Belka nośna i rama w konstrukcjach budowlanych i magazynowych

Belka nośna i rama to fundamentalne elementy w inżynierii budowlanej i systemach magazynowych, pełniące kluczowe funkcje w przenoszeniu obciążeń i zapewnianiu stabilności konstrukcji. Ich rola jest niezastąpiona zarówno w budynkach mieszkalnych, przemysłowych, jak i w magazynach, gdzie bezpieczeństwo składowania towarów jest priorytetem.

Ciepła Belka Montażowa (CBM) - innowacyjny system montażu okien

Firma MARBET Sp. z o.o. z Bielska-Białej wprowadza na rynek innowacyjny system montażu okien w warstwie ocieplenia pod nazwą Ciepła Belka Montażowa (CBM). Podstawą systemu jest jednoczesne wykorzystanie wytrzymałości mocowań mechanicznych i termoizolacyjnych właściwości styropianu.

Budowa i zasada działania systemu CBM

Podstawowym elementem systemu montażu CBM są belki o szerokości 700 mm lub 250 mm i głębokości 100 mm lub 200 mm, wykonane ze styropianu o gęstości ≥ 40 kg/m³. W tych belkach w sposób trwały zatopione są stalowe wsporniki, które stanowią element nośny dla konstrukcji okiennych oraz podstawę wykonania połączeń mechanicznych podczas montażu okien i drzwi balkonowych. System CBM jest innowacyjnym podejściem do znanych wcześniej rozwiązań montażu w warstwie ocieplenia, opartych na konsolach, gdzie okno zamocowane mechanicznie poza obrysem muru konstrukcyjnego, obudowuje się ramą z materiału termoizolacyjnego.

W systemie CBM belki od razu tworzą ramę nośną, w której montuje się okno dokładnie tak samo, jakby było montowane w licu muru konstrukcyjnego. W odróżnieniu od systemów montażu opartych na kompozytach poliuretanowych, mocowanie belek bazuje na klasycznych rozwiązaniach mechanicznych.

Rodzaje belek w systemie CBM

• Belki oznaczone literą „W”: Mocowane są do muru konstrukcyjnego zarówno od strony zewnętrznej, jak i od strony wewnętrznej ościeża, co znacznie zwiększa ich zdolność do przenoszenia sił pochodzących od ciężaru konstrukcji. Powinny znajdować zastosowanie w każdym przypadku montażu okien o znacznej masie.
• Belki oznaczone literą „Z”: Mocowane są do muru konstrukcyjnego wyłącznie od strony zewnętrznej. Ich zdolność do przenoszenia obciążeń, chociaż znacząca, jest mniejsza, a ich głównym przeznaczeniem jest wykonanie odpowiednich połączeń mechanicznych na obwodzie montowanej konstrukcji okiennej.
• Belki oznaczone literą „U”: To elementy termoizolacyjne przeznaczone do wypełniania przestrzeni powstającej pomiędzy belkami „W” i „Z” spełniającymi funkcję nośną.

Dobierając belki odpowiednio do wielkości i ciężaru konstrukcji okiennej, w prosty i szybki sposób można stworzyć poza obrysem ościeża muru konstrukcyjnego ramę nośną, w której zainstaluje się dowolne okno lub drzwi balkonowe.

Ocena techniczna i właściwości użytkowe CBM

System montażu okien w warstwie ocieplenia CBM, jako pierwszy i jedyny z dostępnych na polskim rynku, uzyskał aż dwie Krajowe Oceny Techniczne Instytutu Techniki Budowlanej. Jest to ważna informacja dla architektów i kierowników budowy, gdyż potwierdza legalność i prawidłowość zastosowania systemu w warunkach polskiego budownictwa, zgodnie z Ustawą z dnia 28.09.2016 o wyrobach budowlanych.

• ITB-KOT-2018/0199 wydanie 1: Specyfikuje wszystkie elementy wchodzące w skład systemu wraz z wyrobami uszczelniającymi i montażowymi.
• ITB-KOT-2018/0410 wydanie 1: Dopuszcza stosowanie belek CBM z materiałami uszczelniającymi i montażowymi nie objętymi pierwszą oceną, co daje większą elastyczność w doborze komponentów.

Firma Marbet Sp. z o.o. dostarczyła aż 25 różnych sprawozdań z badań właściwości użytkowych, obejmujących m.in.:

• Wartości liniowych mostków cieplnych w obrębie progu, nadproża i stojaków ościeżnic.
• Wartości współczynnika FRsi.
• Przepuszczalność powietrza.
• Wodoszczelność.
• Odporność na obciążenie wiatrem.
• Wyniki badań poligonowych systemu z placu budowy.
• Unikatowe badania zachowania systemu CBM i jego odporności na działanie otwartego ognia.

Inwestorzy otrzymują do dyspozycji system montażu bezpieczny, zdolny do przenoszenia obciążeń pochodzących od ciężaru największych konstrukcji okiennych, a także obciążeń parcia i ssania wiatru o wartości 2000 Pa.

Belka nośna i rama w regałach magazynowych

Regały magazynowe są stosunkowo prostymi konstrukcjami, zbudowanymi z kilku podstawowych elementów. Jakość każdej, nawet najdrobniejszej części, ma bezpośredni wpływ na trwałość regału oraz bezpieczeństwo obsługujących go ludzi i składowanych towarów.

Podstawowe elementy regału magazynowego

• Słupy: Stanowią pionową konstrukcję regału. Ich rodzaj dopasowuje się pod kątem oczekiwanej nośności i wysokości regału.
• Belka ukośna: Element łączący ze sobą słupy.
• Rama: Dwa słupy złączone ze sobą belkami ukośnymi.
• Belka nośna (trawers): Poziomy profil, mocowany bezpośrednio do ramy regału. Jest to element wsporczy dla półki regału lub palety, mający kluczowy wpływ na nośność całej konstrukcji. Najczęściej belki produkowane są ze stali, co wpływa na ich wytrzymałość i trwałość. Mogą być wykorzystywane przy konstrukcjach obsługujących ciężkie ładunki.

Rodzaje belek regałowych

W sprzedaży dostępny jest szeroki wybór belek, przystosowanych do różnych wymiarów, rodzajów i pojemności ładunków. Belki regałowe montuje się na poziomych ramach. Wszechstronność belek powoduje, że na regałach paletowych można składować nie tylko towary na paletach, ale również na innych nośnikach, w pojemnikach, luzem lub w dużych paczkach.

Belka nośna regału może również zostać wzbogacona o półki do składowania, dzięki którym towary umieszcza się nie tylko na paletach, ale również w pojemnikach.

Jak projektowana jest belka nośna regału paletowego?

Tworząc belki trawersowe, szczególnie istotna jest norma EN 15512:2020, która określa wytrzymałość elementu oraz to, jaką próbę zginania musi ona przejść. Istotne jest, aby belka przeszła pozytywnie próbę wytrzymałości na ścinanie na złączach. Belki proponowane są w wielu długościach, m.in. 950 mm, 1150 mm, 1350 mm, 1500 mm, 1800 mm, 1850 mm, 2250 mm, 2400 mm oraz 2700 mm. Warto dopasować ich wymiary do długości obsługiwanych ładunków. Każda belka regału powinna mieć również nośność dostosowaną do obsługi towarów, także tych ciężkich. O bezpieczeństwo i stabilność składowania dbają kołki zabezpieczające oraz zaczepy do łączenia z ramą regałową. Belki są także wzbogacane o specjalne płyty, które zabezpieczają je od czoła. Belka poprzeczna regału jest jednym z kluczowych elementów budulcowych odpowiedzialnych za stabilność i wytrzymałość konstrukcji. Pozwala na bezpieczne składowanie towarów na paletach oraz półkach magazynowych.

Elementy uzupełniające regały

• Półki: Elementy osadzone na belkach nośnych, służące do układania towarów. Wyróżnia się:
  • Panele ocynkowane: Układane bezpośrednio na belkach nośnych, bez dodatkowych elementów mocujących.
  • Panele perforowane: Najczęściej spotykane w wielopoziomowych systemach regałowych przeznaczonych do kompletacji.
  • Półki z płyty wiórowej: Uniwersalny wybór, nadają się do składowania wielu rodzajów towarów, o różnej masie własnej.
• Trawersy: Profile metalowe, umieszczane prostopadle do belek. Pełnią funkcję dodatkowego podparcia dla składowanych towarów, chronią półki przed odkształceniem, zwiększają stabilność regału, a w przypadku regałów paletowych chronią przed upadkiem towaru.
• Podkładki poziomujące: Służą do wypoziomowania regału na posadzce.

Konstrukcje dachowe - więźba i dźwigary

Konstrukcja dachu to jeden z najważniejszych elementów obiektu, chroniący jego wnętrze przed niekorzystnym oddziaływaniem czynników atmosferycznych i stratami ciepła. Składa się z konstrukcji nośnej (elementy przenoszące ciężar dachu na ściany obiektu) i pokrycia.

Elementy konstrukcji dachu

• Więźba: Układ konstrukcyjny, którego podstawowym zadaniem jest przenoszenie obciążeń dachu i pokrycia dachowego.
• Wiązar: Podstawowy składnik konstrukcji dachu, element nośny więźby dachowej, najczęściej w postaci równoramiennego trójkąta. Tworzą go dwie skośne krokwie (pasy górne), oparte na zewnętrznej ścianie budynku za pośrednictwem murłaty, oraz pas dolny (tram lub jętka), połączonych ze sobą słupkami.
• Jętka: Pozioma belka, znajdująca się w górnej części wiązara dachowego, która łączy parę krokwi w celu usztywnienia konstrukcji. Jest elementem ściskanym, dzielącym krokiew na dwa odcinki. Przy parciu wiatru przenosi siły poziome z jednej krokwi na drugą, zabezpieczając je przed ugięciem lub rozsunięciem.
• Dźwigar: Poziomy lub ukośny element konstrukcji, którego zadaniem jest przenoszenie działających prostopadle do jego osi wzdłużnej obciążeń na podpory. Zalicza się do niego drewniane wiązary dachowe, stalowe kratownice, blachownice, pojedyncze układy prętowe.
• Dźwigar kratowy (kratownica): Sztywna konstrukcja w postaci kraty, powstała z drewnianych, stalowych lub żelbetowych prętów. Do usztywnienia elementów wzdłużnych i pionowych służą elementy ukośne (zastrzały, tężniki).
• Kaleniaca: Górna, pozioma krawędź dachu, miejsce zetknięcia się krawędzi połaci dachowych.
• Kotew (ankier, kołek, ściągacz): Element (drewniany lub stalowy) stosowany do mocowania elementów konstrukcji, zapobiegający ich przesuwaniu.
• Poszycie: Zewnętrzna, szczelna powłoka dachu znajdująca się na więźbie i stanowiąca podłoże pod ostateczne pokrycie dachowe.

Obliczenia nośności ścian w programach inżynierskich

W programach inżynierskich możliwe jest obliczanie wielu ścian danego budynku, sprawdzając warunki stanów granicznych nośności dla muru o podanej charakterystyce materiałowo-konstrukcyjnej i o zadanym obciążeniu. Wyniki obliczeń są prezentowane w formie tekstowej, tabelarycznej i rysunkowej, a ich zakres można dopasowywać do indywidualnych potrzeb.

Modele obliczeniowe ścian

• Ściana obciążona głównie pionowo - model przegubowy: Realizuje obliczenia przy założeniu modelu, w którym ściana stanowi wydzielony pręt podparty przegubowo w poziomie stropów. Określa się położenie ściany (zewnętrzna/wewnętrzna, najwyższa kondygnacja), wymiary, warunki podparcia oraz charakterystyki wpływające na wysokość efektywną (usztywnienie przestrzenne, rodzaj stropów). Obciążenia obejmują obciążenia pionowe (z wyższych kondygnacji i stropów), ciężar własny ściany oraz obciążenie wiatrem.
• Ściana obciążona głównie pionowo - model ciągły: Może być przeprowadzany, gdy spełnione są określone warunki normowe dotyczące stosowania tego modelu. Zakłada się, że ściana stanowi pręt pionowy ramy sztywno połączony z prętami poziomymi obrazującymi stropy. Definiuje się parametry ścian i stropów przywęzłowych (wysokość, moment bezwładności, moduł odkształcalności podłużnej).
• Ściana obciążona głównie poziomo: Prowadzona jest analiza ścian przy obciążeniu wiatrem. Deklaruje się wymiary ściany, usytuowanie otworów oraz ustala obliczeniowy model ściany, wybierając jeden z dziewięciu modeli (płyta, belka swobodnie podparta/utwierdzona, wspornik, łuk - w kierunku poziomym/pionowym). Jako obciążenie poziome deklaruje się jedynie wartość obciążenia wiatrem (parcie lub ssanie).
• Ściana obciążona siłą skupioną: Umożliwia sprawdzenie nośności ściany poddanej działaniu siły skupionej. Deklaruje się podstawowe wymiary ściany oraz określa wartość i usytuowanie siły skupionej przyłożonej w obszarze górnej krawędzi ściany.
• Ściana piwnic: Sprawdzane są warunki podane w Załączniku A normy, przy spełnieniu których można uważać, że obliczeniowe sprawdzenie ścian piwnic obciążonych poziomym parciem gruntu nie jest wymagane. Deklaruje się wymiary ściany i jej usztywnienia, obciążenia pionowe oraz parametry gruntu.
• Słup: Obliczenia wykonywane są jak dla ściany obciążonej pionowo, z dodatkowym uwzględnieniem możliwości wyboczenia w dwóch płaszczyznach. Ustala się warunki podparcia słupa w obu płaszczyznach (x i y) oraz określa składniki obciążenia w głowicy słupa (siła osiowa N, moment zginający Mx i My) oraz ciężar własny słupa.

tags: #belka #nosna #rama #u