background image

 

- 1 -

 
KONSTRUKCJE ALUMINIOWE 
 

 

 

Rozwój konstrukcji aluminiowych rozpoczął się w okresie II wojny światowej, a bezpośrednią 
przyczyną tego były ograniczone możliwości dostaw stali. Pojawiły się wówczas w budownictwie 
różne typy konstrukcji aluminiowych, takie jak: mosty, wiadukty, kładki, konstrukcje wieżowe, 
maszty, przestrzenne przekrycia prętowe, kopuły, zbiorniki, a nawet wieże wyciągowe w górnictwie. 
 
Po wojnie rynek konstrukcji stalowych odzyskał dawną pozycję z uwagi na rozwiązania tańsze niż 
aluminium. Obecnie konstrukcje aluminiowe rozwijają się w kierunku rozwiązań bardziej 
zekonomizowanych. 
 
Przełomem w technologii konstrukcji aluminiowych stało się wynalezienie przegrody termicznej  
z tworzywa sztucznego (poliuretan, polamid). Jego wbudowanie w aluminiowy kształtownik 
spowodowało radykalne obniżenie przewodności cieplnej przegrody. 

K417845X

K518101X

 

background image

 

- 2 -

 
Wszystkie profile w konstrukcjach fasad, dachów i okien są izolowane przekładką ze wzmocnionego 
włóknem szklanym poliamidu. 
Niektóre rozwiązania posiadają ponadto izolację w postaci wkładki z tworzywa komórkowego 
umieszczonej między przekładkami termicznymi. Izolacja z tworzywa komórkowego poprawia 
wartość współczynnika U dla przekroju profilu o 0,3 W/m2K.  Przykładowy rozkład temperatur 
pokazano na rysunku poniżej. 

 

 

Decydującymi o stosowaniu w budownictwie konstrukcji aluminiowych są następujące cechy: 

-  niski ciężar objętościowy, 
-  wysokie wartości wytrzymałości obliczeniowej, 
-  odporność na korozję atmosferyczną, 
-  odporność na działanie wielu czynników chemicznych. 

 
Glin (aluminium) jest pierwiastkiem powszechnie występującym w przyrodzie, najczęściej w postaci 
wodorotlenków, takich jak: boksyt, glinokrzemiany, kaoliny i glinki. Podstawową rudą do produkcji 
aluminium jest boksyt, a proces technologiczny przebiega w dwóch etapach.  
W pierwszym etapie rudę przetwarza się na tlenek glinu: 

-  metodami chemicznymi, polegającymi na rozpuszczaniu boksytu wodorotlenkiem sodowym 

lub kwasem siarkowym, 

-  metodami termicznymi, polegającymi na spiekaniu boksytu z sodą i wapieniem w piecu 

obrotowym lub na jego stapianiu z wapieniem i koksem w piecu elektrycznym. 

W drugim etapie przeprowadza się elektrolizę tlenku glinu w roztopionym kriolicie, służącym jako 
rozpuszczalnik. 
Otrzymane w ten sposób surowe aluminium, podlega oczyszczeniu (chlorowanie, filtrowanie, 
przetapianie), po czym wykonuje się wlewki w kształcie gąsek lub bloków. 
 

background image

 

- 3 -

W konstrukcjach budowlanych mają zastosowanie głównie stopy aluminium, 
ponieważ charakteryzują się one znacznie lepszymi parametrami niż czyste aluminium. Do 
wytwarzania elementów i konstrukcji budowlanych stosuje się stopy przeznaczone do obróbki 
plastycznej o oznaczeniu PA

-  stopy aluminium z magnezem (AlMg), charakteryzujące się na ogół średnią wytrzymałością i 

odpornością na korozję oraz dobrą spawalnością, 

-  stopy aluminium z magnezem i krzemem (AlMgSi), charakteryzujące się  średnią 

wytrzymałością i odpornością na korozję oraz średnią spawalnością, 

-  stopy aluminium z miedzią i magnezem (AlCuMg – dural, duraluminium), charakteryzujące się 

dużą wytrzymałością, słabą odpornością na korozję i słabą spawalnością, 

-  stopy aluminium z cynkiem i magnezem  (alZnMg – duralumin cynkowe), charakteryzujące się 

dużą wytrzymałością, średnią odpornością na korozję i dobrą spawalnością. 

 
Wyroby ze stopów aluminium w postaci blach, taśm, prętów, drutów, rur i kształtowników wytwarza 
się metodą obróbki plastycznej (wyciskanie, walcowanie, ciągnienie) na zimno i na gorąco. 
 
 
Poniżej  przedstawiono wybrane profile produkowane przez firmę SAPA: 
 

Pręty okrągłe  

 

 

Ceowniki  

 

 

 
 
 
 

 

Pręty kwadratowe  

 

 

Pręty prostokątne  

 

 
 
 
 

background image

 

- 4 -

 
 

Rury okrągłe  

 

 

Rury kwadartowe  

 

Rury prostokątne  

 

Rury trójkątne  

 

 

Teowniki  

 

Dwuteowniki  

 

Zetowniki  

 

Kątowniki równoramienne  

 

 
 

background image

 

- 5 -

 
 

Kątowniki nierównoramienne  

 

Kątowniki ozdobne  

 

Profile specjalnego przeznaczenia  

 

 

Profile specjalnego przeznaczenia  

 

 

Profile specjalnego przeznaczenia  

 

 

Profile specjalnego przeznaczenia  

 
 
 

 

Profile specjalnego przeznaczenia  

 

Profile kasetonowe  

 

 

 
 
 
 
 

background image

 

- 6 -

 
 
 

Profile kasetonowe  

 

 

 

Profile burtowe - górne  

 

 

 

Profile burtowe – odbojniki  

 

 

Profile burtowe - odbojniki  

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

- 7 -

 
Założenia do wymiarowania konstrukcji ze stopów aluminium: 
         

Wykres  σ-ε  dla stopów aluminium jest zbliżony do 
wykresu dla stali stopowej.   Nie mają one wyraźnej 
granicy plastyczności. Jako podstawę do określenia 
wytrzymałości obliczeniowej przyjmuje się umowną 
granicę plastyczności  R

0,2

  odpowiadającą trwałemu 

wydłużeniu ε=0,2%. 
Własności mechaniczne zależą od gatunku stopu i 
postaci obróbki cieplnej. 

 

Postać lub stan obróbki cieplnej 

Oznaczenie wg PN-71/H-01706 

 Rekrystalizowany 

 Wyciskana 

pp 

 Naturalnie utwardzony wydzielinowo 

ta 

 Sztucznie utwardzony wydzielinowo 

tb 

 Naturalnie starzony 

tc 

 Sztucznie starzony 

td 

 Zgnieciony: 

-  półtwardy 
-  twardy 

 

z4 
z6 

 
Przykładowe wartości własności mechanicznych niektórych stopów aluminiowych w zależności od 
stanu obróbki podano w tabeli poniżej: 
 

Gatunek stopu - cecha 

Stan obróbki 

R

m

 [MPa] 

R

0,2

 [MPa] 

r,  pp 

 90 

  40 

PA1N 

z4 

120 

  90 

r, pp 

150  

60 

PA2N 

z4 

180 110 

r, pp 

180 80 

PA11N 

z4 

230 140 

r, pp 

240 120 

PA20N 

z4 

280 200 

ta 

140 

  80 

tb 

220 160 

tc 

120 

  60 

PA38 

td 

200 140 

ta 

200 100 

tb 

280 200 

PA4N 

tb, R

m

32 

320 260 

ta 

160 110 

PA45 

tb 

250 210 

background image

 

- 8 -

 
Metoda wymiarowania 
   Obecnie u nas w kraju brak jest normy dotyczącej projektowania konstrukcji aluminiowych. Norma 
PN-64/B-03220 Konstrukcje aluminiowe. Obliczenia statyczne i projektowanie. – bazowała na 
metodzie naprężeń dopuszczalnych i już nie obowiązuje z uwagi, miedzy innymi, na brak spójności z 
innymi normami dotyczącymi projektowania (np. normy obciążeń). Aktualnie opracowywana jest 
nowa norma bazująca na metodzie stanów granicznych. 
 
Na dzień dzisiejszy można obliczać konstrukcje aluminiowe na podstawie wytycznych opracowanych 
przez  COBPKM „Mostostal”, również w Poradniku Inżyniera i Technika Budowlanego – tom 5
podany jest sposób obliczania elementów i ich połączeń. 
 
Wytrzymałość obliczeniową stopów aluminium na rozciąganie f

dt

 określa się jako: 

 

1,65

R

       

          

          

min

f

R

0,82

       

          

          

m

dt

0,2,

=

×

 

 

analogicznie określa się wytrzymałość obliczeniową na ściskanie f

dc

Wprowadzając do obliczeń wartości wytrzymałości obliczeniowych należy mnożyć przez 
współczynnik warunków pracy α, który wynosi: 

 

 

background image

 

- 9 -

 
 
Jeżeli mamy do czynienia z przekrojem osłabionym przez spawanie i zachodzi warunek A

sp

0,15×A  

(A – przekrój elementu), to wpływ spawania można pominąć. W innym przypadku należy określić 
wytrzymałość obliczeniową zredukowaną: 

(

)

'

d

d

sp

d

dz

f

f

A

A

f

f

×

=

gdzie: A

sp

 – pole części przekroju osłabionego spawaniem, 

          A – pole całego przekroju poprzecznego, 
          f

d

 – wytrzymałość obliczeniowa materiału, 

          f

d

 – właściwa wytrzymałość obliczeniowa materiału osłabionego spawaniem. 

 
Powyższe odnosi się do rozciągania lub strefy rozciąganej w elemencie zginanym. 
 
Dla stopów aluminium należy do obliczeń przyjmować następujące współczynniki: 

-  moduł sprężystości podłużnej E=70000 MPa, 
-  moduł sprężystości poprzecznej G=27000 MPa, 
-  współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej α

t

=0,000023 

 
Projektowanie elementów konstrukcyjnych 
A. Elementy rozciągane: 
    Elementy rozciągane oblicza się określając naprężenia normalne, 

dt

n

f

A

=

σ

    - dla elementów osłabionych spawaniem należy wstawić 

f

dz

Rozciągane kątowniki połączone jedną ścianką z blachą węzłową, na nity lub śruby, sprawdza się ze 
wzoru: 

dt

n

f

t

b

3

2

A

N

σ

×

×

=

W powyższych wzorach występują następujące oznaczenia: 

n

 - przekrój poprzeczny pręta netto, 

- siła rozciągająca w elemencie, 

t

b - odpowiednio szerokość i grubość półki. 

 
B. Elementy ściskane: 
    Elementy  ściskane należy obliczać z uwzględnieniem wyboczenia. W przypadku konstrukcji 
aluminiowych wyboczenie jest problemem znacznie szerszym niż ma to miejsce w konstrukcjach 
stalowych. Zaleca się aby smukłość prętów ściskanych nie przekraczała: 
            

λ  ≤ 180 – w przypadku obciążeń statycznych, 

            

λ  ≤ 120 – w przypadku obciążeń o charakterze dynamicznym. 

Naprężenia normalne przy ściskaniu osiowym sprawdza się wg wzoru: 

φ

f

σ

dc

×

=

A

N

 

 
Współczynnik wyboczeniowy 

φ wyznacza się w zależności od smukłości pręta λ i umownej granicy 

plastyczności 

R

0,2

.  

Przykładowo, dla stopu PA38-td (sztucznie starzonego) 

R

0,2

=140 MPa, wartości współczynnika 

wyboczeniowego w zależności od smukłości 

λ są następujące: 

 

λ 

0  10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180

φ 

1,00 1,00 0,93 0,85 0,78 0,71 0,65 0,60 0,54 0,49 0,44 0,39 0,35 0,30 0,26 0,23 0,20 0,18 0,16

 
 

background image

 

- 10 -

 
 
Powyższe obrazuje również przedstawiony wykres zależności współczynnika wyboczeniowego od 
smukłości elementu: 

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0

50

100

150

200

Smukłość

Wsp. wyboczeniow

y

 

Nośność prętów mimośrodowo ściskanych sprawdza się w zależności od wartości stosunku momentu 
zginającego w środku rozpiętości 

0

 do maksymalnego momentu występującego w pręcie 

max

M

,  

wg następujących wzorów: 

-  gdy 

max

,

M

5

0

M

0

×

               =>                

1

f

σ

φ

σ

dc

g

c

+

 

-  gdy 

max

max

,

,

M

9

0

M

M

5

0

0

×

<

<

×

        =>       

1

f

σ

σ

1

M

M

2

1

σ

f

φ

σ

dc

E

c

0

g

dc

c

×

×

⎟⎟

⎜⎜

×

+

×

max

 

-  gdy 

max

,

M

9

0

M

0

×

      =>        

1

f

σ

σ

1

σ

f

φ

σ

dc

E

c

g

dc

c

×

⎟⎟

⎜⎜

+

×

 

 

gdzie: 

c

σ  - naprężenie od ściskania osiowego, 

           

g

σ  - naprężenie od zginania (ściskające), 

      φ  - współczynnik wyboczeniowy dla największej smukłości pręta, 

     

2

2

2

E

λ

431800

λ

64

1

E

π

σ

×

×

=

,

,  przy czym 

64

1

1

,

 - jest współczynnikiem niejednorodności, 

     

λ

 - smukłość w płaszczyźnie działania momentu. 

 
C. Elementy zginane: 
    Elementy  zginane  oblicza  się wg wzorów znanych z teorii sprężystości, przy czym naprężenia 
normalne 

σ

, styczne 

τ

 i zastępcze 

z

σ , muszą spełniać warunki: 

dt

f

σ

,   

dv

f

τ

,   

dc

z

f

σ

Wytrzymałość obliczeniową przy zginaniu przyjmuje się dla strefy rozciąganej 

dt

d

f

f

=

, a dla strefy 

ściskanej 

dc

d

f

f

=

 
 

background image

 

- 11 -

 
Stateczność ogólną belek aluminiowych należy sprawdzać w przypadkach, gdy pas ściskany nie jest 

połączony ze sztywną tarczą i gdy smukłość belki  

y

y

i

l

λ

=

 jest większa od wartości granicznych 

1

λ

Stateczność sprawdza się z warunku: 

dz

f

σ

gdzie: 

σ

 - naprężenia ściskające, 

           

dz

 - wytrzymałość obliczeniowa przy zwichrzeniu. 

 

Dla wyznaczenia 

dz

, należy ustalić smukłość belki ze wzoru 

yz

yz

i

l

λ

=

, w którym zastępczy promień 

bezwładności oblicza się z zależności: 



×

×

+

+

±

×

×

×

=

2

y

s

x

y

yz

h

l

I

I

152

0

25

1

W

h

I

7

1

γ

i

,

,

,

 

Znak „+” przyjmuje się, jeżeli obciążenie belki jest przyłożone do dolnej półki, a znak „–”, gdy do 
półki górnej.  
Współczynnik 

(

)

6

1

0

1

γ

,

,

÷

=

 w zależności od: schematu statycznego i warunków brzegowych oraz 

sposobu obciążenia elementu. 
Wytrzymałość obliczeniowa 

dz

, zależna od kształtu przekroju poprzecznego i smukłości granicznych. 

 
Dodatkowym zagadnieniem jest stateczność miejscowa ścianek prętów  ściskanych i ścianek 
elementów zginanych. Procedury dla odpowiednich przypadków wytrzymałościowych z 
uwzględnieniem stateczności miejscowej podane są, między innymi w podręczniku 

„Konstrukcje 

metalowe, część II”, autorstwa M. Łubińskiego i W. Żółtowskiego, wydanym przez „Arkady” – 2004. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

- 12 -

 
 
KONSTRUKCJE ALUMINIOWE – UZUPEŁNIENIE Z UWAGI NA NORMY ISO I EC9. 
 
 
   Własności mechaniczne stopów aluminium zależą od zawartości pierwiastków stopowych. 
Głównymi składnikami stopów są: miedź, krzem, mangan, cynk i magnez
 
W praktyce metalurgicznej stopy aluminium dzieli się na dwie podstawowe grupy: 
- stopy do przeróbki plastycznej, np. AlMg, AlMn, AlMgSi, AlZnMg i AlCuMg
- stopy odlewnicze, np. AlMg, AlSi, AlSiMg i AlCuMgTi
 
Można też spotkać się z podziałem wynikającym z obróbki termicznej: 
- stopy nie ulepszone cieplnie, np. AlMg, AlMn, AlSi, AlMgMn
- stopy ulepszonie cieplnie, np. AlCuMg, AlMgSi,AlZnMg,AlSiCu
 
Norma 

PN-EN 573-1/2 Aluminium i stopy aluminium. Skład chemiczny i rodzaje wyrobów 

przerobionych plastycznie. Część 1: System oznaczeń numerycznych. Część 2: System oznaczeń na 
podstawie symboli chemicznych. PKN – 1997.
 wprowadza nowe, numeryczne oznaczenia stopów 
aluminium. Pierwsza z czterech cyfr w oznaczeniu jest związana z zawartością dominującego 
pierwiastka 
w stopie i opisuje serię stopu: 

 

1xxx  techniczne aluminium o zawartości czystego Al Powyżej 99%, 
2xxx  stopy aluminium z miedzią (seria 2000), 

3xxx

  stopy aluminium z magnezem (seria 3000), 

4xxx  stopy aluminium z krzemem (seria 4000), 

5xxx

  stopy aluminium z magnezem (seria 5000), 

6xxx

  stopy aluminium z magnezem i krzemem (seria 6000), 

7xxx

  stopy aluminium z cynkiem (seria 7000), 

8xxx  stopy aluminium z innymi dodatkami stopowymi (seria 8000), 
9xxx  stopy specjalne. 

 

Jeżeli druga cyfra w oznaczeniu jest zerem, to oznacza ona stop oryginalny, a cyfry od 1 do 9 
oznaczają kolejne modyfikacje stopu oryginalnego. Dwie ostatnie cyfry nie mają szczególnego 
znaczenia i służą wyłącznie do identyfikacji różnych stopów aluminium w danej serii. 
Konstrukcyjne stopy aluminium według 

Eurocode 9 Projektowanie konstrukcji aluminiowych należą 

do serii 

3000, 5000, 6000

 i 

7000

 
Stopy aluminium produkowane są w szerokim zakresie stanów, związanych ściśle z przyszłym ich 
zastosowaniem. Wg 

PN-EN 515 Aluminium i stopy aluminium. Wyroby przerobione plastycznie. 

Oznaczenia stanów. PKN-1996 występują następujące oznaczenia literowe: 
F – stan wytworzony, tzn. wyciskany, walcowany itp. 
O – stan wyżarzony, 
H – stan umocniony zgniotem, 
W – stan przesycony (opis stanu niestabilnego), 
T – stan obrobiony cieplnie, 
H – stan obrobiony cieplnie z dodatkowym umocnieniem. 
Po oznaczeniach literowych występują oznaczenia cyfrowe opisujące stan stopu bardziej szczegółowo. 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

- 13 -

 
 
Wytrzymałość obliczeniowa stopów konstrukcyjnych 
Rozróżnia się następujące wytrzymałości charakterystyczne i obliczeniowe przekrojów aluminiowych 
w stanie nośności granicznej: 

-  wytrzymałość charakterystyczna 

f

o

 i obliczeniowa 

f

do

 przekrojów zginanych, ściskanych lub 

rozciąganych na granicy plastyczności umownej materiału rodzimego: 

,

f

f

f

s

02

02

o

γ

(

=

=

                                

,

f

f

f

f

1

M

o

CM

o

CM

s

02

do

γ

γ

γ

γ

=

=

×

=

(

 

 

-  wytrzymałość charakterystyczna 

f

a

 i obliczeniowa 

f

da

  przekrojów zginanych, ściskanych lub 

rozciąganych na granicy wytrzymałości rozdzielczej przekroju lokalnie osłabionego: 

,

f

f

f

s

u

u

a

γ

(

=

=

                                

,

f

f

f

f

2

M

a

CM

a

CM

s

u

da

γ

γ

γ

γ

=

=

×

=

(

 

 

-  wytrzymałość charakterystyczna 

f

v

 i obliczeniowa 

f

dv

 przy ścinaniu na granicy plastyczności 

umownej materiału rodzimego: 

,

3

f

f

3

f

f

1

M

o

dv

o

v

×

=

=

γ

 

 

-  wytrzymałość charakterystyczna 

f

w

 i obliczeniowa 

f

dw

 przy ściskaniu lub rozciąganiu na granicy 

wytrzymałości rozdzielczej przekroju spoiny: 

.

f

f

f

f

Mw

w

dw

u

w

γ

=

=

 

Oznaczenia: 
f

02

 – umowna granica plastyczności, 

f

u

 – wytrzymałość doraźna (rozdzielcza), 

γ

s

, 

γ

CM

γ

M1

γ

M2

γ

Mw

 – częściowe współczynniki bezpieczeństwa i współczynniki materiałowe. 

 
 
Nośność przekrojów aluminiowych 
   Normalizacja obliczeń konstrukcji aluminiowych w rekomendacjach europejskich EC9 wprowadza  
w sposób konsekwentny rozwiązania teorii nośności granicznej. Wyrazem takiego podejścia jest 
klasyfikacja przekrojów aluminiowych (tak jak dla przekrojów stalowych).  
Jednak możliwość uwzględniania plastostatyki oraz pełnej plastycznej redystrybucji naprężeń  
w obliczeniach statycznie niewyznaczalnych aluminiowych konstrukcji prętowych jest dyskusyjna,  
z uwagi na ograniczone własności plastyczne stopów aluminium. 
 
EC9 rozróżnia się  cztery klasy przekrojów aluminiowych zginanych, w zależności od podatności 
ich ścianek na utratę stateczności miejscowej: 

¾  Klasa 1 obejmuje przekroje, które przy zginaniu osiągają nośność uogólnionego przegubu 

plastycznego oraz wykazują zdolność do obrotu wymaganą w pełnej analizie plastycznej 
konstrukcji, 

¾  Klasa 2 obejmuje przekroje, które przy zginaniu osiągają nośność uogólnionego przegubu 

plastycznego, jednak ich zdolność do obrotu jest ograniczona, 

¾  Klasa 3 obejmuje przekroje zginane, których nośność zostaje osiągnięta po uplastycznieniu 

skrajnych włókien strefy ściskanej; uplastycznienie całej strefy ściskanej jest niemożliwe, 
ponieważ jest ona podatna na utratę stateczności miejscowej, 

¾  Klasa 4 obejmuje przekroje podatne na utratę stateczności miejscowej, które tracą nośność 

przy największych naprężeniach ściskających mniejszych od granicy plastyczności. 

 
 
 

background image

 

- 14 -

 
Parametrem charakteryzującym podatność ścianek przekroju na utratę stateczności miejscowej jest ich 
smukłość płytowa (

λ

p

 wg PN lub 

β wg EC9): 

,

t

b

g

×

=

β

 

1,

dla     

     

-

1

0,8

g

-1,

1

dla    

    

3

,

0

7

,

0

g

=

>

>

×

+

=

ψ

ψ

ψ

ψ

 

gdzie:  

b – wysokość ścianki, 

            

t – grubość ścianki, 

            

ψ=

min

max

σ

σ

 – stosunek naprężeń krawędziowych. 

 
   Zakwalifikowanie przekroju do jednej z czterech klas wymaga sprecyzowania kryteriów 
klasyfikacyjnych. Taką rolę spełniają smukłości graniczne klas 

β

i

 , gdzie (

i=1,2,3),ustalone dla ścianek 

opartych na trzech lub czterech krawędziach, dla których zachodzi: 

4.

 

klasa

3,

 

klasa

2,

 

klasa

1,

 

klasa

3

3

2

2

1

1

<

<

<

β

β

β

β

β

β

β

β

β

β

 

 

 
Powyżej pokazano zależności pomiędzy średnim naprężeniem ściskającym 

σ

m

 i odkształceniem 

ε dla 

różnych smukłości ścianek przekroju 

β

Graniczne smukłości 

β

i

 dla trzech klas imperfekcji ścianek 

AB zestawiono w tablicy poniżej: 

 

Graniczne smukłości ścianek aluminiowych 

β

i

,    

o

f

250

=

ε

β

β

β

Podparcie 

ścianki 

A B C A B C A B C 

Z krawędzią 
swobodną 

3

ε 

2,5

ε 

2

ε 

4,5

ε 

4

ε 

3

ε 

6

ε 

5

ε 

4

ε 

na całym 
obwodzie 

11

ε 

9

ε 

7

ε 

16

ε 13ε 11ε 22ε 18ε 15ε 

A – 

stopy ulepszone cieplnie nie spawane,

 

B – 

stopy ulepszone cieplnie spawane lub nie ulepszone cieplnie nie spawane, 

C – 

stopy nie ulepszone cieplnie spawane.

 

 
 
 

background image

 

- 15 -

 
Nośność zginanego
 przekroju aluminiowego określa się jako mniejszą z dwóch wartości granicznych 
M

R

=min(M

Ra

M

Rc

)

×

×

=

×

=

=

,

f

W

M

    

,

f

W

M

min

M

do

el

Rc

da

net

Ra

R

α

 

gdzie: 
W

net

 – wskaźnik zginania sprężystego netto z uwzględnieniem wszelkich osłabień przekroju, 

W

el

  – wskaźnik zginania sprężystego brutto, 

W

eff

 – wskaźnik wytrzymałości przekroju efektywnego, 

α     – współczynnik nośności przekroju przy zginaniu zależny od klasy przekroju: 

o

 

dla przekrojów klasy 1 i 2:    

,

W

W

el

pl

pl

=

=

α

α

  

 

o

 

dla przekrojów klasy 3:         

,

1

W

W

1

el

pl

2

3

3

⎟⎟

⎜⎜

×

+

=

β

β

β

β

α

 

 

o

 

dla przekrojów klasy 4:       

.

W

W

el

eff

=

α

 

 
Granica nośności ścinanych przekrojów klasy 1, 2 i 3 wynosi:     

.

f

A

V

dv

v

R

×

=

 

 

Dla klasy 4 należy uwzględnić współczynnik stateczności miejscowej przy ścinaniu 

φ

pv

<1:  

.

f

A

V

dv

v

pv

R

×

×

=

ϕ

 

 
 

Nośność prętów osiowo ściskanych 
   Krzywe wyboczenia słupów aluminiowych ściskanych osiowo przyjęte w dokumentach ISO i EC9 
bazują na modelu Younga, dotyczącym pręta ze wstępnym wygięciem. Bezwymiarową formułę 
nośności, (współczynnik wyboczeniowy) opisuje wzór: 

,

1

1

2

2

+

=

λ

φ

φ

ϕ

 

(

)

[

]

,

1

5

,

0

2

o

λ

λ

λ

α

φ

+

×

+

×

=

 

dla smukłości względnej: 

.

E

f

A

N

f

A

o

02

cr

02

×

×

×

=

×

×

=

η

π

λ

η

λ

 

Współczynnik 

η przyjmuje wartości η=1 dla przekrojów klasy 1, 2 i 3, i 

A

A

eff

=

η

 dla przekrojów klasy 

4. 
 
Nośność słupa aluminiowego ściskanego osiowo zapisana jest wzorem: 

,

f

k

k

A

N

do

2

1

bR

×

×

×

×

×

=

ϕ

η

 

gdzie: 

k

1

, k

2

 – ujmują odpowiednio wpływ asymetrii przekroju i wpływ spawania na nośność słupa. 

 
 
 
 
 
 

background image

 

- 16 -

 
PRZYKŁADOWE REALIZACJE 
 
Obecny zakres stosowania konstrukcji aluminiowych, to przede wszystkim systemy fasadowe, okna, 
drzwi, balustrady, konstrukcje dachowe, ogrody zimowe, ścianki działowe, czy pokrycia dachów. 
W kraju bazuje się w zasadzie na trzech systemach, a mianowicie: 

-  „METALPLAST” Bielsko-Biała, 
-  „SAPA” – system szwedzki, 
-  „REYNAYERS” – system belgijski. 

Poniżej podano kilka przykładów realizacyjnych: 
 

 

                       Salon samochodowy Renault w Zabrzu

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

                       Centrala Powszechnego Banku Kredytowego w Warszawie 
 
 

 

background image

 

- 17 -

 

 
 

 
 

 

                      Browary Żywiec w Żywcu 

 
 

 
 

 
 
 

 
 

 
 

 

                      Hotel KÄMP, Helsinki, Finlandia 

 
 

 
 

 
 
 

 
 

background image

 

- 18 -

 

 
 

 

Spektri Business Park, Finlandia 

 
 

 
 

 

 

 

          Ogród zimowy – okolice Gorzowa