Jak dobrać kratę pomostową, żeby nie uginała się pod nogami i nie była przewymiarowana o połowę wagi. Wystarczą cztery dane: rozpiętość między podporami, obciążenie użytkowe, dopuszczalne ugięcie i warunki, w jakich krata będzie pracować. Z nich wynika wysokość i grubość płaskownika nośnego, wielkość oczka oraz rodzaj zabezpieczenia antykorozyjnego. Poniżej przechodzimy przez cały dobór krok po kroku, razem ze wzorem na nośność i policzonym wynikiem dla jednej popularnej kraty.
Z czego składa się krata pomostowa
Krata składa się z płaskowników nośnych ustawionych na sztorc i prętów albo płaskowników poprzecznych, które utrzymują je w rozstawie. Płaskowniki nośne zawsze układa się prostopadle do podpór, bo tylko one przenoszą obciążenie na rozpiętości. Elementy poprzeczne usztywniają kratę i rozkładają obciążenie skupione na kilka sąsiednich płaskowników.
- krata zgrzewana, czyli elektrozgrzewana na prasie, z prętem skręconym jako elementem poprzecznym, sztywna i ekonomiczna
- krata prasowana, czyli zaprasowywana, z płaskownikami poprzecznymi wciśniętymi w nacięcia, o gładszej powierzchni i równym oczku
- typowe oczka 34 × 38, 30 × 30, 34 × 50 i 34 × 76 mm
- typowe płaskowniki nośne 20 × 2, 25 × 2, 30 × 2, 30 × 3, 40 × 3 i 50 × 3 mm
- materiał stal S235 z ocynkiem ogniowym według PN-EN ISO 1461, stal nierdzewna albo GRP, czyli laminat poliestrowo szklany
Pierwszy wymiar oczka to zwykle rozstaw płaskowników nośnych, drugi to rozstaw elementów poprzecznych. Mniejszy rozstaw nośnych daje więcej płaskowników na metr szerokości i wyższą nośność.
Rozpiętość i obciążenie użytkowe
Rozpiętość to odległość w świetle między podporami, mierzona wzdłuż płaskowników nośnych. To najważniejszy parametr, bo nośność spada z kwadratem rozpiętości, a ugięcie rośnie z jej czwartą potęgą. Krata, która dobrze pracuje na 1 m, na 1,5 m przenosi już tylko około 44 procent obciążenia przy tym samym naprężeniu.
Obciążenie użytkowe zależy od przeznaczenia. Pomost techniczny z ruchem pieszym liczy się zwykle na obciążenie równomierne kilku kN/m² i niezależnie na siłę skupioną. Pomost, po którym jeżdżą wózki ręczne albo stoją palety, potrzebuje dużo więcej. Przy ruchu kołowym liczy się nacisk koła na małej powierzchni, dlatego takie kraty dobiera producent według tabel dla obciążeń skupionych.
Wzór na nośność kraty
Dla kraty swobodnie podpartej obciążenie równomierne, które krata przeniesie przy dopuszczalnym naprężeniu, wynika ze wzoru q = 8 × σ × W / L², gdzie σ to dopuszczalne naprężenie stali, W to wskaźnik wytrzymałości przekroju wszystkich płaskowników nośnych na metr szerokości, a L to rozpiętość. Wskaźnik jednego płaskownika liczy się jako W = b × h² / 6, gdzie b to grubość, a h wysokość płaskownika.
Policzony wynik dla kraty 30 × 3 mm z oczkiem 34 × 38 mm
Płaskownik 30 × 3 mm ma W = 3 × 30² / 6 = 450 mm³. Przy rozstawie nośnych 34 mm na metr szerokości przypada około 29,4 płaskownika, czyli W = 29,4 × 450 ≈ 13 235 mm³ na metr. Dla stali S235 przyjmujemy do oszacowania dopuszczalne naprężenie 160 MPa. Przy rozpiętości L = 1 000 mm wychodzi q = 8 × 160 × 13 235 / 1 000² ≈ 16,9 N/mm na metr szerokości, czyli około 16,9 kN/m², co odpowiada mniej więcej 1 700 kg/m².
Na tym nie koniec, bo trzeba jeszcze sprawdzić ugięcie. Moment bezwładności płaskownika 30 × 3 mm to b × h³ / 12 = 6 750 mm⁴, na metr szerokości około 198 500 mm⁴. Ze wzoru na ugięcie belki swobodnie podpartej, f = 5 × q × L⁴ / (384 × E × I), przy E = 210 000 MPa i dopuszczalnym ugięciu L/200, czyli 5 mm, krata przeniesie około 16 kN/m². Przy rozpiętości 1 m wytrzymałość i ugięcie dają więc zbliżone wartości.
| rozpiętość | nośność z naprężenia | obciążenie przy ugięciu L/200 | obciążenie przy ugięciu 4 mm |
|---|---|---|---|
| 1,0 m | około 16,9 kN/m² | około 16,0 kN/m² | około 12,8 kN/m² |
| 1,5 m | około 7,5 kN/m² | około 4,7 kN/m² | około 2,5 kN/m² |
Przy 1,5 m decyduje już ugięcie, a nie wytrzymałość. Jeśli dla ruchu pieszego przyjmiesz ugięcie 4 mm, ta sama krata przeniesie tylko około 2,5 kN/m². Dlatego przy większych rozpiętościach zamiast grubszego płaskownika zwykle wybiera się wyższy, na przykład 40 × 3 albo 50 × 3 mm, bo wysokość wchodzi do wzoru w drugiej i trzeciej potędze. Wyniki są oszacowaniem do wstępnego doboru. Kratę na pomost, podest roboczy czy schody w obiekcie przemysłowym zatwierdza projektant konstrukcji, a producent podaje tabelę nośności dla swojego wyrobu.
Ugięcie, oczko i komfort chodzenia
Krata może być wytrzymała, a mimo to sprawiać wrażenie miękkiej. Ugięcie L/200 to standard dla pomostów, ale przy ruchu pieszym często przyjmuje się ostrzejsze 4 mm, bo ludzie czują już kilka milimetrów ugięcia pod stopą. Oczko dobiera się do warunków użytkowania.
- oczko 34 × 38 mm, najpopularniejsze na pomosty i podesty techniczne
- oczko 30 × 30 mm, gęstsze, wygodniejsze przy chodzeniu w obuwiu z cienką podeszwą
- oczko 34 × 76 mm, lżejsze i tańsze przy tej samej nośności w kierunku płaskowników nośnych
- oczko gęste, poniżej 20 mm, gdzie przez kratę nie mogą spadać narzędzia ani drobne elementy
- płaskownik ząbkowany, czyli antypoślizgowy, na zewnątrz i w miejscach, gdzie pojawia się olej lub lód
Ocynk, mocowania i stopnie
Kraty ze stali czarnej ocynkowuje się ogniowo według PN-EN ISO 1461, co przy zwykłej atmosferze daje kilkadziesiąt lat ochrony. W środowisku chemicznym, w przemyśle spożywczym i w basenach stosuje się stal nierdzewną albo GRP. Krata leży na podporach na długości co najmniej 30 mm z każdej strony i musi być do nich przymocowana, bo luźna krata przesuwa się i może wypaść z ramy.
- zaciski górne z płytką i śrubą, montowane bez wiercenia konstrukcji
- haki i klipsy dolne do kątowników i dwuteowników
- przyspawanie, rzadziej, bo niszczy powłokę cynkową w miejscu spoiny
- rama z kątownika, w której krata leży bez przesuwania się
Na schody stosuje się stopnie kratowe, czyli kraty schodowe z noskiem antypoślizgowym na krawędzi i bocznymi blachami z otworami do przykręcenia do policzków. Głębokość i szerokość stopnia dobiera się do biegu schodów, a nośność sprawdza tak samo jak dla pomostu, tylko na krótszej rozpiętości. Gotowe typoszeregi zobaczysz w kategorii krata pomostowa, a kraty z otworami, wycięciami i obrzeżeniem na nietypowy wymiar w kategorii kratka na wymiar.
Co podać w zamówieniu
Do zapytania o kratę potrzebne są dane, które pozwalają producentowi od razu wycenić wyrób, bez dopytywania.
- wymiar kraty, z oznaczeniem, który wymiar biegnie wzdłuż płaskowników nośnych
- płaskownik nośny i oczko albo obciążenie i rozpiętość, jeśli dobór ma zrobić producent
- rodzaj kraty, zgrzewana lub prasowana, oraz powierzchnia gładka lub ząbkowana
- zabezpieczenie, czyli ocynk ogniowy, stal nierdzewna albo GRP
- obrzeże, wycięcia pod rury i słupy, liczba sztuk i rodzaj mocowań