O realizacji i projekcie modelu

Realizacja projektu:

W ciągu kilku tygodni udało się znaleźć potrzebnych sponsorów, którzy sfinansowali większą część projektu. Znajomości zdobyte w trakcie trwania studenckich praktyk zawodowych umożliwiły nawiązać porozumienie z firmą z Woli Krzysztoporskiej – CERMONT, która nieodpłatnie wykonała całą konstrukcję stalową. Oprócz jej realizacji, firma ta podjęła się również ocynkowania elementów stalowych, a także zamontowania ich w całości przed budynkiem Wydziału. Ze względu na gabaryty oraz masę, konstrukcja wymagała montażu przez osoby wykwalifikowane. Fundament żelbetowy pod instalację wykonała firma MARGOT w cenie materiałów niezbędnych do wykonania. Środki finansowe na ten cel przekazał Dziekan Wydziału Budownictwa, Architektury, i Inżynierii Środowiska – prof. dr hab. inż. Dariusz Gawin.


Charakterystyka modelu:

Projekt powstał w wersji studenckiej programu Tekla Structures dzięki pracy grupy studentów pod kierownictwem Jakuba Mikołajewskiego i Konrada Wojajczyka. Tekla Structures jest narzędziem pozwalającym na łatwe i precyzyjne tworzenie trójwymiarowego modelu konstrukcji, który zawiera wszystkie geometryczne i konstrukcyjne informacje na temat projektowanej budowli.

model rzeźby

Trójwymiarowy model sporządzony w programie Tekla Structures

W modelu zastosowano różnorodne kształtowniki oraz wiele rodzajów połączeń, które najczęściej wykorzystywane są w konstrukcjach stalowych. Głównym elementem instalacji jest słup o wysokości 2,5 m, który został zaprojektowany z profilu HEB300, do którego zamocowane są pozostałe segmenty konstrukcji. Wykorzystano dwuteownik szerokostopowy ze względu na jego dużą sztywność w obu kierunkach.

W skład dodatkowych komponentów zamocowanych do części głównej wchodzą m.in. belki gorącowalcowane:

  • dwuteownik równoległościenny IPE400
  • szerokostopowy HEA240
  • ażurowy IPE200 oraz
  • profil spawany o wysokości 400 mm.

Zalety poszczególnych profili determinują ich wybór dla danej konstrukcji. W przypadku elementów zginanych, gdy mamy możliwość zabezpieczenia ich przed zwichrzeniem, najlepiej wykorzystać profil IPE. Jeśli natomiast takiej możliwości nie ma lub element jest dodatkowo ściskany, najlepszą opcją będzie użycie dwuteownika HEA, którego atutem jest wysoki wskaźnik wytrzymałości względem osi Z.

Korzyścią użycia belek ażurowych jest mniejsze zużycie stali w stosunku do kształtowników walcowanych o tej samej nośności. Natomiast w profilach spawanych dowolnie można dobierać ich wymiary w zależności od potrzeb projektu.

W instalacji wykorzystano element dydaktyczny w postaci słupa dwugałęziowego z ceowników C120 połączonych przewiązkami, którego korzystną cechą jest zachowanie względem obu osi jednakowej sztywności, co jest niezwykle ważne w wysokich elementach ściskanych.

Dodatkowo w modelu zastosowano profil o zmiennym przekroju ukształtowanym podobnie do przebiegu wykresu momentów. Jest to alternatywa dla dwuteowników o przekroju stałym. Blachownice o zmiennym przekroju cechują się mniejszą masą od konwencjonalnych.

Częścią konstrukcji jest kratownica stworzona z rur kwadratowych (pas dolny z RK80x4, krzyżulce – RK50x4). Atutem tego elementu jest stosunkowo mały ciężar w porównaniu do nośności, a co za tym idzie duża ekonomiczność. Do górnego pasa kratownicy wykonanego z profilu HEA120, zostały zamocowane profile zimnogięte – ceownik oraz zetownik, pełniące rolę płatwi. Mają one mniejszą cenę w porównaniu do kształtowników gorącowalcowanych, ze względu na fakt, że przy podobnych wymiarach są lżejsze.

W modelu znajdziemy również płatwie w postaci profili gorącowalcowanych: dwuteownika i ceownika, do których zamocowana jest gięta na zimno blacha trapezowa. W instalacji użyto kliku rodzajów stężeń, które zapewniają w konstrukcjach stalowych spełnienie warunków geometrycznej niezmienności ustroju w przestrzeni trójwymiarowej. Zastosowano rozciągane stężenia prętowe mocowane konwencjonalnie za pomocą blachy węzłowej i łopatki oraz innowacyjnie za pomocą bloczka kotwiącego. Zastosowano również stężenie rurowe pracujące zarówno na ściskanie jak i na rozciąganie.

Bardzo ciekawym elementem modelu dydaktycznego są kołki Nelsona, które służą do połączeń stal-beton w konstrukcjach zespolonych. Zespolenie to można stosować zarówno w betonowej płycie monolitycznej, jak i w prefabrykowanej mostów drogowych i kolejowych.