Podłogi przemysłowe są jednym z najbardziej obciążonych elementów obiektów budowlanych. Wymagania im stawiane zależą od przeznaczenia, obciążeń i rodzaju nawierzchni.
Płyta nośna musi przenosić duże obciążenia skupione i powierzchniowe pochodzące od ciężkich maszyn, składowanych produktów i poruszających się po niej pojazdów. Oprócz tych obciążeń, w trakcie produkcji na posadzkę mogą oddziaływać maszyny pracujące dynamicznie, obciążenia od temperatury i skurczu betonu. Wszystkie muszą zostać przejęte bez deformacji, osiadań i zarysowania.
Obciążenia podłóg przemysłowych – podział
Ze względu na sposób oddziaływania klasyfikację obciążeń podłóg przemysłowych przedstawiono na rys. 1.
Charakter, natężenie, wartość i częstotliwość obciążeń są bardzo złożone. Obciążenia statyczne działają na ogół zgodnie z siłami grawitacji. Natomiast dynamiczne mogą mieć także składowe działające w kierunku poziomym, na przykład siły hamowania pojazdów lub siły tarcia między obuwiem i posadzką. Kawitacja (podciśnienie) pod oponą koła pojazdu może wytworzyć naprężenia odrywające powłokę posadzki lub jej fragmenty od podbudowy. Wszystkie typy obciążeń wymagają dokładnej analizy przed rozpoczęciem zasadniczych obliczeń poszczególnych warstw podłogi przemysłowej.
Artykuł omawia obciążenia statyczne i dynamiczne (oznaczone kolorem na rys. 1).
Rys. 1. Podział obciążeń podłóg przemysłowych [1]. Rys. opracowanie autora
Obciążenia statyczne podłóg przemysłowych
Charakteryzują się powolnym przyrostem sił bez powstawania sił bezwładności. Są to: obciążenia powierzchniowe równomiernie rozłożone, obciążenia blokowe, liniowe oraz punktowe.
Obciążenia powierzchniowe równomiernie rozłożone
Powstają one w wyniku oddziaływania równomiernie rozłożonych ładunków przez układanie w stosy produktów na paletach, kontenerach lub masowych materiałów sypkich. Nie wpływają znacząco na wielkość naprężeń zginających w płycie nośnej. Jednak długotrwałe składowanie materiałów ma wpływ na zachowanie się płyty podłogi przemysłowej w zachodzących procesach skurczu i zmian temperatury. W takich przypadkach podczas rozszerzania się lub kurczenia płyty w wyniku tarcia jej dolnej powierzchni o warstwy podbudowy powstają naprężenia rozciągające. Według Eurokodu [2] obciążone powierzchnie powinny być obliczane przy stosowaniu kombinacji obciążenia równomiernie rozłożonego traktowanego jako ogólne oraz obciążenia skupionego traktowanego jako lokalne. Należy uwzględnić wpływy dynamiczne. Wartości należy przyjąć jako maksymalne, przewidywane podczas użytkowania posadzki. Układ obciążenia należy określać w taki sposób, aby wywołać najniekorzystniejsze warunki przewidywane w użytkowaniu podłogi.
Fot. 1. Punktowe obciążenia podłóg przemysłowych – regały wjezdne
>>> Rysy powierzchniowe w betonowych podłogach przemysłowych
>>> Naprawa podłóg przemysłowych i posadzek w hali
>>> Podłogi przemysłowe – metody naprawy
>>> Podłogi przemysłowe – ocena stanu technicznego
Obciążenia blokowe
Są to obciążenia rozłożone, zajmujące jednak określone powierzchnie z przerwami między nimi. Przykładem mogą być produkty składowane na paletach w rzędach, pomiędzy którymi znajduje się droga transportowa. Największe naprężenia zginające występują w paśmie między składowanymi materiałami (rys. 2). Wartość naprężeń jest uzależniona od promienia względnej sztywności płyty betonowej (l). Jest to parametr określający sztywność płyty betonowej w powiązaniu z podłożem. Maksymalne naprężenia występują dla przypadku, gdy odległość między obciążeniami blokowymi wynosi około 2,5 × l.
Rys. 2. Naprężania zginające pochodzące od obciążenia blokowego. Rys. opracowanie autora
Obciążenia liniowe
Obciążenia te zwykle pochodzą od ścian wewnętrznych i systemów szyn posadowionych bezpośrednio na płycie nośnej podłogi przemysłowej lub od regałów specjalnego typu, przekazujących oddziaływania na płytę w postaci siły liniowej. Obciążenia mogą wywoływać znaczne momenty zginające. Jeżeli szyny są obciążone na całej swojej długości i mają bezpośredni kontakt z płytą, należy je traktować jako obciążenie liniowe. W przypadkach gdy obciążenia przenoszone przez szyny są ruchome (np. wózki poruszające się na prowadnicach), oddziaływania należy traktować jako punktowe. Czasem konieczne jest rozważenie, w trakcie projektowania, zastosowania systemu rusztowego – płyta betonowa połączona z układem belek, analogicznie jak w przypadku wykonywania fundamentów płytowych.
W dalszej części artykułu:
Obciążenia statyczne
- Obciążenia punktowe (regały paletowe, regały przesuwne, regały przepływowe, regały wjezdne, regały typu push-back, regały wspornikowe, podesty (antresole) magazynowe, magazyny samonośne)
Obciążenia dynamiczne
- Obciążenia wózkami podnośnikowymi (wózki paletowe, wózki z przeciwwagą, wózki wysokiego składowania, układarki systemowe czołowe i boczne, wózki przegubowe z przeciwwagą, układnice regałowe)
- Obciążenia pojazdami transportowymi
- Obciążenia śmigłowcami (helikopterami)
- Obciążenia samolotami
- Obciążenia maszynami i urządzeniami o wpływach dynamicznych
Cały artykuł dostępny jest w numerze 4/2023 miesięcznika „Inżynier Budownictwa”.
 |
Piotr Hajduk Biuro Konstrukcyjno-Budowlane Hajduk |
Literatura
1. P. Hajduk, Projektowanie i ocena techniczna podłóg przemysłowych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2018.
2. PN-EN 1991-1-1:2004 Eurokod 1 Oddziaływania na konstrukcje. Część 1–1: Oddziaływania ogólne. Ciężar objętościowy, ciężar własny, obciążenia użytkowe w budynkach.
Polecamy: Produkty budowlane
