Rodzaje kratownic stalowych – zastosowanie i charakterystyka

Zastosowanie kratownic stalowych w budownictwie jest bardzo szerokie. Ich rolą jest przenoszenie obciążeń w taki sposób, aby oparta na nich konstrukcja stalowa hali była stabilna i bezpieczna. W niniejszym artykule opowiemy o tym, czym są kratownice, z czego się składają, a także do czego są powszechnie wykorzystywane.

Zastosowanie kratownic – dlaczego konstrukcje stalowe odgrywają tak ważną rolę w budownictwie?

Bez kratownic stalowych nie sposób wyobrazić sobie nowoczesnego budownictwa. To one odgrywają kluczową rolę w konstruowaniu budynków wielkopowierzchniowych takich jak hale lub magazyny. W poniższym artykule przyjrzymy się podstawowym rodzajom kratownic, które są wykorzystywane nie tylko do budowy obiektów handlowo-przemysłowych, ale też masztów i mostów.

Czym są kratownice systemowe?

Kratownice stalowe to struktury, które składają się z prętów połączonych ze sobą w węzłach. Całość tworzy system trójkątów, które równomiernie rozkładają obciążenie – zwłaszcza w odniesieniu do przenoszenia sił rozciągających i ściskających. Geometria kratownic sprawia, że zaprojektowana w ten sposób konstrukcja zyskuje określone właściwości. Dlatego w niniejszym artykule nie skupiamy się wyłącznie na samej definicji kratownicy jako takiej, lecz również na jej właściwościach konstrukcyjnych.

Jakie są rodzaje konstrukcji stalowych? Jakie skutki niesie ze sobą projektowanie kratownic w określony sposób?

Kratownice płaskie – co to za rozwiązanie?

Kratownice płaskie składają się z prętów, które – jak sama nazwa wskazuje – są rozmieszczone w jednej płaszczyźnie. Dzięki temu wykorzystuje się je głównie do produkcji konstrukcji dachowych i stropowych. Zastosowanie tychże kratownic jest bardzo szerokie. Używa się ich m.in. do budowy hal, magazynów, oraz budowy mostów, w przypadku których rozpiętość w poziomie jest kluczowa.

Zalety kratownic płaskich to łatwość montażu i niska cena produkcji. Dzięki temu są one idealnym wyborem przy standardowych projektach hal i magazynów.

Kratownice przestrzenne – czym są?

To struktury wyróżniające się znacznie większym stopniem złożoności niż kratownice płaskie. Przestrzenne kratownice rozmieszczone są w trzech wymiarach, zapewniając budynkom lepszą stabilność nawet w przypadku wystąpienia znacznych obciążeń miejscowych. Znajdują one zastosowanie w budowie stadionów, centrów handlowych, aren i wielu innych reprezentatywnych obiektów o dużej rozpiętości, które muszą zachowywać stabilność i odporność na obciążenia dynamiczne.

Kluczową zaletą kratownic stalowych przestrzennych jest zwiększona odporność na działanie sił bocznych, a także na występowanie deformacji.

Kratownice o zmiennej wysokości – jak działają?

Kratownice o zmiennej wysokości wyróżniają się przede wszystkim tym, że ich wysokość wzdłuż całej długości jest zmienna, dzięki czemu można łatwiej dopasować ich strukturę do zmiennych obciążeń oddziałujących na konstrukcję. Używa się ich przede wszystkim do budowy mostów i estakad.

Jakie zalety mają kratownice o zmiennej wysokości? Najważniejszą z nich jest zdolność do optymalizacji zużycia materiału, co przekłada się obniżenie kosztów produkcji i eksploatacji, a także zwiększa efektywność inwestycji.

Kratownice łukowe – co warto o nich wiedzieć?

Kolejnym rodzajem kratownic, który warto omówić, są kratownice łukowe. Ich kształt przypomina łuk, dzięki czemu mogą skuteczniej przenosić obciążenia, wykorzystując do tego celu swą naturalną, łukową geometrię. Używa się ich m.in. podczas budowy mostów łukowych oraz budynków o dość nietypowych kształtach, w tym hali widowiskowych, a także centr sportowych.

Konstrukcja kratownicy łukowej ma wiele zalet. Dzięki nim można budować estetycznie wyglądające budynki, które jednocześnie charakteryzują się zwiększoną wytrzymałością na obciążenia mechaniczne.

Kratownice kratowe, czyli dźwigary kratowe

Konstrukcja kratownic kratowych jest dość skomplikowana. Często w jej skład wchodzą różnego rodzaju usztywnienia, które umożliwiają bezpieczne rozłożenie obciążeń z całej powierzchni nośnej budynku. Używa się ich do budowy konstrukcji wielkogabarytowych, dźwigarów oraz belek nośnych.

Zaletą kratownic kratowych jest zdolność do wytrzymywania znacznych obciążeń przy jednoczesnym, minimalnym zużyciu surowca.

Zalety i wady kratownic stalowych

Niezależnie od rodzaju kratownicy, jej konstrukcja ma zarówno zalety i wady. Do zalet należy przede wszystkim lekkość. Konstrukcje stalowe kratownic składają się z prętów, co oznacza, że są stosunkowo lekkie, a ich masa jest zdecydowanie niższa niż w przypadku tradycyjnych belek. Poza tym dzięki systemowi trójkąta, konstrukcja kratownicy wyróżnia się ponadprzeciętną wytrzymałością. Warto też pamiętać, że główne elementy kratownicy można łączyć ze sobą w elastyczny sposób, dzięki czemu można dostosować ich kształt do niemal każdego projektu.

Czy kratownice mają wady? Tak, ale nie są to ograniczenia konstrukcyjne. Największą wadą są oczywiście koszty produkcji i montażu, które zależą od typów węzłów kratownic oraz od rozkładu prętów konstrukcyjnych. Wadą są też wymagania konserwacyjne, gdyż różne rodzaje kratownic musza być regularnie konserwowane.

Jak widać, sposób projektowania węzłów kratownic a także prętów stalowych ma istotny wpływ na ich właściwości.