Belangrijke opmerking van een deskundige: Dit is een educatieve archieftekst, geen actuele ontwerpspecificatie, statische berekening, bewijs van draagvermogen of productie- en montage-instructies. Het ontwerp van hallen, koepels, skeletten, hoge kolommen, torens, mijn- en pijpconstructies vereist een geautoriseerde ontwerper, geotechnische en andere gezaghebbende funderingen, feitelijke effecten, stabiliteit, vermoeiing, brand- en corrosiecontroles, evenals geldige voorschriften en normen.
Het ontwerp en de constructie van staalconstructies maakt geen deel uit van het huidige openbare aanbod van Savo Kusić. De huidige productiefocus bestaat uit houten ramen, houten-aluminium ramen en op maat gemaakte deuren.
industriële hallen
1. Koepels. Er zijn koepels waarin alle staven op het oppervlak van de koepel liggen, die ruimtelijke systemen vormen, terwijl in andere de koepels worden gevormd door de radiale opstelling van individuele bevestigingsmiddelen. Koepels die ruimtelijke roosters zijn, kunnen de volgende vormen hebben:
- Schwedler’s koepels, waarbij de ribben radiaal zijn en met elkaar verbonden door horizontale balken (fig. 1)
- Mesh-koepels, waarvan het oppervlak bestaat uit een netwerk van driehoeken, zonder radiale ribben, maar met omringende banden met hetzelfde aantal hoeken (fig. 2). Als zo’n koepel gebaseerd is op een regelmatige veelhoek met een even aantal zijden, is het systeem onstabiel en onbruikbaar zonder speciale stabilisatie.
- Zimmerman-koepels, waar er, vergelijkbaar met Schwedler- en mesh-koepels, horizontale ringen zijn, maar het aantal hoeken op de ringen neemt geleidelijk af naarmate de hoogte van de ringen toeneemt. Het voordeel van Zimmerman-koepels ten opzichte van Schwedler-koepels en gaaskoepels is dat er alleen verticale krachten ontstaan op de hoeken van het onderste deel, terwijl horizontale krachten van de wind in de lengterichting door het midden van de wanden worden opgevangen (fig. 3).
- Gladde of plaatvormige koepels, waarbij, net als bij gaas, alle individuele oppervlakken driehoekig zijn, terwijl de ondersteuningsmethode vergelijkbaar is met die van Zimmerman-koepels (fig. 4).
- Tentdaken, waarbij de ribben rechtlijnig zijn (fig. 5).
Afb. 1, 2, 3, 4 respectievelijk
Afb. 5
2. Sporthallen. De constructie van sporthallen wordt bepaald door de vorm van de arena en de zitopstelling. Pijlers worden vermeden, zodat waarnemers een duidelijk zicht hebben op het gehele interieur.
3. Tentoonstellingshallen. Bij tentoonstellingshallen wordt een rechthoekige basis gebruikt, zodat de plaatsing van bevestigingsmiddelen het eenvoudigst is. Soms zijn er interne kolommen voorzien, maar er is een grotere vrijheid in de verdeling van de ruimte als er geen kolommen in de hal staan.
4. Workshopzalen. Het project van een staalconstructie voor een werkplaatshal komt tot stand door de medewerking van een bedieningsdeskundige, een kraanontwerper en een ontwerper van staalconstructies. Afhankelijk van de indeling van de machines en het werkplan bepaalt de aandrijfspecialist de afmetingen van de basis en de onderlinge afstand van de kolommen. Ook bepaalt hij de vulling van de muren, de dakbedekking en de funderingswijze, naar het oordeel van bouwdeskundigen. De kraanontwerper bepaalt zelf de gewichten van de loopkatten en kranen, de wielafstanden en de meest ongunstige wieldrukken. Op basis van de gegevens van de bedieningsdeskundige en de kraanontwerper bepaalt de staalconstructieontwerper de draagconstructie van de hal. De kraansteunen dienen zo stijf mogelijk te zijn en indien nodig uitgevoerd met een overhang, zodat bij het passeren van een zwaarbelaste kraan de kraanrail horizontaal ligt en er dus voor een relatief kleine kraanmotor gekozen kan worden.
5, Zaagvormige hallen. Zaagvormige hallen worden over het algemeen gebouwd wanneer een uniforme verlichting vereist is en het directe binnendringen van zonlicht in de hal moet worden vermeden. Dit is vooral belangrijk in productie- en magazijnhallen van de textielindustrie. Gezaagde daken hebben kale glasoppervlakken 60o tot 90o, terwijl de helling van het massieve oppervlak 30o is. Het glazen oppervlak wordt geplaatst aan de kant waar geen zon is, dat wil zeggen richting het noorden. Bij het ontwerp van gezaagde daken moet rekening worden gehouden met een hele reeks problemen, waarvan de oplossing de gezaghebbende mening van de investeerder is, namelijk: de dakbedekking kan worden gemaakt van lichte montageplaten of tegels op een houten ondergrond, gezaagde bevestigingsmiddelen kunnen roosters zijn (fig. 6), frames met drie verbindingen (fig. 7), of frames op twee verbindingen met spanning (sl 8). De roosteroplossing heeft het minste gewicht, maar heeft als nadeel dat het rooster blijft plakken, b.v. in de textielindustrie houden ze wolpluis vast. Als het doel is om zo min mogelijk kolommen in het interieur van het gebouw te hebben, kan een oplossing worden toegepast met grote overspanningsroosters in beide dakvlakken, die elkaar ondersteunen en aan de uiteinden worden ondersteund door roostersteunen.
Afb. 6
Afb. 7
Sl. 8
Constructies voor botenhuizen
De constructies boven de overloop dragen de hangende draaikranen. Ze worden gebruikt voor de ruwe montage van schepen voor de zee- en riviervaart. Met deze constructies concurreren hoogzwenkkranen en kabelkranen. Op afb. 9 toont de constructie op de scheepshelling van Nordseewerke Emden. Gewicht 3000 t, gebouwd 1912.
Afb. 9
Stalen skeletconstructies
Staalskeletconstructie is een constructie met meerdere verdiepingen, waarvan de kolommen, steunen en liggers van staal zelf de belastingen van de fundering overbrengen van het eigen gewicht van andere materialen, evenals van nuttige belastingen. Externe en interne muren dienen alleen om de ruimte te omsluiten. Naast het eigen gewicht en de nuttige belasting krijgt het staalskelet ook winddruk op het gebouw, in de lengte- en dwarsrichting.
Skeletconstructies hebben over het algemeen een zodanige vorm dat kolommen en balken dwarsframes vormen. Deze spanten hebben in de lengterichting van het gebouw ongeveer dezelfde onderlinge afstand en zijn verbonden door langssteunen. Frames kunnen twee of drie palen hebben. Verbindingen van de onderconstructie met de kolommen kunnen star of scharnierend zijn.
Om het gebouw in de lengterichting te verstevigen, worden verticale verbindingen geplaatst in velden zonder ramen (fig. 10), of worden alle steunen van de buitenmuren star verbonden met de kolommen zodat een framestructuur met talrijke knooppunten ontstaat (fig. 11).
Afb. 10
Afb. 11
De materiaalkeuze voor plafonds, binnen- en buitenmuren is van doorslaggevend belang voor de economie en het gemak van de oplossing. Die materialen moeten een thermische en geluidsisolerende werking hebben, ze moeten licht zijn en bestand tegen atmosferische invloeden, ze moeten stalen wanden beschermen tegen brand, roest en condensatie. Plafonds zijn gemaakt van beton met gewone of gekruiste wapening of van geprefabriceerde betondelen.
De mogelijkheden voor het toepassen van staalskeletconstructies zijn zeer divers. Ze worden gebruikt bij de constructie van hoogbouw en commerciële gebouwen, hotels en veel industriële installaties, en hebben veel voordelen ten opzichte van andere bouwmethoden. De hoge sterkte van het staal leidt tot relatief kleine afmetingen van de steunelementen. Omdat de muren hier niet deelnemen aan het dragen van de last, kunnen ze op alle verdiepingen even dik zijn. De tijd die nodig is voor de opbouw van het staalskelet is kort, de montage kan onder alle weersomstandigheden plaatsvinden. Tijdens de montage en zelfs na overname van het gebouw kunnen wijzigingen aan de constructie eenvoudig worden doorgevoerd, zonder dat de veiligheid van het gebouw in gevaar komt. Bodemdaling kan eenvoudig worden gecompenseerd door kolommen op te heffen zonder de werking van het gebouw zelf te onderbreken.
In dergelijke constructies worden lichte materialen gebruikt voor plafonds en wanden, en de draagconstructie zelf is ook licht, waardoor het totale eigengewicht van het gebouw relatief klein is. Hierdoor zijn de financieringskosten laag. Ze zijn eenvoudig te demonteren, waarbij individuele stalen onderdelen gedeeltelijk hergebruikt kunnen worden.
Hoge pijlers en torens
Hoge kolommen en torens zijn lange en slanke constructies, relatief licht belast, waarvoor staal een bijzonder geschikt materiaal is.
1. Verlichtingsmasten. Omwille van een uniforme verlichting van een zo groot mogelijke ruimte, vooral op het gebied van spoorwegfaciliteiten en mijnen, worden kolommen met een hoogte van 25 tot 40m geplaatst. Bovenaan bevindt zich een platform waarop de verlichtingsinstallaties worden geplaatst. Om de reparatie van deze installaties mogelijk te maken, zijn speeltoestellen voorzien (fig. 12), hoekbanden, diagonalen en horizontale lijnen zijn gemaakt van hoeken. De berekening wordt gemaakt zoals voor constructies in de bouwnijverheid.
Afb. 12
2. Polen voor het tramnetwerk. Gezien de manier waarop het steuntouw wordt gespannen, is een gelijke buigweerstand vereist ten opzichte van alle horizontale assen. Afhankelijk van de hoogte varieert de plaatdikte van 8 tot 10 mm.
3. Palen voor het elektrische spoorwegnet. Ze variëren in hoogte van 8 tot 16 m. De hoogte is afhankelijk van de overspanning, en dus van de pijl van het steuntouw, die verticaal of schuin ten opzichte van de geleider kan liggen (fig. 12). Het gedeelte, dat aan de onderkant rechthoekig en aan de bovenkant vierkant is, moet zo klein mogelijk zijn. Het is handig om de diagonalen vanuit de hoeken rechtstreeks aan de riemen te binden, zonder geknoopte vellen. Elke hoekband heeft aan de onderkant een draagplaat en de hele kolom rust op een gemeenschappelijke fundering voor alle vier de banden. De kolom wordt met betonnen ankerbouten aan de fundering bevestigd.
4. Hoogspanningslijnpalen. Bij belangrijke hoogspanningslijnen zijn de palen vrijwel uitsluitend van staal gemaakt. Hun hoogte is afhankelijk van de vrije overspanning, opstelling van consoles, materialen en toegestane spanningen, geleiders en beschermtouw op de paal, evenals van de belastingsomstandigheden. Ook het aantal wisselstroomsystemen dat over de polen wordt geleid, is van invloed. Afhankelijk van het doel worden de volgende soorten palen onderscheiden: steunpalen voor het in de richting dragen van geleiders (fig. 13), hoekpalen met breekpunten van het traject voor het ontvangen van horizontale componenten van de geleider, spanpalen (fig. 13), verbindings- of splitspalen die worden gebruikt voor verbinding, of het verdelen van de geleider in verschillende richtingen.
Afb. 13
De kolom heeft vrijwel altijd een vierkante doorsnede en is opgebouwd uit meerdere delen in de hoogte. Riemen en diagonalen zijn gemaakt vanuit hoeken. Om de kniksterkte te vergroten worden de banden na montage gedeeltelijk gevuld met beton. De verbinding van diagonalen en riemen gebeurt, indien structureel mogelijk, zonder knoopplaten. Kleinere kolommen, vooral steunkolommen, worden verankerd aan houten dwarsliggers die ingegraven zijn 3 m. Hoge kolommen worden uitsluitend op één betonnen blokfundering geplaatst.
Mijnen
Voor dagbouwfaciliteiten worden professionele termen toegepast, waarvan de belangrijkste worden uitgelegd in afb. 14. Het grootste deel van de exporttoren van de mijn is de gidstoren. De hoogte van de toren is afhankelijk van de hoogte van het toegangsplatform boven het veld, van de lengte van de mand, van de lengte van de doorgang, van de hoogte van de bumper en de hoogte van de val tussen de bumper en de grepen.
Afb. 14.1.
Afb. 14.2.
In de loop der jaren zijn bepaalde vormen van exporttorens ontwikkeld, afhankelijk van de positie van de aandrijfmachine ten opzichte van de toren. Als tijdens een eenvoudige rit, dat wil zeggen wanneer er één mand omhoog gaat en één die omlaag gaat, de manden naast elkaar hangen, gezien vanaf de zijkant van de aandrijfmachine, dan kunnen beide rollen naast elkaar op hetzelfde platform liggen, en dan is de toren gelijkvloers. Op afb. 15 toont een oplossing met vier rollen naast elkaar.
Afb. 15
Als de manden achter elkaar hangen, moeten de rollen boven elkaar liggen, zodat het een toren van twee verdiepingen wordt (fig. 16). En bij de dubbele toren, waarbij vier manden naast elkaar liggen. gezien vanaf de aandrijfmachine kunnen alle vier de rollen naast elkaar op een toren van één verdieping liggen (fig. 15).
Als er echter vanuit de machine vier manden achter elkaar worden geplaatst, moet één machine aan weerszijden van de toren worden geplaatst en wordt de toren opgelost als een constructie van twee verdiepingen met een gespreid onderste deel (fig. 17). Alleen wanneer er niet genoeg ruimte is nabij de schacht om het machinehuis naast de toren te plaatsen, wordt de aandrijfmachine op de toren zelf geplaatst.
Naast de exporttorens kunnen de oppervlaktefaciliteiten van de mijn bestaan uit hallen met schachten en wasruimtes waar steenkool wordt verwerkt. Het ontwerp van deze faciliteiten vereist de samenwerking van de ontwerper van de staalconstructie met het bedrijf dat de apparatuur levert. In principe verschillen deze objecten niet van andere staalconstructies, behalve dat ze een constante aanpassing van de constructie aan de mechanische uitrusting vereisen. In één werkplaatshal kan bijvoorbeeld worden aangenomen dat alle frames gelijk zijn, wat echter zelden voorkomt in een mijnhal of wasserij.
Afb. 16
Afb. 17
Leidingconstructies
De buis heeft de meest gunstige doorsnede voor een geperste staaf, die in alle richtingen gelijkmatig wordt ondersteund. Bovendien kan met buizen de kleinste wanddikte worden bereikt. Bij alle andere profielen wordt deze dikte meer beperkt door lokale instabiliteit dan bij een cilindrische buis. Leidingen zijn bijzonder ongevoelig voor het risico van torderen, wat bij andere delen van staalconstructies niet het geval is. Naast deze statische voordelen van de buizen, is hun nadeel een ongunstige vorm voor het opvangen van buigmomenten, evenals de moeilijke verbinding van dikkere buizen onder een hoek.
Buizen kunnen worden gemaakt van gebogen platen met een gelaste langsnaad, of als naadloze rollen. In beide gevallen is de prijs van de buis hoger dan de prijs van het profiel, gezien de productieproblemen. Om deze redenen zijn buisconstructies alleen concurrerend met een overeenkomstige vermindering van het materiaalgewicht. Leidingen worden vooral gebruikt als pijlers van gebouwen, als ze alleen met normale krachten worden belast. Leidingen worden ook gebruikt voor pijlers van onderdoorgangen en ondergrondse constructies. Nu worden ze vaak gebruikt om steigers te maken. Om interne corrosie te voorkomen, moeten alle verlengstukken en aansluitingen, evenals de eindleidingen, volledig worden afgedicht.
Toepassingsopmerking: Historische voorbeelden, afmetingen, typologieën en beweringen over systeemeconomie of -gemak mogen niet worden gebruikt als vervanging voor huidige normen, locatieomstandigheden, technische kenmerken van materialen en apparatuur of deskundige verificatie van specifieke constructies.