Dôležitá odborná poznámka: Toto je archívny vzdelávací text, nie aktuálna špecifikácia návrhu, statický výpočet, doklad o nosnosti alebo návod na výrobu a montáž. Návrh hál, kupol, skeletov, vysokých stĺpov, veží, banských a potrubných konštrukcií vyžaduje autorizovaného projektanta, geotechnické a iné smerodajné základy, skutočné účinky, kontrolu stability, únavy, požiaru a korózie, ako aj platné predpisy a normy.
Projektovanie a výstavba oceľových konštrukcií nie je súčasťou aktuálnej verejnej ponuky Savo Kusić. Dnešné výrobné zameranie pozostáva z drevené okná, drevo-hliníkové okná a zakázkové dvere.
priemyselných hál
1. Kopule. Existujú kupoly, v ktorých všetky tyče ležia na povrchu kupoly, ktoré tvoria priestorové systémy, zatiaľ čo v iných sú kupoly tvorené radiálnym usporiadaním jednotlivých väzieb. Kopule, ktoré sú priestorovými mriežkami, môžu mať nasledujúce tvary:
- Schwedlerove kupoly, kde sú rebrá radiálne a navzájom spojené horizontálnymi nosníkmi (obr. 1)
- Sieťované kupoly, ktorých povrch pozostáva zo siete trojuholníkov, bez radiálnych rebier, ale s obklopujúcimi pásmi s rovnakým počtom uhlov (obr.2). Ak je takáto kupola založená na pravidelnom polygóne s párnym počtom strán, systém je nestabilný a bez špeciálnej stabilizácie nepoužiteľný.
- Zimmermanove kupoly, kde sú podobne ako Schwedlerove a sieťové kupoly vodorovné prstence, ale počet uhlov na prstencoch sa postupne zmenšuje s rastúcou výškou prstencov. Výhodou Zimmermanových kupol v porovnaní so Schwedlerovými kupolami a sieťovými kupolami je, že v rohoch spodnej časti vznikajú iba vertikálne sily, zatiaľ čo horizontálne sily od vetra sú prijímané stredom stien v pozdĺžnom smere (obr. 3).
- Hladké alebo doskové kupoly, v ktorých sú všetky jednotlivé plochy rovnako ako v sieťových kupolách trojuholníkové, pričom spôsob podopretia je podobný ako pri Zimmermanových kupolách (obr.4).
- Stanové strechy, ktorých rebrá sú priamočiare (obr.5).
Obr. 1, 2, 3, 4 respektíve
Sl.5
2. Športové haly. Konštrukcia športových hál je daná tvarom arény a usporiadaním sedenia. Stĺpy sa vyhýbajú, takže pozorovatelia majú jasný výhľad na celý interiér.
3. Výstavné siene. V prípade výstavných hál sa používa obdĺžniková základňa, aby bolo usporiadanie upevňovacích prvkov čo najjednoduchšie. Niekedy sa počíta aj s vnútornými stĺpmi, ale ak v hale nie sú stĺpy, existuje väčšia voľnosť v rozmiestnení priestoru.
4. Dielenské haly. Projekt oceľovej konštrukcie dielenskej haly vzniká spoluprácou prevádzkového odborníka, projektanta žeriavov a projektanta oceľovej konštrukcie. Špecialista na pohony určí rozmery základne a rozstup stĺpov podľa rozmiestnenia strojov a plánu práce. Podľa názoru stavebných odborníkov určuje aj výplň stien, strešnú krytinu ako aj spôsoby zakladania. Konštruktér žeriavov určuje vlastné hmotnosti vozíkov a žeriavov, rozstupy kolies a najnepriaznivejšie tlaky kolies. Na základe údajov prevádzkového odborníka a projektanta žeriavov určí projektant oceľovej konštrukcie nosnú konštrukciu haly. Podpery žeriavu by mali byť čo najtuhšie a v prípade potreby riešené s presahom, aby pri prejazde silne zaťaženého žeriavu mala žeriavová koľajnica vodorovnú polohu a tak bolo možné zvoliť relatívne malý žeriavový motor.
5, Haly v tvare píly. Haly v tvare píly sa vo všeobecnosti stavajú vtedy, keď sa vyžaduje rovnomerné osvetlenie a je potrebné zabrániť priamemu prenikaniu slnečného svetla do interiéru haly. To je dôležité najmä vo výrobných a skladových halách textilného priemyslu. Rezané strechy majú holé zasklené plochy60chystá sa90o, pričom sklon masívneho povrchu činí až30o. Presklená plocha je umiestnená na strane, kde nie je slnko, teda smerom na sever. Pri navrhovaní rezaných striech treba brať do úvahy celý rad problémov, ktorých riešenie je smerodajným názorom investora, a to: strešná krytina môže byť z ľahkých prefabrikovaných panelov alebo škridiel na drevenom podklade, rezané spojovacie prvky môžu byť mriežky (obr.6), rámy s tromi spojmi (obr.7), alebo rámy na dvoch spojoch s ťahom (obr8). Najmenšiu váhu má mriežkové riešenie, ale majú nevýhodu, že mriežka sa prilepí napr. v textilnom priemysle zadržiavajú vlnené vlákna. Ak je cieľom mať v interiéri budovy čo najmenej stĺpov, možno v oboch strešných rovinách uplatniť riešenie s veľkorozponovými roštmi, ktoré sa navzájom podopierajú a na koncoch sú podopreté na roštových podperách.
Obr. 6
Sl.7
Sl. 8
Konštrukcie pre kormidlá
Konštrukcie nad sklzom nesú závesné otočné žeriavy. Používajú sa na hrubú montáž plavidiel pre námornú a riečnu dopravu. Týmto konštrukciám konkurujú vysoké otočné žeriavy a lanové žeriavy. Na obr.9je zobrazená konštrukcia na podvozku spoločnosti Nordseewerke Emden. Hmotnosť3000t, postavený1912.
Sl.9
Oceľové skeletové konštrukcie
Oceľová skeletová konštrukcia je konštrukcia s niekoľkými poschodiami, ktorej stĺpy, podpery a nosníky vyrobené z ocele samy prenášajú na základ zaťaženie od vlastnej hmotnosti iných materiálov, ako aj užitočné zaťaženia. Vonkajšie a vnútorné steny slúžia len na uzavretie priestoru. Oceľový skelet okrem vlastnej hmotnosti a užitočného zaťaženia prijíma aj tlak vetra na budovu, a to v pozdĺžnom a priečnom smere.
Skeletové konštrukcie majú vo všeobecnosti taký tvar, že stĺpy a nosníky tvoria priečne rámy. Tieto rámy majú medzi sebou zhruba rovnakú vzdialenosť v pozdĺžnom smere budovy a sú spojené pozdĺžnymi podperami. Rámy môžu mať dva alebo tri stĺpiky. Pripojenia spodnej konštrukcie k stĺpom môžu byť pevné alebo kĺbové.
Na pozdĺžne vystuženie budovy sa v poliach bez okien umiestnia zvislé škáry (obr. 10), alebo sú všetky podpery vonkajších stien pevne spojené so stĺpmi tak, aby vznikla rámová konštrukcia s početnými uzlami (obr. 11).
Obr. 10
Sl.11
Výber materiálov pre stropy, vnútorné a vonkajšie steny má rozhodujúci význam pre hospodárnosť a účelnosť riešenia. Tieto materiály musia mať tepelnú a zvukovú izoláciu, musia byť ľahké a odolné voči atmosférickým vplyvom, musia chrániť oceľové steny pred požiarom, hrdzavením a kondenzáciou. Stropy sú vyrobené z betónu s obyčajnou alebo kríženou výstužou alebo z prefabrikovaných betónových dielcov.
Možnosť aplikácie oceľových skeletových konštrukcií je veľmi rôznorodá. Používajú sa pri výstavbe výškových a komerčných budov, hotelov a mnohých priemyselných závodov a v porovnaní s inými stavebnými metódami majú mnoho výhod. Vysoká pevnosť ocele vedie k relatívne malým rozmerom nosných prvkov. Keďže steny sa tu nezúčastňujú na prenášaní zaťaženia, môžu mať rovnakú hrúbku na všetkých podlažiach. Čas potrebný na stavbu oceľového skeletu je krátky, montáž je možné vykonať za každého počasia. Zmeny na konštrukcii je možné jednoducho realizovať pri montáži a aj po prevzatí stavby bez ohrozenia bezpečnosti stavby. Pokles pôdy možno ľahko vyrovnať zdvihnutím stĺpov bez prerušenia prevádzky samotnej budovy.
Pri takýchto konštrukciách sa na stropy a steny používajú ľahké materiály a ľahká je aj samotná nosná konštrukcia, takže celková vlastná hmotnosť budovy je relatívne malá. V dôsledku toho sú náklady na financovanie nízke. Dajú sa ľahko demontovať, pričom jednotlivé oceľové diely možno čiastočne znovu použiť.
Vysoké stĺpy a veže
Vysoké stĺpy a veže sú vysoké a štíhle konštrukcie, relatívne málo zaťažené, pre ktoré je oceľ obzvlášť vhodným materiálom.
1. Osvetľovacie stožiare. Z dôvodu rovnomerného osvetlenia čo najväčších plôch, najmä v oblasti železničných zariadení a baní, sa stavajú stĺpy výšky 25 až 40m. V hornej časti je plošina, na ktorej sú umiestnené osvetľovacie inštalácie. Na umožnenie opravy týchto inštalácií sa počíta s preliezačkami (obr. 12), Rohové pásy, diagonály a horizontály sú vyrobené z uholníkov. Výpočet sa robí ako pre konštrukcie v stavebníctve.
Obr. 12
2. Stĺpiky pre električkovú sieť. Vzhľadom na spôsob napínania nosného lana je potrebná rovnaká odolnosť proti ohybu vo vzťahu ku všetkým horizontálnym osám. V závislosti od výšky sa hrúbka plechu pohybuje od 8 do 10 mm.
3. Stĺpiky pre sieť elektrických železníc. Ich výška sa pohybuje od 8 do 16 m. Výška závisí od rozpätia, a teda od šípky nosného lana, ktoré môže ležať kolmo alebo šikmo k vodiču (obr. 12). Časť, ktorá je v spodnej časti obdĺžniková a v hornej časti štvorcová, by mala byť čo najmenšia. Uhlopriečky z rohov je účelné viazať priamo na pásy, bez zauzlených listov. Každý rohový pás má na spodnom konci nosnú dosku a celý stĺp spočíva na spoločnom základe pre všetky štyri pásy. Stĺp je pripevnený k základu pomocou betónových kotevných skrutiek.
4. Stĺpy elektrického vedenia. V prípade dôležitých vysokonapäťových prenosových vedení sú stožiare vyrobené takmer výlučne z ocele. Ich výška závisí od voľného rozpätia, usporiadania konzol, materiálov a povolených napätí, vodičov a ochranného lana na stĺpe, ako aj od podmienok zaťaženia. Vplyv má aj počet systémov striedavého prúdu, ktoré sa prenášajú cez póly. V závislosti od účelu sa rozlišujú tieto typy stožiarov: nosné stožiare na vedenie vodičov v smere (obr.13), rohové stĺpiky s bodmi prerušenia trasy na uloženie horizontálnych komponentov vodičov, napínacie stĺpiky (obr.13), spojovacie alebo delené póly slúžiace na spájanie, prípadne delenie vodičov v rôznych smeroch.
Obr. 13
Stĺp má takmer vždy štvorcový prierez a je vyrobený z niekoľkých častí na výšku. Pásy a diagonály sú vyrobené z uhlov. Pre zvýšenie pevnosti vo vzpere sú pásy po montáži čiastočne vyplnené betónom. Spojenie uhlopriečok a pásov sa vykonáva, ak je to konštrukčne možné, bez uzlových plechov. Menšie stĺpy, najmä nosné, sa kotvia do drevených podvalov, ktoré sú zakopané3 m. Vysoké stĺpy sa umiestňujú výlučne na jeden betónový blokový základ.
Míny
Pre povrchové banské zariadenia sa používajú odborné termíny, z ktorých najdôležitejšie sú vysvetlené na obr. 14. Hlavnou časťou vývoznej veže bane je vodiaca veža. Výška veže závisí od výšky nástupnej plošiny nad ihriskom, od dĺžky koša, od dĺžky priechodu, od výšky nárazníka a výšky pádu medzi nárazníkom a madlami.
Obr. 14.1.
Obr. 14.2.
V priebehu rokov boli vyvinuté určité formy exportných veží v závislosti od polohy hnacieho stroja smerom k veži. Ak pri jednoduchom pohone, teda keď je jeden kôš, ktorý ide hore a jeden dole, visia koše vedľa seba, pri pohľade zo strany hnacieho stroja, tak oba valce môžu ležať vedľa seba na tej istej plošine a potom je veža jednoposchodová. Na obr. 15 ukazuje riešenie so štyrmi valcami vedľa seba.
Obr. 15
Ak koše visia za sebou, valčeky musia ležať nad sebou, aby išlo o dvojposchodovú vežu (obr. 16). A pri dvojveži, keď vedľa seba ležia štyri koše. pri pohľade z hnacieho stroja môžu všetky štyri valce ležať vedľa seba na jednoposchodovej veži (obr. 15).
Ak sú však pri pohľade od stroja umiestnené štyri koše za sebou, jeden stroj musí byť umiestnený na protiľahlých stranách veže a veža je riešená ako dvojposchodová s roztiahnutou spodnou časťou (obr. 17). Až keď v blízkosti šachty nie je dostatok miesta na umiestnenie strojovne vedľa veže, hnací stroj sa umiestni na samotnú vežu.
Popri exportných vežiach môžu povrchové objekty bane zahŕňať haly so šachtami a umývacie miestnosti, kde sa spracováva uhlie. Návrh týchto zariadení vyžaduje spoluprácu projektanta oceľovej konštrukcie s firmou, ktorá zariadenie dodáva. V zásade sa tieto objekty nelíšia od ostatných oceľových konštrukcií, okrem toho, že vyžadujú neustále prispôsobovanie konštrukcie mechanickému zariadeniu. Napríklad v jednej dielenskej hale možno uvažovať, že všetky rámy sú si rovné, čo je však v banskej hale alebo práčovni zriedkavé.
Obr. 16
Obr. 17
Potrubné konštrukcie
Potrubie je najvhodnejším prierezom pre lisovanú tyč, ktorá je rovnako podopretá vo všetkých smeroch. Navyše najmenšiu hrúbku steny možno dosiahnuť pomocou rúr. Vo všetkých ostatných sekciách je táto hrúbka obmedzenejšia lokálnou nestabilitou ako v prípade valcovej rúrky. Rúry sú obzvlášť necitlivé na riziko krútenia, čo nie je prípad iných častí oceľových konštrukcií. Okrem týchto statických výhod rúr je ich nevýhodou nevýhodný tvar pre zachytávanie ohybových momentov, ako aj náročné spojenie hrubších rúr pod uhlom.
Rúry môžu byť vyrobené buď z ohýbaných plechov so zváraným pozdĺžnym švom, alebo ako bezšvíkové zvitky. V oboch prípadoch je cena potrubia vyššia ako cena profilu, vzhľadom na ťažkosti pri výrobe. Z týchto dôvodov sú rúrkové konštrukcie konkurencieschopné len so zodpovedajúcim znížením hmotnosti materiálu. Rúry sa používajú najmä ako piliere budov, ak sú zaťažované len normálnymi silami. Rúry sa používajú aj na piliere podchodov a podzemných stavieb. Teraz sa často používajú na výrobu lešenia. Aby sa predišlo vnútornej korózii, všetky armatúry a spoje, ako aj koncové potrubia, by mali byť úplne utesnené.
Poznámka k aplikácii: Historické príklady, rozmery, typológie a tvrdenia o hospodárnosti alebo pohodlnosti systému sa nesmú používať ako náhrada súčasných noriem, podmienok na stavenisku, technických charakteristík materiálov a zariadení alebo odborného overenia konkrétnej stavby.