Konstrukcje hal mogą być stalowe, żelbetowe, jak również drewniane. Hale murowane ze względu na wysokie koszty pracy, jej spory nakład oraz samą technologię są obecnie wykonywane coraz rzadziej. Z kolei hale drewniane przy dużych rozpiętościach stają się dość kosztowne i zwykle wybierane są z przeznaczeniem na baseny lub gdy projekt jasno określa estetykę wykonania obiektu. W wyniku tego w zakresie konstrukcji hal przemysłowych najpowszechniejsze są prefabrykowane hale żelbetowe i stalowe. Niemałą popularnością cieszą się również konstrukcje hybrydowe (zwykle stalowo-żelbetowe).
Hala w konstrukcji stalowej blachownicowej
W przypadku znacznych obciążeń lub rozpiętości w halach stalowych często okazuje się, że profile handlowe, takie na przykład jak HEB czy IPE, nie sprawdzają się lub po prostu nie posiadają wystarczających parametrów wytrzymałościowych oraz nie są produkowane w wystarczająco dużych rozmiarach. W takim przypadku rozwiązaniem jest zastosowanie elementów kratownicowych lub blachownicy, przy czym kratownica zwykle wymaga więcej przestrzeni, a jej prefabrykacja jest bardziej pracochłonna.
Blachownica to belka powstała z blach zespawanych ze sobą w jedną całość, zazwyczaj o kształcie dwuteowym. Na jej kształt wpływają głównie rozpiętość, wielkość obciążeń oraz miejsce przyłożenia sił. Grubsze blachy zwykle stosuje się na pasy, a cieńsze na środnik. Dodatkowo można dospawać żebra (poprzeczne) usztywniające na pełnej wysokości przekroju lub jej części. Stosuje się je w miejscu występowania podpór i przyłożenia obciążeń, a także wzdłuż całego przekroju w określonych odstępach w celu zapewnienia odpowiedniej geometrii przekroju i prawidłowej jego pracy.
Przy wyższych przekrojach stosuje się również żebra podłużne. W związku z tym, że blachownica składa się z mniejszych elementów (blach), to jest możliwe lokalne zwiększenie jej parametrów wytrzymałościowych. W takim przypadku stosuje się lokalne zwiększenie wysokości przekroju lub lokalną wymianę cieńszych blach na grubsze. Taki zabieg nie wymaga zmiany przekroju na całej długości belki, co pozwala znacznie zmniejszyć jej masę.
Wytrzymałe konstrukcje hybrydowe hal przemysłowych
Hale hybrydowe to konstrukcje hal przemysłowych, łączące w sobie różne technologie. To rozwiązanie, w którym wykorzystuje się różne materiały konstrukcyjne w celu optymalnego połączenia ich zalet i osiągnięcia pożądanych właściwości konstrukcyjnych. W halach przemysłowych najczęściej łączy się konstrukcję stalową z żelbetową, gdzie jako żelbetowe oprócz fundamentów, wykonuje się również słupy. Natomiast płatwie, stężenia i dźwigary dachowe wykonuje się zwykle ze stali.
Takie podzielenie konstrukcji na różne materiały pozwala wykorzystać ich najlepsze cechy: dla betonu to duża wytrzymałość na ściskanie (ważna cecha dla słupów), a dla stali wysoka wytrzymałość na rozciąganie (ważne dla ściągów czy zginanych dźwigarów dachowych). Połączenie dwóch materiałów o różnych właściwościach fizycznych i mechanicznych pozwala zoptymalizować konstrukcję hali przemysłowej, co może prowadzić do pewnych oszczędności oraz zwiększyć trwałość konstrukcji bądź spełnić wymagania przeciwpożarowe.
W konstrukcji hybrydowej ważne jest prawidłowe zaprojektowanie hali i wykonanie połączenia między elementami z różnych materiałów, gdyż wymaga to uwzględnienia różnic w cechach materiałowych oraz w sposobie przekazywania obciążeń, a także dobrania odpowiedniej techniki łączenia. Poprawnie wykonane połączenia gwarantują trwałość i bezpieczeństwo konstrukcji hali przemysłowej. Gotowe konstrukcje hybrydowe są w mniejszym stopniu podatne na późniejsze modyfikacje niż konstrukcje w pełni stalowe. To, co za przemawia dodatkowo za konstrukcjami hybrydowymi, to zdecydowanie lepsza cena. Wymagają jednak nawiązania współpracy z większą ilością dostawców ze względu na różne specyfiki zakładów prefabrykacyjnych.
Hale żelbetowe prefabrykowane – szybki montaż i odporność pożarowa
Popularne są żelbetowe hale prefabrykowane, czyli takie, gdzie całość lub część elementów konstrukcyjnych zostaje wcześniej wyprodukowana w zewnętrznych zakładach. Następnie elementy te są transportowane na plac budowy i na nim następuje ich montaż. Zarówno do rozładunku, jak i montażu często potrzebny jest specjalistyczny, ciężki sprzęt oraz odpowiednia ilość miejsca do jego pracy.
Takie rozwiązanie pozwala zapewnić większą precyzję w wykonaniu elementów konstrukcyjnych, gdyż prace nie są podatne na warunki atmosferyczne i odbywają się w kontrolowanych warunkach w specjalistycznych zakładach. Sam proces pozwala znacząco skrócić czas stawiania obiektu, prefabrykacja bowiem może przebiegać równolegle z pracami mającymi na celu przygotowanie placu budowy. W odróżnieniu od elementów żelbetowych wykonywanych na placu budowy, przy elementach prefabrykowanych trzeba pamiętać o wcześniejszym zarezerwowaniu terminu w zakładzie prefabrykacji, gdzie czas oczekiwania może wynieść nawet kilka miesięcy.
Żelbetowe konstrukcje hal przemysłowych charakteryzują się zwiększoną odpornością na ogień. Ze względu na tę cechę są jedynym rozwiązaniem branym pod uwagę tam, gdzie wymagane jest zapewnienie odpowiedniego czasu na ewakuację ludzi oraz działania mające na celu powstrzymanie rozprzestrzeniania się ognia.
Warto pamiętać, że każda hala jest unikalna i wybór odpowiedniego rodzaju konstrukcji hali przemysłowej zależy od indywidualnych potrzeb, budżetu, warunków lokalnych oraz preferencji klienta, a wszelkie zmiany i modyfikacje muszą być wykonywane po wcześniejszej konsultacji z projektantem.
