Konstrukcja stalowa hali to układ słupów, rygli, płatwi i stężeń, który przenosi wszystkie obciążenia z dachu i ścian na fundamenty, decydując o bezpieczeństwie, sztywności i trwałości obiektu. W halach przemysłowych konstrukcja nośna musi uwzględniać zarówno obciążenia klimatyczne, jak i wpływ technologii produkcji – suwnic, regałów wysokiego składowania czy instalacji technicznych.
Budowanie hal stalowych – etapy od projektu do montażu
Proces budowania hal stalowych zaczyna się od projektu konstrukcyjnego, w którym określa się układ statyczny, rozpiętości, rozstaw słupów oraz przekroje elementów nośnych. Na tym etapie projektant definiuje też rodzaje stężeń stalowych i ich rozmieszczenie, a także typ dachu hali oraz przewidywane obciążenia. Po zatwierdzeniu dokumentacji producent wykonuje stalowe elementy konstrukcji w zakładzie prefabrykacji, gdzie są one cięte, spawane i zabezpieczane antykorozyjnie zgodnie z projektem warsztatowym.
Kolejnym etapem jest montaż na placu budowy – ustawienie słupów, montaż rygli dachowych, płatwi i stężeń, a następnie obudowy ścian i dachu. Doświadczony wykonawca, który wykonuje stalowe elementy konstrukcji i odpowiada za ich montaż, minimalizuje ryzyko kolizji z instalacjami technologicznymi i skraca czas realizacji inwestycji. W modelu „zaprojektuj i wybuduj” inwestor zyskuje jeden podmiot odpowiedzialny za cały proces – od koncepcji po oddanie obiektu do użytkowania.
Jak projektuje się konstrukcję stalową hali?
Projektowanie konstrukcji stalowej hali zaczyna się od określenia rozpiętości, wysokości użytkowej i rozstawu słupów, które wynikają z funkcji obiektu i planowanej technologii. Inaczej wymiaruje się słupy i rygle w magazynie wysokiego składowania, a inaczej w zakładzie produkcyjnym z suwnicami lub w hali logistycznej z intensywnym ruchem wózków.
Obciążenia śniegiem, wiatrem, urządzeniami technologicznymi oraz obudową dachu są wprowadzane do modelu obliczeniowego zgodnie z odpowiednimi normami, a następnie na tej podstawie dobiera się przekroje słupów stalowych, rygli dachowych, płatwi i stężeń. Istotnym etapem jest również koordynacja konstrukcji stalowej z instalacjami wewnętrznymi oraz planowanymi trasami komunikacyjnymi, aby uniknąć kolizji i ułatwić montaż.
Główne elementy hali stalowej
W typowej hali przemysłowej główne elementy konstrukcji stalowej to:
- słupy konstrukcyjne, odpowiadające za przenoszenie obciążeń pionowych i określające wysokość użytkową hali,
- rygle dachowe i rygle ścienne, które tworzą ramy poprzeczne i stabilizują układ,
- płatwie, stanowiące podparcie dla pokrycia dachowego i współpracujące z rygielami,
- węzły połączeń, które determinują pracę całego ustroju i jego zdolność do przenoszenia obciążeń zmiennych.
Słupy stalowe konstrukcyjne dobiera się pod kątem wysokości użytkowej, rozstawu oraz przewidywanych obciążeń od dachu, ścian i ewentualnych suwnic – często stosuje się przekroje typu HEA, HEB lub rurowe, a wymiary wynikają z obliczeń statycznych i klasy stali.
Rygiel dachowy przenosi obciążenia z połaci dachu na słupy i współpracuje z płatwiami, które stanowią podporę dla pokrycia dachowego. Przy rozstawie słupów rzędu 12–16 m stosuje się najczęściej rygle z profili walcowanych, natomiast przy większych rozpiętościach lub dużych obciążeniach śniegiem korzystne są rygle spawane lub kratownicowe.
Dach hali – dwuspadowy lub hala stalowa jednospadowa – projektuje się z uwzględnieniem obciążeń śniegowych, wiatrowych oraz wymagań izolacyjnych, co wpływa na dobór płatwi, kąt nachylenia i rodzaj pokrycia.
Hala stalowa jednospadowa i dach hali
Hala stalowa jednospadowa to rozwiązanie często stosowane przy mniejszych obiektach, przybudówkach lub tam, gdzie ważne jest efektywne odprowadzenie wody w jednym kierunku. Asymetryczny dach hali powoduje inną pracę statyczną rygli dachowych i płatwi, a także wpływa na rozkład obciążeń wiatrem, co wymaga starannego zaprojektowania stężeń i podpór.
W halach dwuspadowych obciążenia rozkładają się bardziej symetrycznie, co ułatwia optymalizację przekrojów rygli i słupów, ale przy większych rozpiętościach konieczne mogą być wiązary kratowe o znaczącej wysokości. Niezależnie od geometrii dachu kluczowe jest zapewnienie odpowiedniej sztywności przestrzennej, aby ograniczyć ugięcia i drgania konstrukcji przy zmiennych obciążeniach eksploatacyjnych.
Stężenia w halach stalowych – funkcja i podział
Stężenia stalowe łączą główne elementy nośne hali, usztywniając szkielet i zapewniając przeniesienie obciążeń poziomych, głównie od wiatru i działania suwnic. W halach stalowych stosuje się przede wszystkim stężenia prętowe – krzyżowe, ukośne lub w postaci kratownic, które przy niewielkiej masie zapewniają istotny wzrost stateczności konstrukcji.
Rodzaje stężeń w halach stalowych obejmują stężenia pionowe ścian, stężenia poziome w płaszczyznach dachu oraz stężenia połaciowe i ryglowe, które ograniczają długość wyboczeniową elementów ściskanych. Prawidłowe rozmieszczenie stężeń hali stalowej jest szczególnie ważne w obiektach z dużą rozpiętością naw i w halach wyposażonych w suwnice, gdzie występują dynamiczne siły hamowania i rozpędzania.
Stężenia połaciowe – w tym stężenie połaciowe poprzeczne
Stężenia połaciowe to układy kratowe w płaszczyźnie dachu, które stabilizują rygle dachowe i płatwie oraz przenoszą siły poziome na ściany podłużne i fundamenty. Stężenie połaciowe poprzeczne projektuje się zwykle na całej szerokości dachu w skrajnych polach hali, aby przechwycić obciążenia od wiatru działającego na ściany szczytowe i świetliki oraz ograniczyć zwichrzenie rygli dachowych.
Zastosowanie stężeń połaciowych poprzecznych skraca efektywną długość wyboczeniową pasów rygla dachowego, co pozwala optymalizować przekroje i zwiększa bezpieczeństwo pracy konstrukcji. W złożonych układach wielonawowych stężenia połaciowe łączą poszczególne ramy poprzeczne w przestrzenną całość, co jest kluczowe przy projektowaniu hal o dużej rozpiętości lub z nieregularnym obrysem.
Dobre praktyki i najczęstsze błędy
Najlepsze praktyki w projektowaniu hal stalowych obejmują konsekwentne stosowanie prostych, powtarzalnych rozwiązań konstrukcyjnych, prawidłowe rozmieszczenie stężeń oraz optymalny rozstaw słupów i ram. W poradnikach dla inwestorów podkreśla się także znaczenie wczesnej współpracy projektanta konstrukcji z wykonawcą i dostawcami technologii, co ułatwia późniejszy montaż i eksploatację.
Do najczęstszych błędów należą: niedoszacowanie wpływu obciążeń wiatrowych na układ stężeń, zbyt duże rozpiętości bez odpowiedniego usztywnienia, nieprawidłowe detale połączeń oraz pominięcie przyszłych możliwości rozbudowy obiektu. Problemem bywa także traktowanie stężeń jako „dodatku”, podczas gdy w rzeczywistości są one kluczowym elementem zapewniającym stateczność całej hali.
Jak dobrać konstrukcję hali do konkretnej inwestycji?
Dobór konstrukcji stalowej i systemu stężeń powinien wynikać z analizy funkcji obiektu, planowanego wyposażenia oraz warunków lokalnych, w tym strefy obciążenia śniegiem i wiatrem. Inwestor przemysłowy, który planuje budowę lub rozbudowę hali, zyskuje najwięcej, gdy już na etapie koncepcji konsultuje się z doświadczonym wykonawcą hal przemysłowych – pozwala to zoptymalizować rozpiętości, typ dachu, rodzaj stężeń i przygotować realny harmonogram.
W przypadku obiektów w Lublinie i województwie lubelskim warto postawić na partnera, który łączy projektowanie z generalnym wykonawstwem i ma doświadczenie w halach produkcyjnych, magazynowych i logistycznych – od fundamentów po konstrukcję stalową i obudowę. Jeśli planujesz nową halę lub modernizację istniejącego obiektu, dobrym kolejnym krokiem jest rozmowa z doradcą technicznym PRB UNIMA i zamówienie wstępnej wyceny konstrukcji dostosowanej do specyfiki Twojej inwestycji.
Źródła:
- Chodor-Projekt. „Hale stalowe optymalne konstrukcyjnie”. Encyklopedia konstrukcji stalowych, 2025. Dostęp online:https://chodor-projekt.net/encyclopedia/hale-stalowe-optymalne-konstrukcyjnie/.
- Chodor-Projekt. „Stężenia hal i budowli”. Encyklopedia konstrukcji stalowych, 2025. Dostęp online: https://chodor-projekt.net/encyclopedia/stezenia-hal-i-budowli/.
- Mecalux. „Doki przeładunkowe w magazynie – projektowanie i organizacja stref przeładunkowych”. Podręcznik magazynowania online, 2023. Dostęp:https://www.mecalux.pl/podrecznik-magazynowania/projekt-magazynu/doki-przeladunkowe-projektowanie-magazynu.
- Commercecon. „Elementy hali stalowej – charakterystyka”. Baza wiedzy Commercecon, 2024. Dostęp:https://commercecon.pl/baza-wiedzy/elementy-hali-stalowej-charakterystyka/.
- Commercecon. „Stężenia hal stalowych – czym są i jaka jest ich rola”. Artykuł ekspercki, 2022. Dostęp:https://commercecon.pl/baza-wiedzy/stezenia-hal-stalowych-czym-sa-i-jaka-jest-ich-rola/.
- Uprawnienia-budowlane.com. „Stężenia hal stalowych”. Serwis edukacyjny dla inżynierów budownictwa, 2020. Dostęp: https://uprawnienia-budowlane.com/stezenia-hal-stalowych/.
- Budynkowo.pl. „Stężenia w halach stalowych – co to?”. Portal branżowy, 2024. Dostęp: https://budynkowo.pl/news/stezenia-w-halach-stalowych-co-to/.