Kratek uvod in procesne značilnosti varjenih mrež
Varjene rešetke so prostorska mrežna konstrukcija, ki je ključna vrsta strukturnih sistemov stavb z velikim-razponom. Njihovo jedro je sestavljeno iz več kovinskih elementov (kot so jeklene cevi in jekleni profili), povezanih z varjenimi spoji, da tvorijo tri-dimenzionalno prostorsko palico-podobno mrežno enoto (npr. pravilni trikotniki, kvadrati in pravilni šesterokotniki), ki končno tvorijo-nosilno strukturo, ki pokriva veliko območje. V bistvu uporabljajo prostorski sistem sil za enakomeren prenos obremenitev na nosilce. Široko se uporabljajo v strešnih ali talnih konstrukcijah velikih-razponov, velikih-vesoljskih zgradb, kot so stadioni, razstavne dvorane, letališki terminali,-železniške postaje za visoke hitrosti in velike tovarne.
1. Osnovne komponente in strukturne značilnosti varjenih mrež
Preden razpravljamo o značilnostih procesa, je treba najprej razjasniti njihove glavne komponente, ki tvorijo temelj načrtovanja procesa:
Člani: Brezšivne jeklene cevi (nizko-ogljična ali nizko{1}}legirana jekla, kot sta Q235B in Q355B) so glavna izbira, pri čemer se v nekaterih aplikacijah uporabljajo kvadratne cevi in jeklo v obliki črke H-. Elementi morajo izpolnjevati zahteve glede lahke in visoke-trdnosti, s premeri, ki so običajno v razponu od 48 do 219 mm in debelino stene od 3 do 12 mm. Vozlišča: jedrne komponente, ki povezujejo člene, kategorizirane po metodi varjenja:
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).
Vozlišča plošč (vozli povezovalnih plošč): Jeklene plošče so razrezane v posebne oblike (npr. križ, T-) in konci elementov so privarjeni na povezovalno ploščo. Primerno za majhne do srednje velike razpone in majhno število članov (npr. majhne tovarne).
Strukturne značilnosti: Enakomerna prostorska porazdelitev obremenitve (brez koncentriranih enosmernih upogibnih momentov), odlična potresna učinkovitost (visoka splošna togost in močna koordinacija deformacij) in širok razpon (običajno 20-100 m, s posebnimi oblikami, ki segajo preko 150 m). II. Osnovne procesne značilnosti varjenih mrež
Postopek varjene mreže se vrti okoli dveh ključnih korakov: tovarniške predizdelave ter -namestitve in varjenja na mestu. Ključne zahteve vključujejo visoko natančnost, močne spoje, nizko deformacijo in visoko varnost. Posebne značilnosti je mogoče analizirati z naslednjih vidikov:
1. Postopek varjenja spoja: To je ključna točka nadzora kakovosti, ki poudarja "penetracijo" in "tesnjenje".
Spoji so ključnega pomena za-nosilnost omrežja, njihov postopek varjenja pa neposredno vpliva na strukturno varnost. Ključne značilnosti so naslednje:
Postopek varjenega kroglastega sklepa:
Prednost daje natančnosti izdelave žoge: potem ko so poloble iztisnjene iz jeklene pločevine, se najprej -zvarijo (spojijo obe polovici skupaj v popolno kroglo). To sočelno varjenje zahteva posebno orodje za zagotovitev okroglosti krogle (toleranca manjša ali enaka ±2 mm). Po varjenju se izvede "koreninsko čiščenje" (odstranitev zvarne žlindre z zadnjega dela zvara) in 100-odstotno ne-destruktivno testiranje (ultrazvočno testiranje UT), da se zagotovi, da so zvari znotraj krogle brez por in razpok. Varjenje paličastih-na-kroglastih spojev: uporablja se "varjenje s prebojem utorov". Na krogli je treba najprej ustvariti utor pod kotom palice (kot 30 stopinj -45 stopinj, globina večja ali enaka debelini stene palice). Konci palic se nato obrusijo v ustrezen utor. Varjenje se izvaja z varjenjem v zaščiti s plinom CO₂ ali ročnim obločnim varjenjem, da se zagotovi popolna penetracija (penetracija večja ali enaka 90 % debeline stene palice). Po varjenju morajo biti zvari podvrženi MT testiranju z magnetnimi delci (ali UT testiranju) s 100-odstotno uspešnostjo (standard za varjenje razreda 1, v skladu z GB 50205, "Standard za sprejemljivost kakovosti gradnje inženiringa jeklenih konstrukcij").
Postopek varjenja ploščnega spoja:
Spojna plošča je najprej tovarniško natančno izvrtana (za začasno pozicioniranje vijakov). Ko so konci palic poravnani s povezovalno ploščo, se uporabi kombinacija "kotni zvar + vtični zvar". Kotni zvar zagotavlja trdnost povezave med palico-in-ploščo, medtem ko čepni zvar (zvarjen znotraj vnaprej izdelane luknje v povezovalni plošči) poveča strižno odpornost. Po varjenju je treba površino zvara očistiti, da zagotovimo, da ni nobenih napak, kot so spodrezki in nepopolni zvari. 2. Obdelava palic: visoko-precizna predizdelava, nadzor dolžine in natančnost poševnega roba
Rešetke morajo biti tovarniško izdelane po postopku, za katerega sta značilni natančnost in standardizacija:
Nadzor natančnosti rezanja: Palice se režejo z uporabo CNC rezalne opreme (kot so plazemski ali laserski rezalni stroji), s toleranco dolžine ±1 mm (daleč več kot ±3 mm običajnih jeklenih konstrukcij). Če so palice jeklene cevi, jih je treba poravnati (z uporabo naprave za ravnanje cevi) do tolerance ravnosti, ki je manjša ali enaka L/1000 (kjer je L dolžina palice), da preprečite neporavnanost med sestavljanjem.
Natančnost obdelave utorov: Konci palic morajo biti prirezani glede na kot vozlišča (npr. 30 stopinj, 45 stopinj ali 60 stopinj, določeno s prostorskim kotom nosilca). To se izvede s pomočjo CNC stroja za poševne robove s toleranco poševnega kota ±1 stopinja. Debelina topega roba (neodrezanega dela na korenu poševnega roba) je nadzorovana na 1-2 mm, da se zagotovi natančna poravnava s poševnim robom vozlišča in prepreči nepopolno taljenje med varjenjem. Predobdelava površine: Po predizdelavi je treba elemente peskati (stopnja Sa2,5), da odstranimo luske in rjo. Nato je treba nanesti en ali dva nanosa temeljnega premaza proti rji (kot je epoksidni temeljni-bogati cink), da preprečite rjo med transportom in namestitvijo. Debelina temeljnega premaza mora biti večja ali enaka 60 μm, oprijem pa mora biti večji ali enak 5 MPa (preskus navzkrižne šrafure).
3. Zaporedje sestavljanja in varjenja: nadzorujte deformacijo in se izogibajte koncentraciji napetosti.
Mreža je prostorska struktura in nepravilno zaporedje sestavljanja in varjenja lahko zlahka povzroči celotno deformacijo. Postopek vključuje "simetrično montažo, večplastno varjenje in sočasno pritrjevanje":
Tovarniška montaža (enotna montaža):
Da bi zmanjšali -delovno obremenitev na kraju samem, je omrežje običajno vnaprej-sestavljeno v "majhne enote" (npr. 3m×3m ali 5m×5m) v tovarni. Pred-montažna ploščad mora biti natančno izravnana (vodoravni odklon Manjši ali enak 2 mm/10 m). Skupna postaja se uporablja za postavitev in pozicioniranje, da se zagotovi, da so geometrijske dimenzije členov in vozlišč znotraj enote skladne z zasnovo (toleranca velikosti mreže ±2 mm). Med pred-sestavljanjem zavarujte vozlišča z začasnimi vijaki, čemur sledi "varjenje" (varilne točke dolge 30-50 mm, 200-300 mm narazen). Trdnost zvara mora biti večja ali enaka 70 % dejanske trdnosti zvara, da preprečite, da bi enote med nadaljnjim ravnanjem in namestitvijo razpadle.
Na-zaporedje namestitve in varjenja:
Prilagodljiva metoda varjenja: Izberite metodo namestitve glede na razpon in težo nosilca. Različne metode zahtevajo različna zaporedja varjenja:
Visok-metoda montaže v velikem obsegu (majhen razpon): sestavite simetrično od podpore proti sredini. Ko je vsaka enota sestavljena, takoj zvarite vozlišča, da preprečite kumulativno deformacijo.
Metoda blokiranega dvigovanja (srednji razpon): Dvignite montažne bloke enot na predvideno mesto, jih začasno zavarujte (z vpenjalnimi vrvmi ali dvigalkami za prilagoditev višine) in nato zvarite vozle med bloki. Varjenje se izvaja simetrično od sredine navzven.
Splošna metoda dviganja (velik razpon): Ko je nosilec sestavljen in zvarjen na tleh, uporabite hidravlično dvižno opremo, da ga hkrati dvignete na predvideno višino. Med postopkom dviganja spremljajte sinhronizacijo vsake dvižne točke (odstopanje manj kot ali enako 5 mm). Ko so nameščeni, zvarite podporne vozle. Nadzor napetosti pri varjenju: uporabite »segmentirano korak-varjenje nazaj« (razdelitev dolgega zvara na krajše segmente in varjenje z obeh koncev proti sredini) ali »simetrično varjenje« (dva varilca varita hkrati na obeh straneh spoja), da zmanjšate deformacijo elementa, ki jo povzroči vnos toplote pri varjenju. Če je po varjenju potrebna razbremenitev napetosti, lahko območje spoja izpostavimo "lokalnemu žarjenju" (segrevanje na 600-650 stopinj, držanje in nato počasno ohlajanje).
4. Inšpekcija kakovosti in prevzem: strog nadzor skozi celoten proces, ki daleč presega običajne jeklene konstrukcije
Kot nosilna konstrukcija z dolgim{0}}razponom,-za varjene nosilce veljajo izjemno visoki standardi inšpekcije kakovosti. Za proces je značilen "popoln-inšpekcijski pregled procesa in več{4}}dimenzionalno preverjanje":
Tovarniški pregled: dimenzije elementov, koti utorov, geometrija pred{0}}sestavljene enote (preverjeno s totalno postajo), stopnja odstranitve rje na elementih (preverjeno z merilnikom hrapavosti) in debelina temeljnega premaza (preverjeno z merilnikom debeline premaza). In-inšpekcija na mestu:
Kakovost varjenja spojev: 100 % zvarov je podvrženih neporušitvenemu testiranju (UT+MT), ki se osredotoča na penetracijo zvara, razpoke in poroznost.
Splošne geometrijske mere: razpon mreže, višina in upogib se pregledajo s totalno postajo (upogib brez-obremenitve mora biti manjši ali enak L/250, kjer je L razpon).
Podporne povezave: preverite navor zategovanja podpornih vijakov (izpolnjevati mora konstrukcijske zahteve, preizkušeno z momentnim ključem) in kakovost zvara med podpornimi in mrežnimi vozlišči.
Preskušanje obremenitve: Za kritične projekte (kot so veliki stadioni) se izvede "stopenjski obremenitveni test" za simulacijo dejanskih obremenitev (npr. lastna teža strehe + obremenitev snega). Porazdelitev napetosti (z uporabo merilnikov napetosti) in upogibanje mreže se spremljata, da se zagotovi skladnost s projektnimi zahtevami. III. Glavne prednosti tehnologije varjene mreže (v primerjavi s tradicionalnimi konstrukcijami z dolgim-razponom)
Primerjalne mere: varjena mreža, tradicionalna jeklena opornica (ravna), betonska streha
Zmogljivost razpona: velika (20-150 m), srednja (15-50 m), majhna (manjša ali enaka 30 m)
Varilno jedro: Varjenje s popolnim-prebojom na vozliščih, enakomerna skupna porazdelitev obremenitve. Čelno varjenje elementov, ki teži k koncentraciji ravnih obremenitev. Brez varjenja, zanašanje na armaturno vezavo.
Teža in potrošni material: lahek (približno 30-50 kg/m2), malo potrošnega materiala. Težji (približno 50-80 kg/m2), veliko potrošnega materiala. Težka (približno 200-300 kg/m2), veliko potrošnega materiala.
Učinkovitost gradnje: tovarniška montaža + montaža na-gradbišču, visoka učinkovitost. Visoko-varjenje na kraju samem, nizka učinkovitost. Dolgo obdobje prelivanja in sušenja, nizka učinkovitost.
Potresna odpornost in deformacija: dobra potresna odpornost, majhen upogib. Slaba potresna odpornost, velik upogib. Slaba potresna odpornost, nagnjenost k pokanju.
Priljubljena oznake: varjena mreža, Kitajska proizvajalci varjene mreže, tovarna
