Pentru că vorbim despre hale, am să adresez un subiect destul de interesant care stârnește multe controverse și nelămuriri. Acest detaliu apare în aproape toate discuțiile pe care le am cu potențiali clienți. Atunci când cumparați o hală, dacă mergeți la furnizori responsabili, ei vă vor prezenta una din două posibilități. Prima posibilitate este ca hala să aibă o fermă metalică compusă din profile. Se pot utiliza tuburi sau bare solide gen sârmă sau armătură. Această fermă metalică seamănă cu un triunghi cu baza foarte lungă și înălțime scurtă.
A doua posibilitate este utilizarea unor grinzi solide de oțel dispuse între stâlpi de susținere. Aceste grinzi solide pot fi create special pentru o eficiență maximă sau standard. Mai jos puteți să vizualizați aceste două posibilități. Întrebarea interesantă și subiectul articolului este: Fermă compusă sau grindă solidă pentru construcțiile metalice? Să înșirăm unele aspecte care ar putea să ne ajute la o decizie informată. Informațiile sunt doar parțiale. Tot ce spun aici este valabil doar între o deschidere și altă deschidere. Pentru deschideri foarte mari, ferma va fi soluția întotdeauna.
Diferența între o fermă compusă și o grindă solidă?
Pentru a atinge o anume rigiditate a structurii avem la dispoziție mai multe forme. Dacă structura nu are o rigiditate minimă, atunci ea va fi răpusă de vânt sau de încărcarea zăpezii. Am folosit termenul răpus pentru că nu se mai poate face mare lucru după ce structura a fost pusă la pământ. Acest lucru se întamplă foarte des cu structurile metalice construite după ureche și de aceea nu vă recomand să cumpărați hale construite fără proiect sau executate de Doreli bețivi. O hală nu este un gard de 1 metru ca să poți să improvizezi.
Rigiditatea poate fi atinsă cu o cantitate mai mică de oțel dacă utilizăm ferme compuse. Pe de altă parte, grinzile solide necesită mai puțină manoperă și oferă posibilitatea unui timp mai scurt de execuție. Un posibil răspuns la întrebarea de mai sus este legat de sistemul de cost dintre oțel, manoperă, transport, etc. O altă diferență majoră pe care trebuie să o luăm în calcul este legată de locație și factorii de producție. Să spunem că dorim să construim o astfel de hală în regie proprie. Atunci trebuie să ne putem întrebarea factorilor de producție. Aici mă refer la forța de muncă și la unelte.
Pentru varianta grinzilor solide sunt necesare echipamente de sudură mai puternice și o sursă de energie mai mare. Un aparat de sudură MIG cu un amperaj maxim de 250 Amperi poate costa în jur de 10.000 RON. Aceste costuri nu includ butelia de gaz, accesoriile, sârma sau echipamentul de protecție, etc. Pentru fermele metalice se pot utiliza de regulă echipamente de sudura cu 100 A sau chiar mai puțin. În articolul Puterea electrică necesară pentru un atelier de sudură am explicat mai bine aceste aspecte tehnice și comerciale.
Când nu putem utiliza o grindă solidă la construcții metalice?
Aceste grinzi solide sunt create după un standard european și de aceea se numesc europrofile. Ele pornesc de la dimensiuni relativ mici, adică cu înălțimea profilului de 100 mm sau 8-9 kg pe metru lungime și ajung până la dimensiuni mari de până 1000 de mm înălțime sau 350 de kg pe metru lungime. Cu cât deschiderea unei ferme ajunge să fie mai mare, cu atât subpuncul de mai sus va favoriza varianta fermei compuse sau a unei grinzi proiectate special. Unul din motive fiind faptul că aceste profile solide și groase devin din ce în ce mai greu de proiectat, de calculat, de sudat și de testat.
Astfel de proiecte cu grinzi solide sunt accesibile doar entităților de stat sau companiilor care au bugete de sute de miliarde de RON. Sudarea acestor profile se face cu preîncălzire și cu echipamente de mare putere neaccesibile unei firme locale sau unei persoane individuale. Un alt lucru de care trebuie să ținem cont atunci când vorbim despre aceste grinzi de oțel este faptul că ele sunt foarte grele. Uneori au chiar dimensiuni care pot fi greu transportate pe cale rutieră sau feroviară.
Discutând despre hale de dimensiuni normale, chiar dacă ele pot fi transportate, deseori sunt greu de urcat pe stâlpi, iar acest lucru poate necesita o macara. Dacă alegem să utilizăm macaraua, costul construcției se poate majora cu 30%. Recomandarea mea este să faceți tot posibilul pentru a evita necesitatea unui echipament de ridicat precum macaraua. Pentru construcția halelor în regie proprie se pot utiliza tehnici mai puțin productive, dar mai ieftine. În articolul Metode de ridicare ale elementelor grele pe șantier am vorbit despre astfel de tehnici constructive.
Avantajele utilizării grinzilor solide la construcțiile metalice
Vă spuneam că prefer fermele compuse pentru eficiența și ușurința lor constructivă. Vreau însă să vă explic și unele dezavantaje ale acestor ferme compuse. În caz de incendiu, o grindă solidă se va încălzi mai greu ca o fermă compusă. Acest lucru poate face diferența între o clădire doar incendiată și una total prăbușită. Un alt punct important este că întreținerea, evaluarea și mutarea structurilor solide. Ea este ceva mai ușoară și mai puțin costisitoare decât în cazul fermelor compuse care sunt destul de flexibile când nu conlucrează cu celălalte elemente.
Volumul de material pentru vopsire sau galvanizare este mai mic în cazul grinzilor solide comparativ cu cele compuse. De regulă, o hală la mâna a doua construită din grinzi solide are o valoare monetară mai mare decât una cu ferme. Făcând referire la fermele metalice compuse, atunci când sunt galvanizate termic, ele tind să se distorsioneze mai mult decât o grindă solidă. Este un aspect la care este bine să vă gândiți când planificați zincarea oțelului subțire. Deși sunt tehnici pentru evitarea acestor efecte.
Un ultim aspect pe care vreau să îl spun despre utilizarea grinzilor solide este faptul că ele favorizează folosirea completă a spațiului de sus a halei. Dacă utilizăm ferme metalice, ele vor segmenta partea de sus a cavității interioare. Acestă segmentare poate fi foarte dezavantajoasă pentru halele echipate cu rafturi înalte ce pot utiliza întreaga înălțime. Grinzile solide sunt și ele de două feluri. În articolul Hale metalice din europrofile sau din grinzi proiectate inteligent? am explicat importanta ingineriei asupra acestor grinzi pentru un design mai eficient.
Avantajele utilizării fermelor compuse în detrimentul celor solide
Deși unul din subpunctele de mai sus arată faptul că uneori este prea scump să utilizăm grinzi solide, aș vrea să discutăm pe un alt aspect al problemei. Unele forme de ferme metalice conlucrează cu stâlpul de susținere pe care stă. Acest design crește semnificativ rigiditatea structurii și oferă o eficiență extraordinară pentru kilogramul de oțel utilizat. În cazul halelor cu pod rulant eu aș recomanda stâlpi din beton armat pentru o eficiență maximă. Dacă aceștia nu sunt disponibili din diferite motive, atunci hala cu stâlpi și ferme metalice cu designul de mai jos oferă o scurtare a stâlpului și o rigiditate mai mare pentru întreaga structură. Podul rulant care circulă dintr-o parte în cealaltă a spațiului interior nu permite amplasarea rafturilor de depozitare, iar avantajele de spațiu pe care le oferă grinda solidă nu mai sunt relevante de la grinda podului rulant în sus.
Un alt aspect, dar nu chiar un avantaj al fermelor metalice compuse este faptul că ele pot susține anumite instalații prin ochiurile triunghiulare create. Un exemplu foarte bun este instalația de extracție și ventilație pe care le putem sprijinii pe coarda inferioara a fermei. Acestea sunt ușoare, dar au un volum destul de mare. Un alt exemplu este instalarea pungilor de aer pe timp de iarnă. Pentru a explica ce înseamnă pungile de aer am scris articolul Utilizarea pernelor de aer în spațiile de producție. La halele mari, ochiurile triunghiulare ale fermelor compuse sunt utilizate pentru punți pietonale care favorizează inspecția unor instalații fără a fi necesare nacele și fără întreruperea activității podului rulant. Tot în cazul halelor mari se pot instala recuperatoare de caldură și/sau ventilatoare.
Cum să utilizăm informațiile dobândite?
Știu că mulți dintre voi doriți să construiți un spațiu de producție. Unul nu neapărat mare, dar destul de performant și confortabil încât să puteți lucra fără mari compromisuri personale și financiare. Vă recomand să vă gândiți bine înainte să alegeți între cele două tipuri constructive. Dacă doriți să aveți un spațiu de producție cu pod rulant și cu multe instalații de producție precum gaz de protecție pentru sudură, aer comprimat, apă potabilă, etc. Știu că de regulă, fondurile pentru o altfel de structură nu depășec 25.000 de euro, iar pentru acești bani hala nu poate avea mai mult de 3-400 de mp. Atunci vă recomand să utilizați o fermă compusă și să țintiți o rigiditate cât mai mare a structurii.
Pentru structuri de dimensiuni medii în care sunt relevante rafturile industriale înalte pentru depozitatea paleților vă recomand să utilizați grinzile solide. Spuneam că facilitează utilizarea la maxim a volumului din hală. O structură de dimensiuni medii are de regulă 500-2500 de metri pătrați. Peste 2500 de metri pătrați deschiderile sunt de regulă foarte mari, iar grinzile solide nu se mai pot utiliza fără stâlpi interiori intermediari. În articolul Cât costă să construiești o hală de 100 mp? am explicat multe aspecte financiare și vă va ajută să înțelegeți problema prin cifre. Consider că structurile cu suprafețe peste 400 mp necesită contract cu o firmă de construcții, dar mă pot înșela în funcție de compețentele și experiența proprietarilor de a administra și executa un astfel de proiect de construcții.