Projekt stalowej konstrukcji ramowej w termicznie wymagającym zakładzie produkcyjnym
O projekcie
Obiekt składa się z hali stalowej z dachem dwuspadowym o nachyleniu 6°, obejmującej prostokątny rzut o wymiarach 56,36 x 47,50 metrów. Hala o wysokości 9,48 metrów w kalenicy jest oparta na 12 portalach stalowych rozmieszczonych w rozstawie 5 metrów. Każda rama ma konfigurację czterech słupów – profile HEA300 na krawędziach i HEA260 na osiach wewnętrznych – podpierających dźwigary kratowe z pasami górnym i dolnym HEA200 oraz skratowaniem z profili SHS.
Stateczność poprzeczna zapewniona jest przez sztywność ram, natomiast stateczność podłużna – przez kombinację poziomych i pionowych układów stężających. Siatka konstrukcyjna obejmuje trzy główne strefy stężeń pionowych: jedną centralną i dwie przy szczytach. Fundamenty składają się z żelbetowych stóp fundamentowych połączonych oczepami, z przegubowymi połączeniami między słupami stalowymi a fundamentami za pomocą kotew montowanych przed betonowaniem. Płatwie i rygle ścienne będą wykonane odpowiednio z zimnogiętych przekrojów Z i C, uzupełniając systemy dachu i elewacji.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{3D structural model in SCIA Engineer}}}\]
Croatia
Wyzwania inżynierskie
Proces produkcyjny wymagał wysokiego poziomu wilgotności wewnętrznej, co zmusiło projektanta do ochrony konstrukcji stalowej przed wilgocią od wewnątrz. Izolacja termiczna została zatem umieszczona po wewnętrznej stronie słupów i kratownic – decyzja projektowa, która pozostawiła znaczną część stalowej konstrukcji ramowej narażoną na surowe warunki zewnętrzne. Zgodnie z Eurokodem 1 (EC1) obejmują one zarówno ekstremalne upały letnie, jak i surowe mrozy zimowe, co sprawia, że oddziaływania termiczne stanowią istotny problem konstrukcyjny.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Position of thermal insulation panels}}}\]
Ponieważ większość elementów stalowych podlega nieosłoniętym wahaniom temperatury, w elementach podłużnych i stężeniach pionowych rozwinęły się znaczne siły normalne. Szczególnie dotknięte były belki UG1 podpierające blachę elewacyjną. Belki te nie były wyrównane z poziomymi elementami układu stężeń pionowych (HUS2), co wprowadzało wyraźne mimośrody i złożone drogi przekazywania sił, które musiały być uwzględnione na poziomie połączeń.
Croatia
Rozwiązania i wyniki
Globalny model konstrukcyjny został opracowany w SCIA Engineer 20.0, obejmując wszystkie główne elementy stalowe z wyjątkiem drugorzędnych płatwi i rygli ściennych. Do projektowania złączy zastosowano IDEA StatiCa Connection. Szybka konfiguracja i przejrzysta wizualizacja zachowania złącza pod obciążeniem uczyniły z niego niezbędne narzędzie, szczególnie w przypadku połączeń poddanych podłużnym siłom mimośrodowym.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Steel joint with significant eccentricity of longitudinal forces in IDEA StatiCa Connection }}}\]
Dzięki zastosowaniu IDEA StatiCa zespół inżynierów mógł analizować wzorce deformacji i charakterystyki sztywności połączeń niemal w czasie rzeczywistym. Możliwość ta znacząco zwiększyła dokładność modelu globalnego, szczególnie w zakresie przewidywania przemieszczeń i redystrybucji sił wewnętrznych.
Croatia
Kolejną istotną zaletą był efektywny projekt stalowych płyt podstawy i kotew montowanych przed betonowaniem zgodnie z EN 1992-4. Dedykowany moduł zakotwień w oprogramowaniu zastąpił tradycyjnie żmudny, ręczny proces szybkim, zgodnym z normami i identyfikowalnym rozwiązaniem, znacząco usprawniając cały tok pracy.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Connection of steel column and RC pad foundation in IDEA StatiCa Connection}}}\]
Croatia
O firmie UOIG Nikola Patrk
UOIG Nikola Patrk to małe przedsiębiorstwo założone w 2018 roku (obecnie działające jako jednoosobowy zespół) z siedzibą w Zadarze w Chorwacji. Specjalizuje się w projektowaniu konstrukcji żelbetowych, murowych, stalowych i drewnianych. Nikola Patrk jest inżynierem konstruktorem z ponad 10-letnim doświadczeniem jako projektant współpracujący i główny projektant przy projektach o różnej skali i przeznaczeniu.