Konstrukcja ramy stalowej o dużej rozpiętości

Podstawowe definicje produktów

1. Definicja ogólna

Zgodnie z normą dotyczącą projektowania konstrukcji stalowych (GB 50017) przestrzenne konstrukcje dachowe z siatki o rozpiętości 60 metrów lub większej są klasyfikowane jako stalowe konstrukcje ramowe o dużej rozpiętości. Składa się je ze stalowych elementów rurowych i połączeń kulistych w układy geometryczne, takie jak piramidy czworokątne lub trójkątne. Są to wysoce statycznie niewyznaczalne układy przestrzenne, w których obciążenia są rozłożone globalnie, a elementy poddawane są głównie rozciąganiu lub ściskaniu osiowemu. Oferują wysoką ogólną sztywność i tworzą wolne od kolumn, otwarte przestrzenie, dzięki czemu idealnie nadają się do stadionów, centrów wystawowych, stacji kolei dużych prędkości, magazynów węgla, terminali lotniskowych i nie tylko.

2. Szczegółowa definicja: Fundacja Space Frame (Fundacja wspierająca)

Fundament ramy przestrzennej to podkonstrukcja — zwykle betonowa lub oparta na palach — która podtrzymuje łożyska ramy przestrzennej i przenosi wszystkie obciążenia z konstrukcji nośnej (siły osiowe, siły ścinające, momenty zginające, siły poziome i siły sejsmiczne) na grunt; służy jako podstawa konstrukcyjna ramy przestrzennej.

· Charakterystyka konstrukcyjna: Poddana działaniu ciśnienia pionowego, ciągu poziomego, sił unoszących i momentu obrotowego; wymaga niezwykle dużej precyzji w zakresie osiadań, wysokości i rozmieszczenia osadzonych części.

· Kluczowe punkty kontrolne: Różnicowe osiadanie może bezpośrednio powodować pęknięcia na złączach ram przestrzennych i niestabilność elementów, co czyni je krytycznym czynnikiem decydującym o powodzeniu lub niepowodzeniu ram przestrzennych o dużej rozpiętości.

3. Rozróżnienie terminologii ram przestrzennych

· Korpus ramy przestrzennej: Górna konstrukcja siatki przestrzennej (elementy + złącza kuliste);

· Łożysko ramy przestrzennej: Element przenoszący obciążenie łączący ramę przestrzenną z fundamentem;

· Fundament ramy przestrzennej: Konstrukcja żelbetowa, oczep pali lub izolowana podstawa znajdująca się pod łożyskiem.

Pełna konfiguracja systemu

Część 1: Główny system ramy górnej (główna konstrukcja nośna)

1. System konstrukcyjny (opcje głównego nurtu)

· Rama przestrzenna w kształcie piramidy prostokątnej: najczęściej stosowana; zapewnia jednolitą sztywność i wygodny montaż na dachu; preferowany wybór w przypadku prostokątnych śladów.

· Rama przestrzenna w kształcie piramidy kwadratowej: doskonałe parametry konstrukcyjne i nieco mniejsze zużycie stali; nadaje się do średnich i dużych rozpiętości.

· Trójkątna Rama Przestrzenna Piramidy: Wysoka stabilność przestrzenna; nadaje się do śladów okrągłych lub wielokątnych.

· Rama przestrzenna ze spawanymi kulami: Nadaje się do dużych obciążeń, bardzo dużych rozpiętości (ponad 80 m), ciężkich systemów dachowych i warunków dużego obciążenia.

· Rama przestrzenna z przykręcanymi kulami: Nadaje się do lżejszych ładunków i standardowych dużych rozpiętości; obejmuje prefabrykację fabryczną, montaż na miejscu i szybką budowę.

2. Główna konfiguracja materiału (specyfikacje standardowe)

· Elementy: Rury stalowe bez szwu lub rury ze szwem prostym; Materiał: Q355B (główny nurt dla dużych rozpiętości); Wspólne specyfikacje: Φ114×4, Φ140×6, Φ159×8, Φ219×10; Q235B można stosować w przypadku mniejszych rozpiętości.

· Wspólne kule:

o Kulki skręcane: Φ200–Φ400; grubość ścianki ≥12mm; Materiał: Q355B.

o Kulki spawane: Φ250–Φ500; grubość ścianki ≥14mm; zawiera wewnętrzne żebra usztywniające.

· Złącza: śruby o wysokiej wytrzymałości klasy 10.9 (specjalizowane do ram przestrzennych); zawiera pasujące głowice stożkowe, płyty końcowe, tuleje i śruby mocujące.

3. Elementy pokrycia dachowego i ogrodzeń (kompletny system dachowy)

· Panele dachowe: Panele aluminiowo-magnezowo-manganowe na rąbek stojący, profilowane blachy stalowe kolorowe i panele doświetlające (lokalnie).

· Drugorzędna konstrukcja dachu: płatwie stalowe o przekroju C/Z (ocynkowane ogniowo Q355B, grubość powłoki ≥80 μm), ściągi dachowe i rozpórki.

· Hydroizolacja i izolacja: warstwa izolacyjna z wełny skalnej lub wełny szklanej, wodoodporna, oddychająca membrana, rynny, rury spustowe i czapki kalenicowe.

Część II: Układ nośny ramy przestrzennej (rdzeń do przenoszenia obciążenia pomiędzy konstrukcją górną i dolną)

Łożyska służą jako jedyne węzły przenoszące obciążenie pomiędzy ramą przestrzenną a betonowym fundamentem; dobór konstrukcji o dużej rozpiętości musi opierać się na określonych wymaganiach dotyczących obciążenia:

1. Łożyska ściskane płaskie: wytrzymują wyłącznie ściskanie pionowe; stosowany do podpór krawędziowych i obszarów o małych siłach poziomych.

2. Łożyska ślizgowe jednokierunkowe/dwukierunkowe: łagodzą naprężenia termiczne i kompensują rozszerzalność/kurczenie termiczne; niezbędne w przypadku ram przestrzennych o dużej rozpiętości.

3. Łożyska przegubowe (łożyska przegubowe baryłkowe): umożliwiają obrót i wielokierunkowe przenoszenie siły; stosowane w narożach, w obszarach o dużych siłach poziomych oraz w strefach o rygorystycznych wymaganiach sejsmicznych.

4. Łożyska rozciągane (łożyska odporne na podnoszenie): stosowane w okapach, wspornikach i obszarach narażonych na znaczne ssanie wiatru, aby zapobiec podnoszeniu ramy przestrzennej.

Akcesoria do łożysk: Płyty podstawy, żebra usztywniające, śruby kotwiące i podkładki regulacyjne (do regulacji poziomu i wysokości).

Część III: System fundamentów dolnych

Wybór opiera się na warunkach geologicznych, rozpiętości i klasyfikacji obciążenia; dominującym wyborem w przypadku konstrukcji o dużej rozpiętości jest kombinacja pal plus pal-oczep:

I. Typowe typy fundamentów

1. Stopy żelbetowe izolowane: rozpiętości 60–80 m, korzystne warunki geologiczne, umiarkowane obciążenia.

2. Fundamenty pasowe (ławy ciągłe): Wydłużone ramy przestrzenne, ciągłe podpory, wysokie wymagania dotyczące wytrzymałości na siły poziome.

3. Fundamenty palowe z oczepami (preferowane przy dużych rozpiętościach): Rozpiętości przekraczające 80 m, fundamenty z miękkiego gruntu, duże obciążenia, strefy o dużej intensywności sejsmicznej.

o Rodzaje pali: Pale wiercone odlewane na miejscu, prefabrykowane pale rurowe.

o Oczepy pali: Oczepy żelbetowe kwadratowe/prostokątne (beton C30/C35).

4. Fundamenty tratw: Projekty o wyjątkowo dużych powierzchniach, złożonych warunkach geologicznych i rygorystycznych wymaganiach dotyczących kontroli osiadania różnicowego.

II. Podstawowa struktura fundamentu i części osadzone

1. Wytrzymałość betonu: czapki pali/główny korpus fundamentu C30–C35; beton zaślepiający C15;

2. Części osadzone w fundamencie:

o Wbudowane płyty stalowe na podpory: Grubość 16–20 mm, przyspawane do zbrojenia oczepu pala;

o Osadzone śruby kotwiące: Do mocowania wsporników ramy przestrzennej; Śruby stalowe Q355 w komplecie z nakrętkami i płytkami łożyskowymi;

3. Kontrola precyzyjna (Normy obowiązkowe dla konstrukcji o dużej rozpiętości):

o Odchylenie osi ≤ ±5 mm;

o Odchyłka wzniesienia powierzchni górnej ≤ ±3 mm;

o Różnica wysokości pomiędzy podporami w obrębie tej samej rozpiętości ≤ 2 mm.

Część IV: Systemy usztywniające i stabilizujące

Konstrukcje ram stalowych o dużej rozpiętości wymagają znacznych wysokości i znacznych sił poziomych (wiatr, sejsmiczne); obowiązkowy jest kompleksowy system stabilności:

1. Wewnętrzne elementy usztywniające ramy przestrzennej: Pionowe/ukośne elementy środnika pomiędzy pasami górnym i dolnym (zintegrowane z ramą przestrzenną);

2. Stężenie międzykolumnowe: Stężenie poprzeczne (kątownik stalowy lub rura stalowa) pomiędzy słupami betonowymi, aby wytrzymać wzdłużne siły poziome;

3. Stężenie poziome dachu: Ściągi poziome i stężenia ukośne w płaszczyźnie pasa górnego, tworzące sztywną membranę dachową;

4. Ramy przestrzeni okapowych i szczytowych: zamknij końce, zwiększ ogólną sztywność i wytrzymuj obciążenie wiatrem;

5. Stężenia kolan/ściągi: Elementy zapewniające stabilność boczną płatwi (zgodnie z tą samą logiką, co w przypadku pokryć dachowych z lekkiej stali).

Część V: Systemy antykorozyjne, przeciwpożarowe i odgromowe

1. Antykorozyjne

· Elementy produkowane fabrycznie: Całość cynkowana ogniowo (grubość powłoki cynkowej ≥85 μm); zwiększona grubość dla przybrzeżnych lub chemicznych stref przemysłowych;

· Spoiny na budowie i obszary spawane do naprawy: Oczyszczenie strumieniowo-ścierne w celu usunięcia rdzy + podkład epoksydowo-cynkowy + powłoka nawierzchniowa;

· Węzły kuliste i śruby: Fabrycznie ocynkowane; zabrania się cięcia na miejscu, które uszkadza powłokę.

2. Ochrona przeciwpożarowa

· Nakładanie specjalistycznych powłok ognioodpornych (ultracienkich lub cienkowarstwowych) w zależności od odporności ogniowej budynku; klasa odporności ogniowej od 1,0 h do 2,0 h;

· Szczególną uwagę należy poświęcić powlekaniu podpór, części osadzonych i śrub. 3. Ochrona odgromowa

·Górny pas ramy przestrzennej pełni funkcję zwodów;

·Przewody odprowadzające utworzone za pomocą podpór, śrub kotwiących i zbrojenia fundamentów;

·Elektrody uziemiające zainstalowane w fundamencie i podłączone do głównej sieci odgromowej budynku.

Część 6: Wsparcie instalacyjne i konstrukcyjne

1. Metody instalacji: montaż element po kawałku na dużej wysokości, podnoszenie modułowe, podnoszenie integralne, przesuwanie skumulowane (główny nurt w przypadku dużych rozpiętości);

2. Podstawowe wyposażenie: tachimetr, poziomica, klucz dynamometryczny, hydrauliczny system podnoszenia/przesuwania, duże dźwigi, suwnice bramowe;

3.Materiały pomocnicze: Specjalistyczny smar do śrub o dużej wytrzymałości, uszczelniaczy, podkładek, tymczasowych ram nośnych, odciągów.

Pełna lista komponentów

1. Rama przestrzenna górna: elementy z rur stalowych + kule skręcane/kule spawane + śruby o wysokiej wytrzymałości + głowice stożkowe/płyty końcowe;

2. System dachowy: Panele dachowe + płatwie C/Z + izolacja i hydroizolacja + rynny i rury spustowe;

3.Podpory nośne: podpory stałe/przesuwne/sferyczne/odporne na podnoszenie + śruby kotwiące + osadzone płyty stalowe;

4.Podkonstrukcja/Fundament: Stopy izolowane/fundamenty pasowe/oczepy pali (pręt zbrojeniowy + beton + elementy osadzone);

5. Stężenia stabilizujące: stężenia międzykolumnowe, stężenia poziome dachu, ramy szczytowe;

6.Systemy zabezpieczeń: cynkowanie ogniowe (antykorozyjne), powłoki ognioodporne, ochrona odgromowa i uziemienie;

7. Pomocnicze środki instalacyjne: tymczasowe podpory, sprzęt dźwigowy, przyrządy pomiarowe, osprzęt mocujący.

Standardowy dach ze stali lekkiej kontra konstrukcja ramy stalowej o dużej rozpiętości

·Standardowy dach ze stali lekkiej: Przede wszystkim sztywne ramy portalowe; rozpiętość < 60m; brakuje układu siatki przestrzennej;

· Konstrukcja ramy stalowej o dużej rozpiętości: Rozpiętość ≥ 60 m; struktura siatki przestrzennej; opiera się na integralnym przestrzennym działaniu nośnym; wymagania dotyczące fundamentów, podpór i precyzji są znacznie wyższe niż w przypadku lekkich konstrukcji stalowych.

Podstawowe zalety

1. Bardzo duża rozpiętość pozwala na konstrukcje bezkolumnowe, maksymalizując wykorzystanie przestrzeni wewnętrznej.

2. Trójwymiarowe zachowanie konstrukcji zapewnia zrównoważony rozkład obciążenia i doskonałą odporność na siły sejsmiczne i ciśnienie wiatru.

3. Lekki, ale sztywny; konstrukcja jest odporna na ogólne odkształcenia i uginanie się.

4. Fabrycznie prefabrykowane komponenty umożliwiają szybki montaż na miejscu.

5. Elastyczna geometria obsługuje różne kształty, w tym kopuły płaskie, zakrzywione, kuliste i nieregularne.

6. Stabilna i trwała konstrukcja; długa żywotność po obróbce zapewniającej odporność na korozję.

Wyróżniające cechy

I. Zalety wydajności strukturalnej

1. Trójwymiarowy rozkład obciążenia: W przeciwieństwie do ram portalowych lub belek ze środnikiem pełnym (które podlegają zginaniu i ścinaniu), elementy ramy przestrzennej podlegają przede wszystkim rozciąganiu i ściskaniu osiowemu. Zapewnia to efektywne wykorzystanie materiału i zmniejszenie ciężaru własnego. Obciążenia z bardzo dużych rozpiętości są równomiernie rozłożone na podporach, minimalizując obciążenia punktowe i redukując koszty fundamentów.

2. Struktura wysoce statycznie nieokreślona: zapewnia znaczną redundancję bezpieczeństwa; awaria pojedynczego elementu nie spowoduje całkowitego zawalenia się. Przewyższa kratownice planarne i ramy portalowe pod względem odporności na trzęsienia ziemi, wiatr, śnieg i nierówne osiadanie, co czyni go idealnym rozwiązaniem dla głównych budynków użyteczności publicznej, takich jak stadiony, magazyny węgla i terminale lotniskowe.

3. Duże przestrzenie wolne od słupów: z łatwością osiąga rozpiętość w świetle 60–150 metrów. Natomiast ramy portalowe mają zazwyczaj ekonomiczną granicę rozpiętości ≤36 metrów, a kratownice stalowe o dużej rozpiętości często nie są opłacalne; ramy przestrzenne zapewniają rozległe, niczym niezakłócone i wolne od kolumn wnętrza.

II. Najważniejsze informacje dotyczące materiałów i kosztów

1. Zmniejszone zużycie stali dla równoważnych rozpiętości

W przypadku zastosowań o dużej rozpiętości zużycie stali na jednostkę projektowanej powierzchni jest niższe niż w przypadku stalowych kratownic lub belek dachowych o pełnej środniku. Ramy przestrzenne z przykręcanymi kulami korzystają ze standardowej masowej produkcji fabrycznej i niskich kosztów dzięki hurtowemu zakupowi materiałów pierwotnych (rury stalowe i kulki stalowe).

2. Szerokie możliwości dostosowania obciążenia

Nadaje się do szerokiego zakresu zastosowań, od lekkich przeszklonych dachów po wytrzymałe suche magazyny węgla i dachy nośne. Dobór materiałów można elastycznie dostosować, aby kontrolować koszty – stosując stal Q235 w przypadku lżejszych ładunków i Q355 w przypadku cięższych ładunków.

III. Najważniejsze informacje dotyczące produkcji i przetwarzania

1. Standaryzowane, prefabrykowane fabrycznie ramy przestrzenne z przykręcanymi kulami: Elementy rur stalowych są przycinane na odpowiednią długość, głowice stożkowe i płyty końcowe są wstępnie montowane, a kule stalowe są gwintowane – wszystko w warsztacie – przed sortowaniem i pakowaniem. Prace na miejscu ograniczają się do montażu i dokręcania śrub o dużej wytrzymałości, przy minimalnym spawaniu. Natomiast kratownice i sztywne ramy często wymagają rozległego łączenia i spawania na miejscu.

2. Wysoka wszechstronność komponentów: W ramie jednoprzestrzennej zastosowano ograniczony zakres specyfikacji kulek, śrub i rur stalowych, zapewniając wysoką wymienność części. Ułatwia to produkcję masową, zarządzanie zapasami oraz przyszłą konserwację lub wymianę.

IV. Różnice konstrukcyjne i instalacyjne

1. Elastyczne i różnorodne metody instalacji: Różne techniki — takie jak montaż element po kawałku na wysokości, podnoszenie bloków, zintegrowane podnoszenie hydrauliczne i przesuwanie skumulowane — umożliwiają budowę w przestrzeniach o dużej rozpiętości, bardzo wysokich lub ograniczonych przestrzeniach. I odwrotnie, sztywne ramy i kratownice portalowe są w znacznym stopniu ograniczone promieniami działania dźwigu.

2. Kontrolowana prędkość budowy: Jednoczesna produkcja fabryczna i montaż na miejscu skracają ogólny harmonogram projektu. Brak szeroko zakrojonych prac spawalniczych na miejscu zmniejsza potrzebę wykrywania wad i poprawek antykorozyjnych.

V. Zalety pokrycia dachowego i formy architektonicznej

1. Wysoka plastyczność: możliwe są kształty prostokątne, okrągłe, eliptyczne, kuliste i podwójnie zakrzywione. Sztywne ramy i płaskie kratownice mają trudności z utworzeniem zakrzywionych dachów o dużej rozpiętości, dzięki czemu ramy przestrzenne idealnie nadają się do konstrukcji o unikalnych kształtach, takich jak centra wystawowe i stadiony sportowe.

2. Wygodny układ dachu: Jednolite, regularne rozmieszczenie węzłów pasa górnego ułatwia uporządkowane rozmieszczenie płatwi, paneli dachowych i pasów świetlików. Upraszcza to konstrukcję obudowy dachu i zapewnia większą elastyczność w projektowaniu systemów odwadniających i układów świetlików.

VI. Zalety trwałości: ochrona antykorozyjna i przeciwpożarowa

1. Smukłe, jednolite elementy i dojrzałe cynkowanie ogniowe: Rury stalowe i kule mogą być w pełni cynkowane ogniowo w fabryce bez „martwych stref” występujących w sekcjach konstrukcyjnych, co zapewnia doskonałą jakość antykorozyjną w porównaniu ze sztywnymi ramami o przekroju H. Zapewnia to wyraźną poprawę trwałości użytkowej w środowiskach przybrzeżnych lub chemicznie korozyjnych.

2. Łatwe nakładanie powłok ognioodpornych: Dzięki dyskretnym elementom i łatwym w zarządzaniu obszarom powierzchni, nakładanie cienkowarstwowych powłok ognioodpornych jest bardziej oszczędne i szybsze niż powlekanie dużych belek i słupów o pełnym środniku.

VII. Najważniejsze informacje dotyczące obsługi i konserwacji po budowie

1. Lekki i o niskim obciążeniu konserwacyjnym dachu; prosty układ chodników konserwacyjnych;

2. Jasne zachowanie strukturalne; poszczególne uszkodzone elementy można wymienić w określonych miejscach bez konieczności rozległego demontażu lub modyfikacji dachu, co skutkuje niskimi kosztami konserwacji.

VIII. Krótkie porównanie z konkurencyjnymi systemami

1. Sztywne ramy portalowe: odpowiednie dla małych i średnich rozpiętości; płaskie zachowanie strukturalne; opiera się na elementach zginanych; niski koszt; opłacalność gwałtownie spada w przypadku przęseł przekraczających 36 m;

2. Kratownice stalowe: zachowanie konstrukcji płaskiej; słaba sztywność boczna; wysoki ciężar własny przy dużych rozpiętościach; wymaga znacznego spawania na miejscu;

3. Stalowe ramy przestrzenne: zachowanie konstrukcji przestrzennej; preferowany wybór w przypadku bardzo dużych rozpiętości; wysoka sztywność; elastyczna geometria; wysoki margines bezpieczeństwa.

Standardowy proces produkcyjny

I. Proces wytwarzania kulek stalowych

1. Cięcie i kucie: Cięcie okrągłych prętów stalowych → Nagrzewanie średniej częstotliwości i kucie w surowe półprodukty z kul stalowych;

2. Obróbka skrawaniem: Toczenie powierzchni kulistej na tokarce → Wiercenie pod wieloma kątami otworów pod śruby i gwintowanie wiertarką przestawną według rysunków;

3. Inspekcja i NDT: Kontrola gwintu; badania magnetyczno-proszkowe (MPT) w celu wykrycia pęknięć;

4. Ochrona antykorozyjna: Ogólne cynkowanie ogniowe.

Spawane kulki: Tłoczenie blachy stalowej na dwie półkule → Ukosowanie → Montaż wewnętrznych usztywnień pierścieniowych → Spawanie łukiem krytym w celu połączenia półkul → NDT → Szlifowanie → Cynkowanie.

II. Proces wytwarzania elementów ramy przestrzennej

1. Cięcie rur stalowych: cięcie rur bez szwu lub spawanych na stałą długość za pomocą pił CNC; uwzględniono dodatek na skurcz spawalniczy; płaskie powierzchnie czołowe;

2. Wykonanie głowicy stożkowej i płyty końcowej: Toczenie odkuwek do kształtu;

3. Montaż i spawanie: Wstępny montaż głowic stożkowych/płyt końcowych na końcach rur; pozycjonowanie za pomocą oprzyrządowania; spawanie obwodowe CO₂ z pełną penetracją;

4. NDT spoiny: Badania ultradźwiękowe (UT) krytycznych elementów o dużej rozpiętości; wyrywkowe kontrole spoin II stopnia;

5. Prostowanie i usuwanie rdzy: Elementy prostujące; śrutowanie do stopnia Sa2,5;

6. Ochrona antykorozyjna: Ogólne cynkowanie ogniowe.

III. Obróbka zespołów śrubowych o dużej wytrzymałości

1. Cięcie stali na okrągło → Hartowanie i odpuszczanie → Toczenie zewnętrzne → Walcowanie gwintów;

2. Badanie twardości, wykrywanie wad i cynkowanie ogniowe; jednoczesna obróbka i cynkowanie pasujących tulei i śrub ustalających.

IV. Wstępny montaż fabryczny

1. Wybierz 1–2 standardowe jednostki do próbnego montażu na przyrządzie;

2. Sprawdź wyrównanie otworów kulowych, głębokość włożenia śruby i całkowitą długość elementu;

3. Dostosuj wymiary niestandardowych części, aby zapewnić płynny montaż na miejscu.

V. Pakowanie i klasyfikacja

Ponumeruj komponenty według strefy i specyfikacji; elementy opakowania, kulki stalowe i śruby osobno; oznaczyć numerami osi.

VI. Procedury montażu na miejscu

1. Geodezja i układ; poziomowanie i pozycjonowanie podpór;

2. Wykonanie na podstawie planu konstrukcyjnego: montaż element po kawałku na wysokość / podnoszenie bloku / podnoszenie integralne;

3. Najpierw zmontuj kule i pręty pasa dolnego → zainstaluj elementy usztywniające → zmontuj pas górny; dokręcić śruby o wysokiej wytrzymałości klasy 10.9 z momentem obliczeniowym za pomocą klucza dynamometrycznego;

4. Kontrola podpunktowa, naprawa powłoki antykorozyjnej na spoinach i nałożenie powłoki ognioodpornej.

Uwaga: różnice w przypadku ram przestrzennych ze spawanymi kulami

Spawanie pełnopetracyjne złączy na miejscu; wykrywanie wad dla każdego przejścia spoiny; brak procesu dokręcania śrub o wysokiej wytrzymałości.

Kluczowe parametry wydajności

I. Specyfikacje geometryczne głównych komponentów

1. Stalowe elementy rurowe ramy przestrzennej (Q235B/Q355B; Q355B preferowany w przypadku dużych rozpiętości)

Typowe średnice rur × grubość ścianek: φ60×3,5, φ76×4, φ89×4, φ114×4, φ140×6, φ159×8, φ180×10, φ219×10

Długość gotowego elementu: 1,0 m–3,5 m (standardowy rozmiar siatki: 1,5 m–3,0 m);

Tolerancja prostoliniowości produkcji: ≤L/1000; odchylenie prostopadłości powierzchni czołowej: ≤0,5mm.

2. Przykręcane kule

Średnica kuli: φ100, φ120, φ140, φ160, φ180, φ200–φ400;

Grubość ścianki: 12–20 mm; tolerancja kątowa dla otworów gwintowanych na powierzchni kuli: ±15′.

3. Powiązane elementy złączne

Śruby o wysokiej wytrzymałości klasy 10.9: M12, M14, M16, M20, M22, M24, M27, M30; akcesoria: tuleje, łby stożkowe, płyty końcowe, śruby ustalające zabezpieczające.

4. Płyty wsporcze

Grubość płyty podstawy: 16–30 mm; grubość blachy usztywniającej: 12–20mm; osadzone śruby kotwiące: Q355.

II. Właściwości mechaniczne materiału

III. Strukturalna nośność

1. Charakterystyka nośna: Wszystkie elementy konstrukcji stalowej ramy przestrzennej o dużej rozpiętości podlegają rozciąganiu lub ściskaniu osiowemu; nie ma elementów zginanych; jest to konstrukcja wysoce statycznie niewyznaczalna; awaria poszczególnych elementów nie powoduje ogólnego upadku.

2. Typowe obowiązujące rozpiętości

1. Ramy przestrzenne skręcane w kształcie kuli: 12m–80m;

2. Ramy przestrzenne ze spawaną kulą: 50m – 180m (dla bardzo dużych rozpiętości i dużych obciążeń). 3. Typowe wartości obciążenia dachu: Ciężar własny 0,30–0,80 kN/m²; obciążenie użytkowe 0,5–1,0 kN/m²; konstrukcje o dużym obciążeniu (np. suche szopy na węgiel) mogą przekraczać 2,0 kN/m².

4. Odkształcenie termiczne: Dla rozpiętości przekraczającej 60 m w jednym kierunku należy zamontować podpory ślizgowe, aby złagodzić naprężenia związane z rozszerzalnością/kurczeniem cieplnym.

IV. Standardy wykrywania spoin i wad

1. Spoiny obwodowe pomiędzy prętami a głowicami stożkowymi: spoiny II stopnia; 100% badania ultradźwiękowe (UT) dla krytycznych elementów o dużej rozpiętości; 20% losowe pobieranie próbek dla członków standardowych.

2. Spoiny doczołowe kul spawanych: spoiny II stopnia; 100% wykrywanie wad w krytycznych projektach.

V. Parametry antykorozyjne

1. Wyroby gotowe fabrycznie: cynkowanie ogniowe; grubość powłoki cynkowej ≥85 μm (≥120 μm dla przybrzeżnych stref korozyjnych).

2. Naprawa uszkodzonych miejsc na miejscu: Piaskowanie do stopnia Sa2,5 → grunt epoksydowo-cynkowy + międzywarstwa + warstwa nawierzchniowa; całkowita grubość suchej powłoki ≥120 µm.

VI. Parametry ochrony przeciwpożarowej

Na budynki użyteczności publicznej i zakłady przemysłowe należy nakładać cienkowarstwowe lub ultracienkie pęczniejące powłoki ognioodporne w zależności od wymaganej odporności ogniowej (granice odporności ogniowej 0,5h, 1,0h, 1,5h lub 2,0h); grubość powłoki musi odpowiadać odpowiednim normom.

VII. Parametry kontroli instalacji

1. Odchylenie osi podpory ≤±5 mm; podparcie górnej powierzchni ≤±3 mm; różnica wysokości pomiędzy sąsiednimi podporami ≤2 mm.

2. Końcowy moment dokręcania śrub o wysokiej wytrzymałości musi ściśle odpowiadać określonym wartościom; głębokość zagłębienia gwintu musi być zgodna z rysunkami projektowymi.

VIII. Referencyjne zużycie stali (na rzutowaną powierzchnię)

Lekkie dachy doświetlające światłem dziennym: 12–22 kg/m²

Standardowe zakłady i obiekty przemysłowe: 22–35 kg/m²

Wytrzymałe suche szopy na węgiel i dachy podtrzymujące ciężki sprzęt: 35–60 kg/m²