Долг распон челична решетка школка структура

За разлика од конвенционалните рамни просторни рамки или портални крути рамки, Структурата со челична решетка со долг распон користи закривен просторен систем за оптоварување. Додека рамните конструкции првенствено се потпираат на дејство на свиткување, овој систем постигнува носивост преку комбинација на потисок на школка-лак и аксијално дејство на просторните членови.

Овој систем не е само склоп на поединечни членови, туку комплетно, интегрирано решение кое се состои од структурни јазли, лизгачки лежишта, елементи на основата отпорни на удар, обвивки за покриви и заштита од гром/корозија. Специфично е дизајниран да одговори на структурните предизвици поврзани со покриви без столбови кои надминуваат распон од 60 метри, сложени закривени геометрии и локации кои се предмет на силен ветер и снег. Урамнотежувајќи ја архитектонската естетика со долгорочната оперативна безбедност, тој стана главен избор за покривање на индустриски објекти со ултра голем распон и јавни места.

Критериуми за избор и разлики

1.1 Дефиниција за индустрија

Структурата на челична решетка со долг распон - честопати нарекувана едноставно како „челична решеткаста обвивка“ - е тип на закривена, високо статички неодредена просторна решеткаста структура. Во суштина тоа е рамна просторна рамка која е заоблена за да формира континуирана заоблена површина, опфаќајќи сферични, елипсоидни, цилиндрични и хиперболични параболоидни геометрии. Дефинитивната карактеристика е создавањето на надворешно хоризонтално потиснување на лакот, за кои се потребни потпори, прстени греди или основи кои се отпорни на потисок за да се спротивстават на внатрешните сили. Спротивно на тоа, рамните просторни рамки носат товари првенствено во вертикална насока и не генерираат хоризонтален потисок на лакот; основните механички принципи кои ги регулираат двата системи се сосема различни. 

1.2 Визуелни карактеристики на структурното однесување

- Вчитување на членови: првенствено аксијално напнатост и компресија; отсуството на локални напрегања на свиткување обезбедува рамномерна распределба на напрегањата.

- Пренос на оптоварување: Вертикалните оптоварувања на покривот се решаваат по тангенцијалната насока на заоблената површина во аксијални сили во рамките на обвивката; патеката на товарот е кратка, што резултира со минимална загуба на енергија.

- Оперативна соодветност: Високо статички неодредена редундантна структура; локализираниот неуспех на членот не предизвикува глобален колапс, нудејќи супериорна отпорност на ненадеен ветер, снег и сеизмички настани.

1.3 Класификација по распон и конфигурација на 3D јазли

- Еднослојна челична решетка на школка: Еднослоен член со многу мала тежина; погоден за застаклени куполи со мал до среден распон (15–60 m) и мали пејзажни павилјони; применливо само во региони со слаби оптоварувања на ветер и снег; претежно ги користи јазлите од леано челик.

- Двослојна обвивка со завртки со топчиња: конфигурација на двослојна решетка која ги содржи горните и долните акорди со поврзување на веб-членки; нуди висока вкочанетост; погоден за стандардни бараки за јаглен со голем распон (30–100 m) и цилиндрични школки за складирање; претпочитан избор за локации во внатрешноста со стандардни услови на ветер и снег.

- Двослојна обвивка со заварени топчиња: се карактеризира со заварување со целосна пенетрација на сферичните јазли, обезбедувајќи исклучителна отпорност на деформација; погоден за ултра големи распони (60–200 m) и капацитети за складирање со тежок товар во крајбрежните региони кои се подложни на силен ветер и обилен снег.

Примарни критериуми за избор на материјал: челик Q235B е избран за распони ≤60m и оптоварување на покривот ≤0,9 kN/m²; Челик Q355B се користи за распони > 60 m, бараки за јаглен со тешки товари и крајбрежни региони.

Сеопфатни системски компоненти на челични решетки на школки со долг распон

2.1 Структурни единици на примарна мрежа

Се состои од членови на кружен шуплив дел (CHS) прилагодено исечени и три типа на специјализирани јазли; сите членови се сечат на одредени должини врз основа на искривувањето на површината наместо да се користат стандардизирани должини. Основните материјали вклучуваат челични цевки без шевови и високофреквентни заварени челични цевки, со спецификации кои се движат од φ60×3,5 до φ219×10. Диференцирани сценарија за апликација за типови јазли:

- Шупливи сфери со завртки: цилиндрични школки со ниска кривина и двослојни конвенционални мрежести школки; собрани на лице место со помош на завртки, за што е потребно нула заварување на лице место.

- Заварени шупливи сфери: конструкции со голем распон, тежок товар и дебела обвивка; имаат внатрешни прстенести ребра за зацврстување за да се спротивстават на локалната деформација на дробење.

- Јазли на глави од лиен челик: Специфично за еднослојни криви куполи; користат приклучоци за поврзување и нудат највисоко ниво на стандардизација на компонентите.

Поврзани сврзувачки елементи: Системите со сфери со завртки користат стандардни завртки со висока јачина од класа 10.9, конусни глави, заптивни плочи и чаури; На системите на заварени сфери им недостасуваат стандардни сврзувачки елементи, целосно потпирајќи се на заварите со челен дел со целосна пенетрација со закосени рабови.

2.2 Диференцирани системи за поддршка

Хоризонталниот потисок на лакот на мрежест обвивка е 3-5 пати поголем од оној на просторната рамка; неправилниот избор на поддршка може директно да доведе до колапс на покривот. Четири типа на поддршка и сценарија за нивна примена:

- Фиксни потпори со шарки: Се наоѓа на аглите на зградата; ограничете го вертикалното и двонасочното хоризонтално поместување, издржете над 60% од потисокот на лакот на школка и оставете мала ротација за да се намали стресот.

- Еднонасочни лизгачки потпори: Лизгајте по периферната или радијалната насока; специјално дизајниран за ослободување на термичкиот потисок предизвикан од сезонските температурни разлики, спречувајќи пукање поради термичка експанзија и контракција.

- Затегнувачки шарки: Се користи на крајбрежни или отворени, изложени места; да се спротивстави на негативните сили на вшмукување на ветерот и да спречи кревање или откинување на мрежестата обвивка од ветерот.

- Еластични потпори: Се користи за места со нерамномерно населување на темелите или за неправилни двојно закривени мрежести школки; се приспособат на деформација на темелите за да се прилагоди распределбата на оптоварувањето.

Додатоци за поддршка: основни плочи со дебелина од 18–30 mm, странични ребра за зацврстување од 12–20 mm, вградени завртки за прицврстување Q355B и шипки за израмнување/против лизгање. 

2.3 Поддржувачки мерки за отпорност на подградба и на удар

Стандардните изолирани капачиња на купови не можат да се спротивстават на надворешниот потисок генериран од мрежестата обвивка; затоа, потребно е насочено засилување. Темелите користат армирано-бетонски изолирани капачиња на купови, ленти или капачиња на купови со C30-C35. На надворешноста на темелите се инсталирани греди против подигање и бетонски противтежински столбови за да се ограничи поместувањето нанадвор. Толеранцијата на плошноста за вградените челични лежишта е поставена на ≤2 mm за да се обезбеди непречено лизгање на лежиштата.

2.4 Поддржувачки мерки за куќиште на покривот и странична стабилност

Системот за покривање на покривот се состои од три вида: панели со стоечки шевови од алуминиум-магнезиум-манган за заоблени школки од буриња, калено изолационо стакло за куполи за дневно осветлување и профилирани челични лимови обложени со боја за затворени бараки за јаглен. Секундарните конструктивни елементи се состојат целосно од поцинкувани топло-поцинкувани порлинки со C- и Z-дел, дополнети со шипки за врзување на покривот и потпори за настрешница. Страничната стабилност е обезбедена со надворешен армирано-бетонски прстенест зрак кој го содржи целокупниот потисок на лакот, заедно со дополнителни челични загради на краевите на фронтон и помеѓу столбовите за да се спречи странично поместување на краевите. 

2.5 Интегрирани системи за заштита од корозија, огноотпорни и громови

- Антикорозија: Дебелина на облогата со галванизиран топло натопување ≥85μm за стандардни места во внатрешноста и ≥120μm за крајбрежни места изложени на прскање со сол; поправката на оштетеното поцинкување на лице место вклучува абразивно минирање Sa2.5 проследено со трислоен систем за обложување богат со епоксидна цинк.

- Отпорност на пожар: Јавните места се обложени со тенко-филмови огноотпорни премази (оценети за отпорност на пожар од 0,5h–2,0h); заградените индустриски бараки за јаглен не бараат стандардни огноотпорни премази.

- Заштита од гром: Членовите со горната жица служат како природна мрежа за зафаќање молњи, поврзани со главните арматурни шипки на темелот преку завртки за прицврстување на лежиштата за да формираат комплетно заземјување; не се потребни дополнителни ленти за заштита од гром.

Подготвени за имплементација решенија

1. Двослојна мрежест обвивка со заврткана топка: 

Членови од челични цевки + завртки топчиња + еднонасочни лизгачки потпирачи со шарки + ленти отпорни на потисни темели + челична обвивка обложена со боја; идеален за затворени бараки за суви јаглен и силоси за агрегати; најниска цена и најкраток период на градба.

2. Сферична мрежеста обвивка со двослојна заварена топка: 

Заварени цевки со дебели ѕидови + вкочанети заварени шупливи сфери + фиксни потпори отпорни на напнатост + темели на капачиња на куп + покрив од алуминиум-магнезиум-манган; погоден за куполи со голем распон на стадиони и аеродромски терминали; нуди најголем вишок на товари од ветер и снег.

3. Еднослојна челична мрежеста обвивка со главни јазли: 

Стандардизирани заоблени кружни цевки + јазли на глави од леано челик + лесни потпирачи со шарки + стаклен покрив на покривот; погоден за пејзажни атриуми и мали изложбени сали; нуди супериорна естетска привлечност.

Клучни практични предности

1. Структурна ефикасност и исплатливост: 

За распон од 100 m, потрошувачката на челик е 18%–25% помала од онаа на двослојните рамни просторни рамки; ефектот на лакот на школка природно ги распределува оптоварувањата, со што се елиминира потребата за идно структурно засилување.

2. Разновидна заоблена геометрија: 

Способни да формираат сферични или сложени двокриви облици на покрив; го надминува ограничувањето на економскиот распон од 36 m на цврстите рамки на порталот и ги исполнува барањата за одобрување за уникатни архитектонски форми.

3. Природна дренажа и намален ризик од истекување: 

Заоблената геометрија обезбедува својствен наклон за одводнување, елиминирајќи ја потребата од дополнителни слоеви за полнење за да се создаде наклон и намалувајќи ги ризиците за одржување поврзани со протекување на покривот и таложење со вода.

4. Висока стабилност под екстремни услови: 

Како високо статички неодредена структура, таа ги надминува сите рамни челични конструкции во отпорност на ветрови, виулици и регионални сеизмички активности од бофорска скала од 12.

5. Модуларната конструкција ги намалува ризиците од голема надморска височина: 

Поддржува интегрирано склопување на земјата проследено со хидраулично подигање; ја намалува работата на голема надморска височина за 70%, а со тоа ја намалува стапката на безбедносни несреќи на лице место.

6. Ниски трошоци за O&M на животниот циклус: 

Униформните кружни шупливи делови го олеснуваат отстранувањето и проверката на 'рѓата; заоблениот покрив дозволува дождовницата и прашината природно да се лизгаат, намалувајќи ја фреквенцијата на чистење на половина.

Компаративна анализа со конкурентни производи

5.1 Структурни разлики во однесувањето

Порталните цврсти рамки доживуваат само рамни, еднонасочно свиткување; трошоците се зголемуваат кога распони надминуваат 36 метри и тие не можат да формираат криви форми. Рамните просторни рамки се потпираат чисто на просторна напнатост и компресија без хоризонтален лак; за нивно прилагодување на заоблени површини потребни се бројни нестандардни компоненти, со што трошоците се зголемуваат за над 40%. Структурите со челична решетка со обвивка со долг распон користат двонасочно просторно дејство на лак, што ги прави природно прилагодени за заоблени површини и нудејќи значителни предности во трошоците за ултра големи распони.

5.2 Разлики во конструкцијата и оградата

Просторните рамки генерално бараат склопување парче по парче на висина, ограничувајќи ја флексибилноста на локацијата; челичните решетки обвивки овозможуваат избор од четири методи на градба, вклучувајќи техники на ротационо лизгање погодни за ограничени простори. Што се однесува до куќиштето, искривувањето на обвивката од челичната решетка совршено се усогласува со панелите од алуминиум-магнезиум-манган и заобленото стакло, со што се елиминира торзиониот стрес на покривните панели и се намалува ризикот од пукање во иднина.

5.3 Разлики во третманот против корозија

Структурните членови се состојат целосно од безшевни кружни цевки, со што се елиминираат „мртвите зони“ кои ја заробуваат нечистотијата пронајдени со аголен или канален челик; ова обезбедува целосна покриеност за време на нанесувањето на топло поцинкување и обложување, продолжувајќи го антикорозивниот животен век во крајбрежните средини за 8–12 години во споредба со рамни просторни рамки. Стандардизиран работен тек на обработка по категорија

6.1 Работен тек на мејнстрим за обработка за двослојни просторни рамки со завртки со топки

1. Прецизна обработка со завртки: Круг челичен празно ковање → Завршување со струг на сферична површина → Дупчење и тапкање со повеќе станици под одредени агли/кривини → Инспекција на магнетни честички (MPI) за внатрешни пукнатини → Поцинкување со топло натопување.

2. Прецизна обработка на членовите: CNC сечење на челични цевки до должина → Обработка на конусни глави → Обемно заварување со целосно пробивање на CO2 на двата краја → Испитување со ултразвук (UT, степен II) на 20% од критичните членови → минирање со пукање (Sa 2.5) за отстранување на рѓата → гал.

3. Обработка на додатоци: гаснење, калење и проверка на завртките од класа 10.9; симултано поцинкување на чаурите и завртките за поставување за да се обезбеди толеранција на прицврстување на конецот.

4. Фабричко претходно склопување: Подигнување на закривен склоп од размер 1:1 → Пробно склопување на единици во облик на вентилатор → Верификација на сферичното издигнување и длабочина на вметнување на завртките → Приспособување на нестандардни членови.

5. Зонско пакување: Категоризирано пакување врз основа на периферно и радијално нумерирање → Обележување на секвенца на склопување на лице место.

6. Инсталација на лице место: Поддршка за израмнување → Склопување на решетка од долниот акорд → Инсталација на веб-членки и затворање на горната акорд → Конечно затегнување на завртките со висока цврстина → Поцинкуван допир и огноотпорен слој.

6.2 Специјализиран работен тек за двослојни заварени топчести просторни рамки

Стапкање на хемисфери од челични плочи → отсекување → Склопување на внатрешни прстенести ребра за зацврстување → Заварување со подводен лак (SAW) за затворање со сфера → 100% UT (Степен II) проверка на заварување → Брусење и галванизирање на сфери; на самото место заварување со косено целосно пробивање на членовите на сфери, со проверка и прифаќање на секој завар.

6.3 Специјализиран работен тек за еднослојни просторни рамки со центар-јазол

Прецизно леење на јазли од леано челик → Обработка на слотови за повеќенасочно поврзување → Мелење на заоблени краеви на цевки → Пробно склопување на фабричка единица → Целокупно галванизирање; монтажа на лице место преку вметнување и заклучување на завртки - не е потребна топла работа или заварување на лице место.

6.4 Стандардизиран процес на обработка за поддршка

CNC сечење на основни плочи и плочи за зацврстување → Коси, склопување и заварување → Прецизно глодање на лизгачки површини → Проверка на заварување → Поцинкување на завртки за сидро и комплетно пакување на комплетот.

Сеопфатни англиски параметри за изведба

7.1 Геометриски параметри на членови и зглобови

Заедничка спецификација на челични цевки: φ60×3,5, φ76×4, φ89×4, φ114×4, φ140×6, φ159×8, φ180×10, φ219×10

Конвенционално растојание од решетката: 1,5 m ~ 3,5 m за сферични и цилиндрични решетки школки

Толеранција за обработка на членови: Отстапување на вкупна должина ±1,0 mm, линеарност ≤ L/1000

Сферичен јазол со завртки: Дијаметар φ120~φ400мм, дебелина на ѕидот 12~20мм, толеранција на аголот на дупката на завртката ±15'

Заварен шуплив сферичен јазол: Дијаметар φ200~φ500mm, дебелина на ѕидот 14~22mm со внатрешен прстен за зацврстување

Основна плоча за поддршка: 18~30mm дебелина, плоча за зацврстување 12~20mm, материјал за завртки за сидро Q355B

7.2 Табела за механички својства на материјалот

7.3 Параметри на распон и носивост

Еднослоен економичен распон на решетката: 15m~60m

Економичен распон на обвивка со двослојна заврткана сферична решетка: 30m~100m

Максимален распон на обвивката со двослојна заварена сферична решетка: 60m~200m

Индекс на оптоварување на покривот: Мртво оптоварување 0,35~0,90kN/㎡, живо оптоварување 0,5~1,2kN/㎡; затворена барака за јаглен во живо оптоварување до 2,5 kN/㎡

Контрола на температурна деформација: Ултра долгите цилиндрични обвивки мора да усвојат еднонасочни лизгачки потпори за да го ослободат ударот на температурниот лак

7.4 Стандарди за инспекција на заварување

Обемно заварување со сферични цевки со завртки: заварување од 2 степен, 20% UT ултразвучна инспекција за клучните членови, 100% инспекција за национални клучни проекти

Заварено сферично задно заварување: заварување со целосна пенетрација 2 степен, 100% UT инспекција за решетки обвивки со тешко оптоварување

7,5 Антикорозивен и огноотпорен технички индекс

Фабричко галванизирање со топло натопување: ≥85μm за внатрешни области, ≥120μm за магла со крајбрежна сол

Стандард за поправка на лице место: минирање со песок Sa2.5, вкупна дебелина на сув филм ≥120μm за трислоен систем за боја

Времетраење на отпорност на пожар: 0,5h/1,0h/1,5h/2,0h за тенкослоен огноотпорен слој на јавни згради

7.6 Прецизна контрола на инсталација на лице место

Отстапување на прстенестиот зрак и оската на потпора ≤±5mm, отстапување на висината на поддршката ≤±3mm

Висинско отстапување на соседните носачи ≤2mm, целокупно отстапување на издигнувањето на школка ≤1/1000 од дизајнерската висина

7.7 Референца за потрошувачка на челик на проектот (проекциона област)

Еднослојна купола за дневно осветлување: 10~20kg/㎡

Двослојна конвенционална цилиндрична обвивка: 20~33kg/㎡

Двослојна затворена решетка за барака за јаглен: 33~55kg/㎡

Методи за инсталација на лице место се совпаѓаат со условите на проектот

Шемите за инсталација за челични решетки со обвивки со долг распон се избираат врз основа на условите на локацијата за да се решат предизвиците како што се ограничениот простор и ограничувањата за пристап до кран:

1. Склоп на голема надморска височина: Погоден за расфрлани места со мал распон, не е потребна голема опрема за подигнување

2. Склопување на блокови: поделете ја лушпата на блокови во облик на вентилатор, склопете на земја и подигнете одделно

3. Целокупно хидраулично подигање: претпочитано за затворени простории со голем распон, минимизирајте ги ризиците при работа на голема надморска височина

4. Ротациона лизгачка инсталација: Погодна за тесни крајбрежни места со ограничен радиус на вртење на кран

Најчесто поставувани прашања

П1 Како брзо да изберам помеѓу еднослојни и двослојни челични решетки со обвивки со долг распон?

За распони од ≤60 m во не-крајбрежни области без акумулација на снег и високи барања за природно осветлување, се претпочита еднослојна решетка со јазли со јазли (30% пониска цена). За распони > 60 m, или при крајбрежни сценарија со обилен снег или тешко оптоварување (складиште на материјал), задолжителна е двослојна решеткаста обвивка за да се спречи локална нестабилност на свиткување поврзана со еднослојни конструкции.

П2 Дали може да се изостават лизгачките потпори за решетки школки?

Не. За школки од буре со должина поголема од 45 m или куполи со дијаметар поголем од 50 m, термичката деформација генерира внатрешни потисни сили кои далеку ја надминуваат носивоста на челикот; испуштањето на лизгачките потпори директно би предизвикало свиткување или фрактура на членот.

П3 Дали може да се изврши секундарно сечење или дупчење на лице место по галванизација на топло?

Забрането е секундарно сечење или дупчење. Сите локации на дупките и должините на членовите се префабрикувани во фабриката, при што само со завртки се склопуваат на лице место; сечењето го оштетува поцинкуваниот слој - кој не може целосно да се поправи - значително го намалува животниот век на структурата отпорен на корозија.

П4 Која е разликата во долгорочните трошоци за O&M помеѓу челичните решетки и просторните рамки?

За истиот распон, заоблената површина на решетката обвивка нуди супериорни способности за самочистење, намалувајќи ги годишните трошоци за чистење на покривот за 45%. Дополнително, членовите со аксијално оптоварување не страдаат од свиткување предизвикано од замор, со што се елиминира потребата за структурно засилување во рок од 30 години; така, перформансите на O&M се далеку подобри од оние на рамните просторни рамки.

Предности на услугата HAISHENG

1. Избор и дизајн на конструкција однапред: Услугите за претпродажба вклучуваат обезбедување на дополнителни, специјализирани цртежи за распоред на лежиштата и засилување на прстенести снопови - врз основа на локални параметри на ветер/снег, сеизмички интензитет и геолошки услови - за да се спречат грешки во дизајнот во однос на отпорноста на страничниот удар на основата.

2. Сеопфатна двојазична документација: Обезбедување целосна документација и на англиски и на кинески - вклучувајќи извештаи за материјали, извештаи за ултразвучно тестирање (UT) за завари, сертификати за галванизација и структурни пресметки за инсталација - за директно да се исполнат барањата на странските супервизори и царинењето.

3. Заштитно пакување за прекуграничен транспорт: Сферичните јазли се поединечно завиткани во обвивка со меурчиња; тенки членови се во пакет на челични лавици со заштитни аголни штитници; и сите артикли имаат запечатена амбалажа отпорна на прскање на сол, погодна за океански товар.

4. Двојазично далечинско техничко упатство 24/7: Поддршка за видео во реално време што го покрива израмнувањето на лизгачките лежишта, етапното затегнување на завртките и спојувањето на прстенести зраци.

5. Сеопфатно покривање на гаранцијата: 5-годишна структурна гаранција за главните членови; антикорозивни гаранции за топло поцинкуван слој (15 години за внатрешни области, 8 години за крајбрежни области); и достапност на доживотни резервни делови за поврзување на јазли.