Breu introducció i característiques del procés de les reixetes soldades
Les quadrícules soldades són una estructura de quadrícula espacial, un tipus clau de sistema estructural d'edificis de llarg-abast. El seu nucli es compon de múltiples elements metàl·lics (com tubs d'acer i seccions d'acer) connectats per juntes soldades per formar una unitat de quadrícula-espacial tridimensional- (per exemple, triangles regulars, quadrats i hexàgons regulars), formant finalment una estructura de càrrega-que cobreix una gran àrea. Essencialment, utilitzen un sistema de força espacial per transferir uniformement les càrregues als suports. S'utilitzen àmpliament en estructures de sostres o sòls d'edificis de gran-envergadura i gran-espai, com ara estadis, sales d'exposicions, terminals d'aeroports, estacions de tren d'alta-velocitat i grans fàbriques.
1. Components del nucli i característiques estructurals de les reixetes soldades
Abans de discutir les característiques del procés, primer cal aclarir els seus components bàsics, que formen la base del disseny del procés:
Membres: les canonades d'acer sense soldadura (acers de baix-carboni o de baix-aliatge com ara Q235B i Q355B) són l'opció principal, amb tubs quadrats i acer en forma d'H-en algunes aplicacions. Els membres han de complir els requisits de pes lleuger i d'alta-resistència, amb diàmetres que normalment oscil·len entre 48 i 219 mm i gruixos de paret de 3 a 12 mm. Nodes: components bàsics que connecten els membres, classificats per mètode de soldadura:
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).
Nodes de placa (nodes de placa de connexió): les plaques d'acer es tallen en formes específiques (per exemple, en forma de creu, en T-), i els extrems dels membres es solden a la placa de connexió. Apte per a trams petits i mitjans i un nombre reduït de membres (p. ex., fàbriques petites).
Característiques estructurals: Distribució uniforme de la càrrega espacial (sense moments de flexió unidireccionals concentrats), excel·lent rendiment sísmic (alta rigidesa general i forta coordinació de deformació) i àmplia cobertura (normalment 20-100 m, amb dissenys especials que arriben a més de 150 m). II. Característiques del procés bàsic de les reixetes soldades
El procés de reixeta soldada gira al voltant de dos passos clau: la prefabricació de fàbrica i la-instal·lació i la soldadura al lloc. Els requisits clau inclouen alta precisió, juntes fortes, baixa deformació i alta seguretat. Les característiques específiques es poden analitzar des de les perspectives següents:
1. Procés de soldadura conjunta: aquest és un punt clau de control de qualitat, posant èmfasi en la "penetració" i el "segellat".
Les juntes són clau per a la naturalesa de càrrega-de la xarxa i el seu procés de soldadura afecta directament la seguretat estructural. Les característiques principals són les següents:
Procés d'unió d'esfera soldada:
Prioritza la precisió de la producció de boles: després d'estampar els hemisferis a partir de làmines d'acer, primer es solden a tope-(unint les dues meitats per formar una esfera completa). Aquesta soldadura a tope requereix eines especialitzades per garantir la rodonesa de l'esfera (tolerància inferior o igual a ± 2 mm). Després de la soldadura, es realitza una "neteja d'arrel" (eliminació de l'escòria de soldadura de la part posterior de la soldadura) i es realitzen proves no-destructives al 100% (prova d'ultrasons UT) per assegurar-se que les soldadures dins de l'esfera estiguin lliures de porus i esquerdes. Soldadura de varetes-a-unions esfèriques: s'utilitza "soldadura per penetració de ranura". Primer s'ha de crear una ranura a l'esfera a l'angle de la vareta (angle 30 graus -45 graus, profunditat superior o igual al gruix de la paret de la vareta). A continuació, els extrems de les varetes es molen a una ranura coincident. La soldadura es realitza mitjançant soldadura blindada amb gas CO₂ o soldadura manual per arc per garantir la penetració total (penetració superior o igual al 90% del gruix de la paret de la vareta). Després de la soldadura, les soldadures s'han de sotmetre a proves de partícules magnètiques MT (o proves UT) amb una taxa de superació del 100% (estàndard de soldadura de classe 1, d'acord amb GB 50205, "Norma per a l'acceptació de la qualitat de la construcció de l'enginyeria d'estructures d'acer").
Procés de soldadura d'unió de plaques:
La placa de connexió es perfora primer amb precisió a la fàbrica (per a la col·locació temporal de cargols). Després d'alinear els extrems de la barra amb la placa de connexió, s'utilitza una combinació de "soldadura de filet + soldadura de tap". La soldadura de filet garanteix la força de la connexió de la vareta-a la-placa, mentre que la soldadura de l'endoll (soldada dins del forat prefabricat de la placa de connexió) millora la resistència al cisallament. Després de la soldadura, la superfície de la soldadura s'ha de netejar per assegurar-se que no hi ha defectes com ara socavacions i soldadures incompletes. 2. Processament de varetes: prefabricació d'alta-precisió, control de longitud i precisió de bisell
Les barres d'enreixat s'han de prefabricar en fàbrica, mitjançant un procés caracteritzat per la precisió i l'estandardització:
Control de precisió de tall: les barres es tallen amb equips de tall CNC (com màquines de tall per plasma o làser), amb una tolerància de longitud de ± 1 mm (superant amb escreix els ± 3 mm de les estructures d'acer convencionals). Si les varetes són tubs d'acer, s'han de redreçar (utilitzant un allisador de canonades) amb una tolerància de rectitud inferior o igual a L/1000 (on L és la longitud de la vareta) per evitar desalineaments durant el muntatge.
Precisió del processament de la ranura: els extrems de la barra s'han de bisellar segons l'angle del node (p. ex., 30 graus, 45 graus o 60 graus, determinat per l'angle espacial de l'armadura). Això es fa mitjançant una màquina de bisell CNC amb una tolerància a l'angle de bisell de ± 1 grau. El gruix de la vora roma (la part sense tallar a l'arrel del bisell) es controla a 1-2 mm per garantir una alineació precisa amb el bisell del node i evitar una fusió incompleta durant la soldadura. Pretractament superficial: després de la prefabricació, els membres s'han de granallar (grau Sa2.5) per eliminar l'escala i l'òxid. A continuació, s'han d'aplicar una o dues capes d'imprimació anti-rovell (com ara una imprimació rica en zinc-epoxi) per evitar l'oxidació durant el transport i la instal·lació. El gruix de la imprimació ha de ser superior o igual a 60μm, i l'adhesió ha de ser superior o igual a 5MPa (prova d'estilla creuada).
3. Seqüència de muntatge i soldadura: Controlar la deformació i evitar la concentració de tensions.
La quadrícula és una estructura espacial, i un muntatge i una seqüència de soldadura inadequats poden provocar fàcilment una deformació general. El procés inclou "muntatge simètric, soldadura en capes i fixació simultània":
Prefabricació de fàbrica (prefabricació unificada):
Per reduir-la càrrega de treball del lloc, la xarxa normalment s'-preensambla en "petites unitats" (p. ex., unitats de quadrícula de 3m×3m o 5m×5m) a la fàbrica. La plataforma de pre-muntatge ha d'estar anivellada amb precisió (desviació horitzontal inferior o igual a 2 mm/10 m). S'utilitza una estació total per a la disposició i el posicionament per garantir que les dimensions geomètriques dels membres i els nodes dins de la unitat siguin coherents amb el disseny (tolerància a la mida de la quadrícula ± 2 mm). Durant el pre-muntatge, fixeu els nodes amb cargols temporals, seguit de "soldadura per punt" (punts de soldadura de 30-50 mm de llarg, 200-300 mm de distància). La resistència de la soldadura per punt ha de ser superior o igual al 70% de la resistència real de la soldadura per evitar que les unitats es desfonsin durant la manipulació i instal·lació posteriors.
-Seqüència d'instal·lació i soldadura al lloc:
Mètode de soldadura adaptatiu: seleccioneu el mètode d'instal·lació en funció de l'envergadura i el pes de l'armadura. Els diferents mètodes requereixen diferents seqüències de soldadura:
Alt-Mètode de muntatge aeri a granel (span petit): ensambla simètricament des del suport cap al centre. Després de muntar cada unitat, soldeu els nodes immediatament per evitar la deformació acumulada.
Mètode d'elevació bloquejada (envergadura mitjana): aixequeu els blocs d'unitats prefabricades a la ubicació dissenyada, fixeu-los temporalment (utilitzant cordes o preses per ajustar l'elevació) i després soldeu els nodes entre els blocs. La soldadura es realitza simètricament des del centre cap a fora.
Mètode d'elevació general (gran amplitud): després de muntar i soldar l'armadura a terra, utilitzeu un equip d'elevació hidràulic per aixecar-la simultàniament a l'alçada dissenyada. Durant el procés d'elevació, vigileu la sincronització de cada punt d'elevació (desviació inferior o igual a 5 mm). Un cop al seu lloc, soldeu els nodes de suport. Control de l'esforç de soldadura: utilitzeu "soldadura enrere-segmentada" (dividir una soldadura llarga en segments més curts i soldar des dels dos extrems cap al centre) o "soldadura simètrica" (dos soldadors soldant simultàniament als dos costats d'una unió) per reduir la deformació de l'element causada per l'entrada de calor de soldadura. Si es requereix un alleujament de l'estrès després de la soldadura, l'àrea de la junta es pot sotmetre a un "recuit local" (escalfament a 600-650 graus, retenció i refredament lent).
4. Inspecció i acceptació de qualitat: control estricte durant tot el procés, molt superior al de les estructures d'acer ordinàries
Com a estructura de suport de càrrega-longa-, les armadures soldades estan subjectes a estàndards d'inspecció de qualitat extremadament alts. El procés es caracteritza per la "-inspecció completa del procés i la verificació multi-dimensional":
Inspecció de fàbrica: dimensions de l'element, angles de ranura, geometria de la unitat-premuntada (inspeccionada mitjançant una estació total), nivell d'eliminació d'òxid de l'element (inspeccionat amb un mesurador de rugositat) i gruix d'imprimació (inspeccionat amb un calibre de gruix de recobriment). Inspecció-in situ:
Qualitat de la soldadura conjunta: les soldadures al 100% se sotmeten a proves no-destructives (UT+MT), centrades en la penetració de la soldadura, les esquerdes i la porositat.
Dimensions geomètriques generals: l'envergadura, l'elevació i la deflexió de la quadrícula s'inspeccionen mitjançant una estació total (sense -desviació de càrrega ha de ser inferior o igual a L/250, on L és l'envergadura).
Connexions de suport: comproveu el parell de torsió del cargol de suport (ha de complir els requisits de disseny, provat amb una clau de torsió) i la qualitat de la soldadura entre el suport i els nodes de la xarxa.
Proves de càrrega: per a projectes crítics (com ara grans estadis), es realitza una "prova de càrrega graduada" per simular les càrregues reals (p. ex., pes mort del sostre + càrrega de neu). La distribució de tensions (mitjançant extensometres) i la deflexió de la xarxa es controlen per garantir el compliment dels requisits de disseny. III. Avantatges bàsics de la tecnologia de quadrícula soldada (en comparació amb les estructures tradicionals de llarg-span)
Dimensions de comparació: reixeta soldada, armadura d'acer tradicional (plana), sostre de formigó
Capacitat d'amplitud: gran (20-150 m), mitjana (15-50 m), petita (menys o igual a 30 m)
Nucli de soldadura: soldadura de-penetració total als nodes, distribució uniforme de la càrrega. Soldadura a tol dels membres, que tendeix a concentrar càrregues planes. Sense soldadura, depenent de la lligadura de barres d'armadura.
Pes i consumibles: consumibles lleugers (aproximadament 30-50 kg/m2). Més pesat (aproximadament 50-80kg/m2), consumibles alts. Pesant (aproximadament 200-300kg/m2), consumibles alts.
Eficiència de construcció: prefabricació de fàbrica + muntatge-in situ, alta eficiència. Soldadura alta-in situ, baixa eficiència. Període llarg d'abocament i curat, baixa eficiència.
Resistència sísmica i deformació: bona resistència sísmica, baixa deflexió. Poca resistència sísmica, gran deflexió. Poca resistència sísmica, propensa a esquerdes.
Etiquetes populars: reixeta soldada, fabricants de reixetes soldades a la Xina, fàbrica
