Szklarnia ogrodowa z profili stalowych

Metoda obliczania szklarni z profili stalowych

Ten kalkulator oblicza geometrię szklarni łukowej wykonanej z prostokątnych rur stalowych i podaje główne powierzchnie, objętość, długość łuku oraz łączną długość elementów ramy. Obliczenie nadaje się do wstępnego doboru wymiarów, oszacowania ilości rur i okładziny płytowej oraz do przygotowania rysunku wymiarowego przed wykonaniem konstrukcji.

Model szklarni jest traktowany jako bryła o stałym przekroju poprzecznym na całej długości. Dzięki temu można jednoznacznie obliczyć powierzchnię podłogi, powierzchnię ścian szczytowych, powierzchnię powłoki zewnętrznej, objętość wewnętrzną oraz przybliżoną długość rur dla ram i sekcji.

Wartości orientacyjne i zalecenia

Model geometryczny

Kształt przekroju poprzecznego. Kalkulator traktuje widok z przodu jako połączenie dolnej części prostokątnej i górnej części łukowej. Wymiary wejściowe to długość szklarni A w mm, szerokość B w mm, całkowita wysokość H1 w mm oraz wysokość prostej ściany bocznej H2 w mm. Wysokość części łukowej przyjmuje się jako h = H1 - H2.

Łuk. Górna część widoku z przodu jest obliczana jako łuk kołowy przechodzący przez górne punkty prostych ścian bocznych. Dla tego łuku najpierw wyznacza się promień na podstawie szerokości B i strzałki łuku h.

R = B2 / (8h) + h / 2

Kąt środkowy łuku. Po wyznaczeniu promienia obliczany jest kąt odpowiadający części łukowej. Ten kąt jest następnie używany zarówno do obliczenia długości łuku, jak i pola segmentu kołowego.

θ = 2 arsin(B / (2R))

Powierzchnia, objętość i powłoka zewnętrzna

Powierzchnia szklarni. Powierzchnia podstawy jest obliczana jako prostokąt w rzucie z góry. Ta wartość pokazuje powierzchnię zajmowaną przez szklarnię na działce.

S = A x B

Powierzchnia jednej ściany szczytowej. Jedna ściana szczytowa składa się z prostokąta o szerokości B i wysokości H2 oraz z segmentu kołowego o wysokości h. Pole segmentu wyznacza się przy użyciu promienia R i kąta θ.

Sseg = R2 x (θ - sinθ) / 2

Sfacade = B x H2 + Sseg

Objętość szklarni. Ponieważ przekrój poprzeczny nie zmienia się na długości, objętość wewnętrzną oblicza się przez pomnożenie powierzchni jednej ściany szczytowej przez długość szklarni.

V = Sfacade x A

Powierzchnia dachu i ścian bocznych. W szklarni łukowej zewnętrzną powłokę podłużną oblicza się jako długość szklarni A pomnożoną przez długość łuku jednego przekroju poprzecznego. Wynik ten obejmuje dach i obie zakrzywione powierzchnie boczne, bez ścian szczytowych.

Larc = R x θ

Sroof = A x Larc

Powierzchnia ścian szczytowych. Łączna powierzchnia obu ścian szczytowych jest równa podwójnej powierzchni jednej ściany szczytowej.

Sfacades = 2 x Sfacade

Powierzchnia całkowita. Całkowitą zewnętrzną powierzchnię okładziny otrzymuje się przez dodanie powierzchni powłoki podłużnej i powierzchni obu ścian szczytowych.

Sfull = Sroof + Sfacades

Obwody i długość łuku

Obwód w rzucie. Wartość obwodu odnosi się do podstawy szklarni i jest obliczana jako obwód prostokąta o długości A i szerokości B. Jest przydatna do wstępnego oszacowania ramy podstawy, obrysu fundamentu lub całkowitej długości krawędzi wzdłuż obwodu.

P = 2 x (A + B)

Obwód sekcji. Wartość opisana jako „obwód sekcji” odpowiada długości jednego poprzecznego łuku szklarni. W praktyce jest to długość rury potrzebna do wykonania jednej łukowej ramy bez wewnętrznych elementów usztywniających.

Logika obliczania ramy

Sekcje poprzeczne. Liczbę ram poprzecznych wyznacza się przez podział długości szklarni na sekcje boczne. Im więcej sekcji znajduje się na długości, tym mniejszy jest rozstaw ram i tym większa jest całkowita liczba łuków poprzecznych oraz elementów podłużnych.

Ściany szczytowe. Dla ścian szczytowych kalkulator uwzględnia zewnętrzny obrys każdej ściany szczytowej, otwór drzwiowy oraz elementy wewnętrzne zgodnie z podaną liczbą sekcji poziomych i pionowych. Obie ściany szczytowe są traktowane jako identyczne geometrycznie.

Ściany boczne. Dla każdej strony podłużnej kalkulator sumuje elementy podłużne wzdłuż długości szklarni oraz słupki pionowe zgodnie z podaną liczbą sekcji. Wynik jest następnie podwajany, ponieważ są dwie ściany boczne.

Łączna długość materiału ramy. Całkowitą długość rur otrzymuje się przez zsumowanie długości ram poprzecznych, elementów ścian szczytowych, elementów bocznych i obramowania drzwi. Jest to długość mierzona wzdłuż osi elementów, dlatego przy zakupie materiału zwykle dodaje się zapas technologiczny na cięcie, dopasowanie i odpady. W praktyce często stosuje się zapas około 5% przy prostym cięciu i około 10%, gdy występuje wiele połączeń i przycinanych odcinków.

Czego obliczenie nie obejmuje

Weryfikacja konstrukcyjna. Kalkulator nie dobiera przekroju rury do obciążeń śniegiem, wiatrem ani montażowych i nie sprawdza stateczności ramy. Oblicza geometrię, powierzchnie, objętość i długości elementów, a nie nośność konstrukcji.

Wymiar rury. Wymiar rury w mm jest używany do rysunku i wizualnego przedstawienia elementów, ale nie zastępuje pełnego obliczenia konstrukcyjnego stalowej ramy. Dla rzeczywistej konstrukcji z okładziną i rzeczywistymi obciążeniami przekrój musi zostać sprawdzony oddzielnie.

Odniesienia normatywne. Do projektowej weryfikacji stalowej ramy szklarni w Europie powszechnie odwołuje się do EN 1993-1-1 Eurokod 3. Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-1. Reguły ogólne i reguły dla budynków, do EN 1090-2 Wykonanie konstrukcji stalowych i aluminiowych. Część 2. Wymagania techniczne dotyczące konstrukcji stalowych, a w przypadku konstrukcji szklarni także do EN 13031-1 Szklarnie. Projektowanie i budowa. Część 1. Szklarnie produkcyjne. Dokumenty te służą do weryfikacji wytrzymałości, stateczności, użytkowalności i wymagań wykonawczych, natomiast ten kalkulator wykonuje obliczenie geometryczne i ilościowe.

FAQs

Dlaczego długość łuku jest ważna w szklarni z prostokątnych rur stalowych?

Długość łuku jest potrzebna jednocześnie do dwóch zadań: obliczenia jednej ramy poprzecznej oraz określenia powierzchni zewnętrznej powłoki. Pomaga oszacować zarówno długość rury dla jednego łuku, jak i ilość okładziny dla powierzchni łukowej.

Jaka jest różnica między powierzchnią szklarni a powierzchnią całkowitą?

Powierzchnia szklarni to powierzchnia podstawy w rzucie, czyli długość pomnożona przez szerokość. Powierzchnia całkowita to cała zewnętrzna powierzchnia, którą trzeba pokryć materiałem: powłoka łukowa plus dwie ściany szczytowe.

Czy na podstawie tego obliczenia można od razu kupić prostokątne rury stalowe?

Kalkulator daje dobre wstępne oszacowanie łącznej długości rur, ale przed zakupem lepiej dodać zapas na cięcie i połączenia. Jeżeli konstrukcja będzie wykonywana ze standardowych długości handlowych, warto też sprawdzić plan cięcia poszczególnych elementów.

Czy kalkulator uwzględnia drzwi szklarni?

Tak, łączna długość ramy obejmuje obramowanie drzwi zgodnie z podanymi wymiarami drzwi. Jednocześnie obliczenie pozostaje geometryczne i nie ocenia oddzielnych wzmocnień, zawiasów, stężeń ukośnych ani dokładnego typu zespołu drzwiowego.

Czy ten kalkulator nadaje się do sprawdzenia niezawodności szklarni przy obciążeniu śniegiem i wiatrem?

Nie, ten kalkulator nie zastępuje sprawdzenia nośności konstrukcji. Obciążenia śniegiem, obciążenia wiatrem, dobór grubości ścianki rury i weryfikacja stateczności wymagają oddzielnego obliczenia inżynierskiego zgodnie z europejskimi normami dla konstrukcji stalowych i szklarni.