Кратко въведение и технологични характеристики на заварени решетки
Заварените решетки са пространствена решетъчна конструкция, ключов тип структурна система за сгради с голям{0}}размах. Сърцевината им е съставена от множество метални елементи (като стоманени тръби и стоманени профили), свързани чрез заварени съединения, за да образуват три{2}}пространствена ферма-подобна решетъчна единица (напр. правилни триъгълници, квадрати и правилни шестоъгълници), в крайна сметка образувайки-носеща конструкция, покриваща голяма площ. По същество те използват система за пространствена сила за равномерно прехвърляне на товари към опорите. Те се използват широко в покривни или подови конструкции на големи-размах, големи-пространствени сгради като стадиони, изложбени зали, летищни терминали, високо-жп гари и големи фабрики.
1. Основни компоненти и структурни характеристики на заварени решетки
Преди да обсъдим характеристиките на процеса, е необходимо първо да изясним основните им компоненти, които формират основата на дизайна на процеса:
Членове: Безшевните стоманени тръби (ниско-въглеродни или ниско-легирани стомани като Q235B и Q355B) са основният избор, с квадратни тръби и H-образна стомана, използвани в някои приложения. Елементите трябва да отговарят както на изискванията за лекота, така и за висока -якост, като диаметрите обикновено варират от 48 до 219 mm и дебелини на стените от 3 до 12 mm. Възли: Основни компоненти, свързващи елементи, категоризирани по метод на заваряване:
Welded sphere nodes: The most commonly used type, consisting of two hemispheres (stamped from steel plates) welded together to form a hollow sphere, which is then welded to the member. Suitable for large spans and heavy loads (e.g., stadiums with spans >30m).
Възли на плочата (възли на свързваща плоча): Стоманените плочи се нарязват на специфични форми (напр. кръстосани, T-) и краищата на елементите се заваряват към свързващата плоча. Подходящ за малки до средни разстояния и малък брой членове (напр. малки фабрики).
Структурни характеристики: Равномерно пространствено разпределение на натоварването (без концентрирани еднопосочни моменти на огъване), отлична сеизмична производителност (висока цялостна коравина и силна координация на деформацията) и широко покритие (обикновено 20-100 m, със специални дизайни, достигащи над 150 m). II. Основни технологични характеристики на заварени решетки
Процесът на заварена решетка се върти около две ключови стъпки: фабрично предварително производство и -монтаж и заваряване на място. Основните изисквания включват висока точност, здрави съединения, ниска деформация и висока безопасност. Специфичните характеристики могат да бъдат анализирани от следните гледни точки:
1. Процес на заваряване на фуги: Това е ключова точка за контрол на качеството, наблягаща на „проникване“ и „запечатване“.
Съединенията са от ключово значение за това-носещата природа на мрежата и процесът на тяхното заваряване влияе пряко върху структурната безопасност. Основните характеристики са както следва:
Процес на заварени сферични съединения:
Дава приоритет на точността на производството на топката: След като полусферите са щамповани от стоманени листове, те първо се заваряват -челно (съединяват двете половини заедно, за да образуват пълна сфера). Това челно заваряване изисква специализирани инструменти, за да се осигури закръгленост на сферата (толеранс По-малък или равен на ±2 mm). След заваряването се извършва „коренно почистване“ (премахване на заваръчната шлака от задната част на заваръчния шев) и се извършва 100% не-разрушително изпитване (UT ултразвуково изпитване), за да се гарантира, че заваръчните шевове в рамките на сферата са без пори и пукнатини. Заваряване на прът-към-сферични съединения: използва се „заваряване чрез проникване в жлеб“. Първо трябва да се създаде жлеб върху сферата под ъгъл на пръта (ъгъл 30 градуса -45 градуса, дълбочина по-голяма или равна на дебелината на стената на пръта). След това краищата на пръта се шлифоват до съответстващ жлеб. Заваряването се извършва чрез заваряване в защитен газ CO₂ или ръчно електродъгово заваряване, за да се осигури пълно проникване (проникване, по-голямо или равно на 90% от дебелината на стената на пръта). След заваряване, заваръчните шевове трябва да бъдат подложени на MT изпитване с магнитни частици (или UT изпитване) със 100% степен на преминаване (стандарт за заваряване клас 1, в съответствие с GB 50205, „Стандарт за приемане на качеството на конструкцията на стоманените конструкции“).
Процес на заваряване на плочи:
Свързващата плоча първо се пробива прецизно фабрично (за временно позициониране на болтове). След като краищата на пръта са подравнени със свързващата плоча, се използва комбинация от "ъглови заварки + щепсел". Ъгловият шев осигурява здравината на връзката между пръта-към-плочата, докато заваръчният шев (заварен в предварително изработения отвор в свързващата плоча) повишава устойчивостта на срязване. След заваряване повърхността на заваръчния шев трябва да се почисти, за да се гарантира, че няма дефекти като подрязвания и непълни заварки. 2. Обработка на пръти: Високо-прецизно предварително производство, контролиране на дължината и точността на скосяването
Решетките трябва да бъдат предварително произведени във фабрика, като се използва процес, характеризиращ се с прецизност и стандартизация:
Контрол на точността на рязане: Прътите се режат с помощта на CNC оборудване за рязане (като плазмени или лазерни машини за рязане), с толеранс на дължината от ±1 mm (далеч надхвърлящ ±3 mm на конвенционалните стоманени конструкции). Ако прътите са стоманени тръби, те трябва да бъдат изправени (с помощта на устройство за изправяне на тръби) до толеранс на праволинейността по-малък или равен на L/1000 (където L е дължината на пръта), за да се предотврати неправилно подравняване по време на монтажа.
Точност на обработка на канали: Краищата на прътите трябва да бъдат скосени според ъгъла на възела (напр. 30 градуса, 45 градуса или 60 градуса, определени от пространствения ъгъл на фермата). Това се прави с помощта на CNC машина за скосяване с толеранс на ъгъла на скосяване от ±1 градус. Дебелината на тъпата част (неизрязаната част в основата на скосяването) се контролира до 1-2 mm, за да се осигури прецизно подравняване с фаската на възела и да се избегне непълно сливане по време на заваряване. Предварителна обработка на повърхността: След предварителното производство, елементите трябва да бъдат струйно струйни (клас Sa2,5), за да се отстранят котлен камък и ръжда. След това трябва да се нанесат един или два слоя грунд против -ръжда (като епоксиден грунд, богат на цинк-), за да се предотврати ръждата по време на транспортиране и монтаж. Дебелината на грунда трябва да бъде по-голяма или равна на 60 μm, а адхезията трябва да бъде по-голяма или равна на 5MPa (тест за кръстосано щриховане).
3. Последователност на сглобяване и заваряване: Контролирайте деформацията и избягвайте концентрацията на напрежение.
Решетката е пространствена структура и неправилната последователност на сглобяване и заваряване може лесно да доведе до цялостна деформация. Процесът включва "симетрично сглобяване, наслоено заваряване и едновременно фиксиране":
Фабрично предварително производство (единствено предварително производство):
За да се намали-работното натоварване на място, мрежата обикновено е предварително-сглобена в „малки единици“ (напр. 3m×3m или 5m×5m) във фабриката. Платформата за предварително сглобяване трябва да бъде прецизно нивелирана (хоризонтално отклонение По-малко или равно на 2 mm/10 m). Тотална станция се използва за оформление и позициониране, за да се гарантира, че геометричните размери на елементите и възлите в рамките на единицата са в съответствие с проекта (толеранс на размера на мрежата ±2 mm). По време на предварителния -сглобяване закрепете възлите с временни болтове, последвани от „заваряване“ (точки на заваряване с дължина 30-50 mm, разстояние 200-300 mm). Якостта на прилепващия шев трябва да бъде по-голяма или равна на 70% от действителната якост на заваръчния шев, за да се предотврати разпадането на модулите по време на последващо боравене и монтаж.
Последователност на-монтаж и заваряване на място:
Адаптивен метод на заваряване: Изберете метода на инсталиране въз основа на обхвата и теглото на фермата. Различните методи изискват различни последователности на заваряване:
Висок-Метод на масово сглобяване във въздуха (малък размах): Сглобете симетрично от опората към центъра. След като всяка единица е сглобена, незабавно заварете възлите, за да предотвратите кумулативната деформация.
Метод на блокирано повдигане (среден размах): Повдигнете сглобяемите единични блокове на проектираното място, временно ги закрепете (използвайки притегателни въжета или крикове за регулиране на височината) и след това заварете възлите между блоковете. Заваряването се извършва симетрично от центъра навън.
Общ метод на повдигане (голям обхват): След като фермата е сглобена и заварена на земята, използвайте хидравлично повдигащо оборудване, за да я повдигнете едновременно до проектираната височина. По време на процеса на повдигане наблюдавайте синхронизацията на всяка точка на повдигане (отклонение по-малко или равно на 5 мм). След като са на място, заварете опорните възли. Контрол на напрежението при заваряване: Използвайте „сегментирано стъпаловидно-обратно заваряване“ (разделяне на дълга заварка на по-къси сегменти и заваряване от двата края към центъра) или „симетрично заваряване“ (двама заварчици заваряват едновременно от двете страни на съединението), за да намалите деформацията на елемента, причинена от входящата топлина при заваряване. Ако се изисква облекчаване на напрежението след заваряване, зоната на съединението може да бъде подложена на "локално отгряване" (нагряване до 600-650 градуса, задържане и след това бавно охлаждане).
4. Проверка на качеството и приемане: Стриктен контрол през целия процес, далеч надхвърлящ този на обикновените стоманени конструкции
Като дълго{0}}носеща-конструкция, заварените ферми подлежат на изключително високи стандарти за проверка на качеството. Процесът се характеризира с „пълна-инспекция на процеса и много-проверка на измерения“:
Фабрична проверка: размери на елемента, ъгли на жлебовете, геометрия на предварително сглобения модул (проверено с тотална станция), ниво на отстраняване на ръждата на елемента (проверено с помощта на грапавост) и дебелина на грунда (проверено с помощта на уред за измерване на дебелината на покритието). Проверка на-на място:
Качество на заваряване на фуги: 100% заварки се подлагат на не-разрушителен тест (UT+MT), фокусиран върху проникването на заваръчния шев, пукнатините и порьозността.
Габаритни геометрични размери: Размахът на решетката, надморската височина и отклонението се проверяват с помощта на тотална станция (деформацията без{0}}товар трябва да бъде по-малка или равна на L/250, където L е разстоянието).
Подпорни връзки: Проверете въртящия момент на затягане на опорния болт (трябва да отговаря на проектните изисквания, тестван с динамометричен ключ) и качеството на заварката между опорните и решетъчните възли.
Тестване на натоварването: За критични проекти (като големи стадиони) се провежда „тест за степенувано натоварване“, за да се симулират действителни натоварвания (напр. тегло на покрива + натоварване от сняг). Разпределението на напрежението (с помощта на тензодатчици) и деформацията на решетката се наблюдават, за да се осигури съответствие с проектните изисквания. III. Основни предимства на заварената решетъчна технология (в сравнение с традиционните конструкции с дълъг-размах)
Сравнителни размери: заварена решетка, традиционна стоманена ферма (плоска), бетонен покрив
Капацитет на обхват: голям (20-150 m), среден (15-50 m), малък (по-малък или равен на 30 m)
Заваръчна сърцевина: заваряване с пълно{0}}проникване във възлите, равномерно общо разпределение на натоварването. Челно заваряване на елементи, което има тенденция да концентрира плоски товари. Без заваряване, разчитайки на свързване на арматура.
Тегло и консумативи: Леки (приблизително 30-50 кг/м2), малко консумативи. По-тежки (приблизително 50-80 кг/м2), високи консумативи. Тежки (приблизително 200-300 кг/м2), високи консумативи.
Ефективност на конструкцията: Фабрично предварително производство + сглобяване на -на място, висока ефективност. Висока-заваряване на място, ниска ефективност. Дълъг период на изливане и втвърдяване, ниска ефективност.
Сеизмична устойчивост и деформация: Добра сеизмична устойчивост, ниска деформация. Слаба сеизмична устойчивост, голяма деформация. Слаба сеизмична устойчивост, склонност към напукване.
Популярни тагове: заварена решетка, Китай производители на заварена решетка, фабрика
