se takođe primenjuju za stubove podvožnjaka i podzemnih građevina. Sada se često primenjuju i za izradu skela. Radi sprečavanja unutrašnje korozije, treba sve nastavke i priključke, kao i krajnje cevi, potpuno nepropustljivo zavariti.
