Przestrzenne modele obliczeniowe ramowych hal stalowych

W ostatnich latach dokonała się zauważalna zmiana w dziedzinie analizy stalowych konstrukcji prętowych. Dotychczasowe podejście polegające na rozpatrywaniu płaskich fragmentów konstrukcji, wyodrębnionych z całego układu nośnego, jest obecnie zastępowane globalną analizą całego układu przestrzennego, z uwzględnianiem wzajemnej współpracy i interakcji elementów nośnych. Takie podejście obliczeniowe jest już szeroko stosowane przy projektowaniu hal stalowych i wynika z rozpowszechnienia pakietów oprogramowania bazujących na metodzie elementów skończonych i ciągłym wzroście mocy obliczeniowej komputerów. W przypadku analizy sprężystej otrzymywana w ten sposób ocena obliczeniowego wytężenia elementów może mieć nieco inny poziom niż w przypadku takiego samego układu nośnego, lecz analizowanego w klasyczny, redukcjonistyczny sposób. W pracy przedstawiono próbę jakościowej i ilościowej oceny zmian szacowanego wytężenia elementów nośnych hali stalowej poddanych odmiennym rodzajom analizy (analiza 2D i analiza 3D). Rozpatrzono obiekt o stalowej konstrukcji ramowej i rozważono zachowanie poszycia dachu, płatwi, ramy głównego układu nośnego i rygli ściennych. Podano różnice między dwoma przeprowadzonymi rodzajami analizy, przedyskutowano jakie czynniki wpływają na zróżnicowanie wyników oraz sformułowano wynikające stąd wnioski.

---

In recent years a noticeable change has been made in design of steel structures. Previous approach based on decomposition of 3D structure into the plane frame models used in analysis is now replaced by global analysis of the whole structure. Such analysis takes into account cooperation and interaction between elements of structure. Such approach is now widely used during design of single storey industrial buildings. It is result of spreading of software packages based on FE methods and continuous increase in computing power. In case of linear elastic analysis, output obtained from 3D calculations can have a little bit different level compared to classical approach based on decomposition of space structure into planar frames. The paper presents attempt of qualitative and quantitative assessment of single storey steel structure subjected to different types of analysis (2D and 3D analysis). The behaviour of cladding, purlins, the main frames, secondary beams and bracings was analyzed and the differences between the two types of analyses were given. The factors influencing the results were discussed and resulting conclusions were presented.