Короткий вступ і технологічні характеристики зварних сіток
Зварні сітки – це просторова сітка, ключовий тип довго{0}}конструкцій будівельної системи. Їх ядро складається з кількох металевих елементів (таких як сталеві труби та сталеві профілі), з’єднаних зварними з’єднаннями, щоб утворити-тривимірну просторову ферму-на кшталт сітки (наприклад, правильні трикутники, квадрати та правильні шестикутники), що зрештою утворює-несучу конструкцію, що охоплює велику площу. По суті, вони використовують систему просторових сил для рівномірної передачі навантажень на опори. Вони широко використовуються в конструкціях даху або підлоги великих-прольотів, великих-космічних будівель, таких як стадіони, виставкові зали, термінали аеропортів, станції-швидкісної залізниці та великі заводи.
1. Основні компоненти та структурні характеристики зварних сіток
Перш ніж обговорювати характеристики процесу, необхідно спочатку уточнити його основні компоненти, які формують основу проектування процесу:
Учасники: Безшовні сталеві труби (низько-вуглецеві або низько-леговані сталі, такі як Q235B і Q355B) є основним вибором, а квадратні труби та H-подібна сталь використовуються в деяких сферах застосування. Елементи мають відповідати як легким, так і високим -вимогам міцності, діаметри зазвичай коливаються від 48 до 219 мм і товщина стінок від 3 до 12 мм. Вузли: основні компоненти, що з’єднують елементи, класифіковані за методом зварювання:
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).
Вузли пластини (вузли з’єднувальної пластини): сталеві пластини нарізають у певні форми (наприклад, хрестоподібні, T--подібні), а кінці елементів приварюють до сполучної пластини. Підходить для малих і середніх прольотів і невеликої кількості учасників (наприклад, невеликі заводи).
Структурні характеристики: рівномірний просторовий розподіл навантаження (відсутність зосереджених однонаправлених згинальних моментів), відмінні сейсмічні характеристики (висока загальна жорсткість і сильна координація деформації) і широке покриття прольоту (зазвичай 20-100 м, у спеціальних конструкціях досягає понад 150 м). II. Основні технологічні характеристики зварних сіток
Процес виготовлення зварної сітки складається з двох ключових етапів: попереднього виготовлення на заводі та-встановлення та зварювання на місці. Основні вимоги включають високу точність, міцні з'єднання, низьку деформацію та високу безпеку. Конкретні характеристики можна аналізувати з таких точок зору:
1. Процес зварювання з’єднань: це ключова точка контролю якості, наголошуючи на «проникненні» та «ущільненні».
З’єднання мають ключове значення для-несучої навантаження сітки, а процес їх зварювання безпосередньо впливає на безпеку конструкції. Основні характеристики такі:
Процес зварного сферичного з'єднання:
Пріоритет надається точності виробництва м’яча: після того, як півсфери виштамповано зі сталевих листів, їх спочатку -зварюють (з’єднують дві половини разом, щоб утворити повну сферу). Для цього стикового зварювання потрібен спеціальний інструмент для забезпечення круглості сфери (допуск менше або дорівнює ±2 мм). Після зварювання виконується «кореневе очищення» (видалення зварювального шлаку з задньої частини зварного шва), а також виконується 100% не-руйнівний контроль (ультразвуковий контроль УЗ), щоб переконатися, що зварні шви всередині сфери вільні від пор і тріщин. Зварювання стрижневих--сферичних з’єднань: використовується «зварювання проплавленням». Спочатку необхідно створити канавку на сфері під кутом стрижня (кут 30 градусів -45 градусів, глибина більше або дорівнює товщині стінки стрижня). Потім стрижні шліфуються до відповідної канавки. Зварювання виконується за допомогою зварювання в захисному газі CO₂ або ручного дугового зварювання для забезпечення повного провару (проникнення більше або дорівнює 90% товщини стінки стрижня). Після зварювання зварні шви повинні пройти магнітно-порошкове випробування МТ (або UT-випробування) із 100%-им показником проходження (стандарт зварювання класу 1, відповідно до GB 50205, «Стандарт прийнятної якості конструкції для проектування сталевих конструкцій»).
Процес зварювання пластини:
Сполучна пластина спочатку точно просвердлюється на заводі (для тимчасового розташування болтів). Після того, як кінці стрижня вирівняні зі з’єднувальною пластиною, використовується комбінація «куткове зварювання + шовне зварювання». Кутовий зварний шов забезпечує міцність з’єднання стрижня-з-пластиною, тоді як пробковий шов (зварений у попередньо виготовлений отвір у сполучній пластині) підвищує стійкість до зсуву. Після зварювання поверхню зварного шва необхідно очистити, щоб переконатися у відсутності таких дефектів, як підрізи та неповні зварні шви. 2. Обробка стрижня: високо-попереднє виготовлення, контроль довжини та точності фаски
Стрижні решітки повинні бути попередньо виготовлені на заводі за допомогою процесу, що характеризується точністю та стандартизацією:
Контроль точності різання: Стрижні розрізаються за допомогою ріжучого обладнання з ЧПК (наприклад, верстатів для плазмового або лазерного різання) з допуском на довжину ±1 мм (значно перевищує ±3 мм звичайних сталевих конструкцій). Якщо стрижні є сталевими трубами, їх необхідно випрямити (за допомогою випрямляча труб) з допуском на прямолінійність менше або дорівнює L/1000 (де L довжина стрижня), щоб запобігти зсуву під час складання.
Точність обробки канавок: кінці стрижнів повинні бути скошені відповідно до кута вузла (наприклад, 30 градусів, 45 градусів або 60 градусів, що визначається просторовим кутом ферми). Це робиться за допомогою верстату для зняття фасок з ЧПУ з допуском кута скосу ±1 градус. Товщина тупого краю (нерозрізаної частини в корені фаски) контролюється до 1-2 мм, щоб забезпечити точне вирівнювання з фаскою вузла та уникнути неповного зварювання під час зварювання. Попередня обробка поверхні: після попереднього виготовлення елементи необхідно пройти дробеструйну обробку (клас Sa2,5), щоб видалити накип та іржу. Потім слід нанести один або два шари антикорозійної ґрунтовки (наприклад, епоксидної цинк-ґрунтовки), щоб запобігти іржі під час транспортування та встановлення. Товщина грунтовки повинна бути більше або дорівнювати 60 мкм, а адгезія повинна бути більше або дорівнювати 5 МПа (перехресний тест).
3. Послідовність складання та зварювання: контролюйте деформацію та уникайте концентрації напруги.
Сітка є просторовою структурою, і неправильна послідовність складання та зварювання може легко призвести до загальної деформації. Процес передбачає «симетричне складання, пошарове зварювання та одночасну фіксацію»:
Заводське збірне виробництво (уніфіковане заводське виготовлення):
Щоб зменшити-робоче навантаження на місці, сітку зазвичай попередньо-збирають на «малі блоки» (наприклад, 3м×3м або 5м×5м) на заводі. Платформа попереднього складання має бути точно вирівняна (горизонтальне відхилення менше або дорівнює 2 мм/10 м). Тахеометр використовується для компонування та позиціонування, щоб гарантувати, що геометричні розміри елементів і вузлів усередині блоку відповідають проекту (допуск розміру сітки ±2 мм). Під час попереднього -складання закріпіть вузли тимчасовими болтами, а потім виконайте «зварювання прихватками» (точки зварювання мають довжину 30-50 мм, відстань 200-300 мм одна від одної). Міцність прихватного зварного шва має бути більше або дорівнювати 70% від фактичної міцності зварного шва, щоб запобігти розпаду блоків під час подальшого транспортування та встановлення.
Послідовність -монтажу та зварювання на місці:
Адаптивний метод зварювання: виберіть спосіб встановлення на основі прольоту та ваги ферми. Різні методи вимагають різної послідовності зварювання:
Високий-повітряний збірний метод (з малим прольотом): збирайте симетрично від опори до центру. Після того, як кожен блок буде зібраний, відразу зварюйте вузли, щоб запобігти кумулятивній деформації.
Блокований метод підйому (середній проліт): підніміть збірні блоки блоків у призначене місце, тимчасово закріпіть їх (за допомогою відтяжок або домкратів для регулювання висоти), а потім зваріть вузли між блоками. Зварювання виконується симетрично від центру назовні.
Загальний спосіб підйому (великий проліт): після того, як ферму зібрано та зварено на землі, використовуйте гідравлічне підйомне обладнання, щоб одночасно підняти її на проектну висоту. Під час процесу підйому слідкуйте за синхронізацією кожної точки підйому (відхилення менше або дорівнює 5 мм). Після встановлення приваріть опорні вузли. Контроль напруги під час зварювання: використовуйте «сегментоване крокове -зварювання назад» (поділ довгого зварного шва на коротші сегменти та зварювання з обох кінців у напрямку до центру) або «симетричне зварювання» (два зварювальника зварюють одночасно з обох боків з’єднання), щоб зменшити деформацію елемента, спричинену надходженням тепла під час зварювання. При необхідності зняття напруги після зварювання область з'єднання може бути піддана «локальному відпалу» (нагрівання до 600-650 градусів, витримка, потім повільне охолодження).
4. Перевірка якості та приймання: строгий контроль протягом усього процесу, що значно перевищує контроль звичайних сталевих конструкцій
Як довго{0}}несуча конструкція, зварні ферми підлягають надзвичайно високим стандартам якості. Процес характеризується «повною-інспекцією процесу та багато{4}}перевіркою»:
Заводська перевірка: розміри елементів, кути пазів, попередньо{0}}геометрія зібраного блоку (перевірка за допомогою тахеометра), рівень видалення іржі з елементів (перевірка за допомогою вимірювача шорсткості) і товщина грунтовки (перевірка за допомогою товщиноміра покриття). Перевірка-на місці:
Якість зварювання з’єднань: 100% зварних швів проходять не-руйнівний контроль (UT+MT), зосереджуючись на проникненні зварних швів, тріщинах і пористості.
Габаритні геометричні розміри: проміжок сітки, висота та прогин перевіряються за допомогою тахеометра (де-прогин навантаження має бути меншим або дорівнювати L/250, де L — проміжок).
Опорні з’єднання: перевірте момент затягування опорних болтів (має відповідати вимогам конструкції, перевірено динамометричним ключем) і якість зварювання між опорою та вузлами сітки.
Тестування навантаження: для критичних проектів (таких як великі стадіони) проводиться «тест з градуйованим навантаженням» для моделювання фактичних навантажень (наприклад, вага даху + снігове навантаження). Розподіл напруги (за допомогою тензодатчиків) і прогин сітки контролюються для забезпечення відповідності проектним вимогам. III. Основні переваги технології зварних сіток (порівняно з традиційними довго-пролітними конструкціями)
Порівняльні розміри: зварна сітка, традиційна сталева ферма (плоска), бетонний дах
Місткість прольоту: велика (20-150 м), середня (15-50 м), мала (менше або дорівнює 30 м)
Зварювальний сердечник: зварювання з повним-проплавленням у вузлах, рівномірний загальний розподіл навантаження. Стикове зварювання елементів, яке прагне зосередити плоскі навантаження. Без зварювання, покладаючись на арматуру.
Вага та витратні матеріали: легкі (приблизно 30-50 кг/м2), низькі витратні матеріали. Важче (приблизно 50-80 кг/м2), багато витратних матеріалів. Важка (приблизно 200-300 кг/м2), висока кількість витратних матеріалів.
Ефективність будівництва: заводське виготовлення +-складання на місці, висока ефективність. Висока-зварювання на місці, низька ефективність. Довгий період заливки і затвердіння, низька ефективність.
Сейсмостійкість і деформація: хороша сейсмостійкість, низький прогин. Погана сейсмостійкість, великий прогин. Погана сейсмостійкість, схильність до розтріскування.
Популярні Мітки: зварна сітка, виробники зварних сіток Китай, завод
