Lightschool: Techniczne i praktyczne aspekty kratownic aluminiowych – część 1

Informacje te oczywiście nie wyjaśnią wszystkich aspektów związanych z pracą z kratownicami, ale na pewno będą stanowiły podstawową wiedzę, zwiększającą przede wszystkim świadomość i bezpieczeństwo na scenie. Na bardziej szczegółowe, a przede wszystkim praktyczne, rozwinięcie tematu zapraszamy na szereg szkoleń organizowanych przez Lightschool.

W dzisiejszym artykule omówię budowę kratownicy, najpopularniejsze typy łączenia oraz powiem Wam, jak prawidłowo czytać tabele obciążeń.

Dlaczego trójkąt jest najbardziej dominującym kształtem w budowie kratownicy?

Trójkąt jest jedyną figurą geometryczną zachowującą swój kształt, gdy przyłożymy siłę w miejscu łączenia się boków (węzeł). W przypadku gdy choć jeden z boków jest zdeformowany, trójkąt łatwo traci swój kształt. Obciążając kratownicę tylko w węzłach można łatwo przewidzieć i obliczyć jej zachowanie.

BUDOWA

Kratownice są wykonane najczęściej z aluminium, ponieważ:
– Ciężar jest mniejszy o około 65% od stali
– Kratownice aluminiowe są odporne na korozję
– Dzięki aluminium mają stosunkowo dużą wytrzymałość na rozciąganie
– Aluminium w 100% podlega recyklingowi
– Mają niewielki ciężar własny w stosunku do zdolności przenoszenia dużych obciążeń

Wszystkie kratownice powinny mieć następujące właściwości:
– Sztywność i stabilność odpowiednie do zamierzonego zastosowania
– Prosty, szybki, wytrzymały i niezawodny system połączeń
– Łatwo dostępne tabele obciążeń dla każdego odcinka, z informacją na temat wielkości i ugięcia przy maksymalnym obciążeniu.

 

TYPY POŁĄCZEŃ

Większość kratownic to odcinki 2- lub 3-metrowe. Jednak rzadko taka długość jest wystarczająca. Oszczędność finansowa przy zakupie odcinków 5 metrowych szybko znika podczas transportu i przeładunku, dlatego musimy mieć szybki, prosty i skuteczny sposób na łączenie odcinków.

Aktualnie występują cztery najpopularniejsze typy połączeń kratownicy.

Połączenie skręcane

W połączeniu skręcanym używamy śrub, które są odsunięte od osi głównych cięgien. Powoduje to bardzo duże naprężenia, przez co nie możemy mocno obciążać takich kratownic.

Połączenie tubowe

W połączeniu tubowym nie ma już problemu z przesunięciem połączenia od osi, ponieważ wkładamy tubę w cięgno główne, jednak cały czas musimy zastosować śrubę, na którą podczas obciążania kratownicy działają siły ścinające. Śruba jest w stanie wytrzymać te siły, natomiast materiał, z jakiego wykonana jest kratownica, już nie. Ten typ połączenia wykorzystywany jest w kratownicach o dość niskich nośnościach.

Połączenie na sworzeń

Kolejny typ łączenia, stosowany przez wielu producentów. Polega on na przełożeniu sworznia przez dwa elementy łączące. Jest to połączenie pewne, z małą ilością elementów, jednak wymaga planowania podczas instalacji, ponieważ kierunek instalacji jest stały, z uwagi na „męskie i żeńskie” elementy łączące.

Połączenie stożkowe (beczkowe)

Najpopularniejszym i najbardziej uniwersalnym systemem jest połączenie beczkowe. Polega ono na włożeniu stożkowej beczki do wnętrza głównego cięgna i wbiciu trzpieni w otwory. Podczas „zbijania” kratownicy z takim systemem tworzy się w 100% sztywne i dopasowane połączenie. Dodatkowo zużycie elementów łączących jest kompensowane poprzez stożkowy kształt elementów (dobijamy głębiej trzpień). Kolejną zaletą jest to, że beczka umieszczona jest wewnątrz głównego cięgna, dzięki czemu nie tracimy miejsca na wieszanie urządzeń.

 

JAK CZYTAĆ TABELE OBCIĄŻEŃ?

Każda tabela powinna zawierać kilka podstawowych informacji, opisujących pojedynczy odcinek, w kilku wybranych długościach. Pierwszą informacją, jaką znajdziemy, jest UDL (Uniformly Distributed Load), czyli jak bardzo możemy obciążyć kratownicę w przypadku równomiernego rozłożenia ładunku. Wartość ta jest podawana w kilogramach na metr (kg/m) lub w funtach na stopę (lbs/ft). Kolejną ważną informacją jest ugięcie w milimetrach, jakie występuje przy maksymalnym obciążeniu. Niestety ten parametr nie jest podawany przez wielu producentów, przez co obserwator może czuć się niepewnie, widząc „uśmiechająca się” kratownicę, nawet gdy podwieszony ładunek nie przekracza maksymalnego obciążenia. W kolejnym artykule opiszę dokładnie, jak ważny jest ten parametr.

Kolejnymi wartościami, jakie możemy znaleźć, są: maksymalne obciążenie w przypadku obciążenia odcinka centralnie CPL (Centre Point Load) oraz maksymalne obciążenie przy kilku punktach podwieszenia. Ostatnią wartością jest waga danego odcinka kratownicy, która jest już uwzględniona w poprzednich danych.

Wszystkie parametry podane są dla statycznych obciążeń (rodzaje obciążeń omówię w następnym artykule), a każdy inny układ niż pojedynczy odcinek wymaga indywidualnych wyliczeń strukturalnych. W tym powinien nam pomóc producent danej kratownicy.

Mateusz Oryl, Prolight
fot. Prolyte Group