Wprowadzenie
Zapotrzebowanie na optymalne kosztowo, ale jednocześnie efektywne technicznie rozwiązania w branży budowlanej nigdy wcześniej nie było tak duże. Zaangażowanie firmy Hilti w doskonalenie kwestii związanych z optymalizacją kosztów wymusza ciągłe przekraczanie nowych granic w inżynierii materiałowej / wytrzymałości materiałów wyrażające się we wdrażaniu kolejnych innowacji technicznych.
Nowymi dwoma kluczowymi aspektami w tym kontekście są: mniej restrykcyjne kryteria ugięcia profili systemu MT i wykorzystanie plastycznego wskaźnika wytrzymałości ich przekroju w projektowaniu zamocowań instalacji. Projektanci otrzymują teraz możliwości tworzenia podkonstrukcji bardziej efektywnych pod względem materiałowym przy jednoczesnym spełnieniu wymaganych standardów dotyczących parametrów eksploatacyjnych. Wspomniane aspekty to nie tylko zwykłe terminy techniczne – to strategiczne czynniki, które sprawiają, że nasz system MT jest bardziej konkurencyjny i wpisuje się w politykę zrównoważonego rozwoju

Zdjęcie 1: System Hilti MT 

Nowe kryteria ugięcia dla podkonstrukcji do podwieszania instalacji (MEP)
Każdy element konstrukcyjny odkształca się pod obciążeniem i ważne jest, aby podkonstrukcje, stosowane do mocowania instalacji, nadal spełniały swoje wymagania funkcjonalne. Chociaż może to nie wiązać się z ryzykiem awarii budowlanej lub pogorszenia ogólnej wytrzymałości podkonstrukcji, może znacząco wpłynąć na ich użyteczność i bezpieczeństwo postrzegane przez osoby, które z nich korzystają. Dlatego też w przypadku w/w podkonstrukcji jak również pierwszorzędowych elementów konstrukcyjnych, stany graniczne użytkowalności (SLS) są tak samo ważne, jak stany graniczne nośności (ULS). Stany ULS są związane głównie z bezpieczeństwem i statecznością konstrukcji w warunkach działających obciążeń, natomiast stany SLS zapewniają odpowiednią funkcjonalność i komfort codziennego użytkowania. Nadmierne ugięcie w zamocowaniu instalacji może powodować praktyczne problemy, takie jak wycieki płynących cieczy lub uszkodzenie urządzeń i generalnie może obniżyć poziom zaufania użytkowników do funkcjonowania instalacji.

Warto zaznaczyć, że software Hilti PROFIS MSE – przeznaczony do projektowania zamocowań instalacji dysponuje „wbudowanymi” właściwymi parametrami kontroli ugięcia, spełniającymi wymagania norm branżowych. Do niedawna domyślne ustawienia kryteriów strzałki ugięcia w oprogramowaniu PROFIS MSE Hilti opierały się na zaleceniach dotyczących konstrukcji pierwszorzędowych i wynosiły L/200 dla pojedynczych przęseł i L/150 dla wsporników. Podkonstrukcje do podparcia instalacji nie są jednak elementami konstrukcji głównych, dlatego umożliwiają tworzenie efektywniejszych projektów, ponieważ nie wymagają przestrzegania tak rygorystycznych wartości ugięć.

Uznając brak szczególnych kryteriów ugięcia dla podkonstrukcji do instalacji firma Hilti postanowiła przeanalizować porównywalne zastosowania, takie jak profile stalowe zgodnie z normą EN 1090, w celu ustalenia bardziej odpowiednich wartości granicznych, takich jak:
• L/150 dla pojedynczych przęseł,
• L/75 dla wsporników.
W rzeczywistości ta zmiana pozwala domyślnie uzyskać wyższe nośności, co przekłada się na większą efektywność projektowania. Jeżeli konkretny projekt wymaga zastosowania bardziej rygorystycznych wartości granicznych, nie stanowi to żadnego problemu. Dzięki oprogramowaniu do projektowania HILTI PROFIS MSE można dostosować parametry ugięcia do konkretnych wymagań.

Wprowadzenie plastycznego wskaźnika wytrzymałości przekroju
Możliwość ugięcia wszystkich profili szynowych jest obecnie obliczana w oprogramowaniu PROFIS MSE na podstawie plastycznego wskaźnika wytrzymałości przekroju. Badania i testy przeprowadzone metodą analizy elementów skończonych (MES) dowiodły, że plastyczny wskaźnik wytrzymałości przekroju może być wykorzystywany do obliczania naprężeń pochodzących od zginania profili stalowych.
Tym samym udoskonaliliśmy nasze podejście, wprowadzając plastyczny wskaźnik wytrzymałości przekroju, zapewniając bardziej precyzyjne, bliższe rzeczywistości niż wcześniej obliczenia naprężeń zgodnie z Eurokodem 3.
W ten sposób możemy pomóc w tworzeniu rzeczywiście optymalizowanych projektów.

Wnioski
Optymalizacja kosztów polega na podejmowaniu właściwych decyzji projektowych, które poprawiają efektywność bez zwiększania kosztów – i to właśnie zapewniają najnowsze innowacje Hilti przewidziane dla systemu MT. Po wprowadzeniu bardziej odpowiednich kryteriów ugięcia dotyczących podkonstrukcji do podwieszania instalacji dostrzegliśmy nowe możliwości w projektowaniu systemów konstrukcji drugorzędowych. W przeciwieństwie do konstrukcji głównych, systemy te nie wymagają stosowania nadmiernie rygorystycznych wartości granicznych. Dopuszczenie nieco większych ugięć – L/150 dla pojedynczych przęseł oraz L/75 dla wsporników – odzwierciedla realistyczny sposób użytkowania, pomaga poprawić efektywność i daje większe domyślne możliwości w oprogramowaniu Hilti PROFIS MSE bez uszczerbku dla bezpieczeństwa i funkcjonalności.
Wprowadzenie plastycznego wskaźnika wytrzymałości przekroju do projektowania wybranych szyn w Systemie MT, poparte zarówno badaniami, jak i wytycznymi Eurokodu, umożliwia pełne wykorzystanie cech własnych materiałów. Ta zmiana zasad projektowania ze wskaźnika sprężystego na plastyczny zwiększa nośność konstrukcji przy jednoczesnym zachowaniu zgodności z wymaganiami normowymi.
Te dwa rozwiązania – nowe podejście do kontroli ugięcia i możliwości projektowania z uwzględnieniem wskaźników plastycznych – dają projektantom większą elastyczność i efektywność w codziennej pracy. 

Materiały dodatkowe:
Katalog modułowych systemów instalacyjnych Hilti
Systemy mocowania instalacji
Zrealizowane projekty - referencje