網架加工的材料選用至關重要,以下是一些技巧:
一、鋼材的選擇
1.根據力學性能選擇
強度要求:
對于承受較大荷載的網架,如大型體育場館、展覽館的屋蓋網架,需要選用高強度的鋼材。例如,Q345B 鋼材的屈服強度為 345MPa,比 Q235B 鋼材(屈服強度 235MPa)更高,能更好地承受拉力、壓力和彎矩等荷載。在設計跨度較大或承載較重設備的網架時,Q345B 鋼材是比較合適的選擇。
計算網架結構在不同工況下(如恒載、活載、風載、地震荷載等)的內力大小,根據內力計算結果和鋼材的強度設計值來確定鋼材的強度等級。這樣可以保證網架在使用過程中的安全性,避免因鋼材強度不足而導致結構破壞。
韌性要求:
在一些可能遭受沖擊荷載或處于低溫環(huán)境的網架結構中,韌性是一個關鍵因素。例如,在北方寒冷地區(qū)的網架建筑,當溫度較低時,鋼材的韌性會下降。選擇具有良好低溫韌性的鋼材,如 D 級鋼材,能夠防止鋼材在低溫下發(fā)生脆性斷裂。像在一些冰雪運動場館的網架加工中,對鋼材韌性的要求就更高,以應對可能出現的意外撞擊(如場館內設備搬運碰撞、體育器材沖擊等)。
2.考慮鋼材的可焊性
網架加工過程中,焊接是主要的連接方式之一。選擇可焊性好的鋼材可以保證焊接質量,減少焊接缺陷。例如,Q235B 鋼材的碳當量相對較低,焊接性能良好,在焊接過程中不易產生裂紋等缺陷。而對于一些高強度合金鋼,由于其合金元素含量較高,焊接時可能需要采取特殊的焊接工藝,如預熱、后熱等措施,以確保焊接質量。
對于網架節(jié)點的焊接,鋼材的可焊性尤為重要。因為節(jié)點是桿件內力傳遞的關鍵部位,焊接質量直接影響網架的整體性能。如果鋼材可焊性差,可能導致節(jié)點焊接強度不足,從而影響網架的承載能力。
3.根據防腐要求選擇
室內網架:
對于處于室內環(huán)境的網架,如一些室內游泳館、室內籃球館等,環(huán)境相對較為溫和,腐蝕性較弱。此時可以選擇普通的碳素鋼,并在表面進行簡單的防腐處理,如涂刷防銹漆。一般室內環(huán)境中的網架,經過適當的防腐處理后,可以保證較長時間的使用壽命。
室外網架:
對于暴露在室外的網架,如機場候機樓的雨棚網架、露天體育場的看臺網架等,要考慮到雨水、陽光、大氣污染等因素對鋼材的腐蝕作用??梢赃x用耐候鋼,如 Q235NH、Q355NH 等,這些鋼材含有銅、鉻、鎳等合金元素,能夠在大氣環(huán)境中形成一層致密的保護膜,減緩腐蝕速度。
另外,對于沿海地區(qū)的網架建筑,由于空氣中鹽分含量高,腐蝕性更強。除了選擇耐候鋼外,還可以對鋼材表面進行熱浸鍍鋅處理,鋅層可以起到很好的防腐作用,延長網架的使用壽命。
二、螺栓球的選擇
1.材質選擇
螺栓球一般采用 45 號鋼鍛造而成。45 號鋼經過鍛造后,具有良好的強度和韌性,能夠滿足螺栓球在網架中傳遞桿件內力的要求。鍛造工藝可以使螺栓球內部組織更加致密,提高其質量和性能。
對于一些重要的大型網架工程,也可以采用高強度合金鋼來制造螺栓球,以進一步提高其承載能力和耐久性。但在采用高強度合金鋼時,要考慮其加工難度和成本可能會有所增加。
2.精度要求
螺栓球的加工精度直接影響網架的安裝質量和整體性能。在選擇螺栓球時,要確保其球徑、螺孔位置和尺寸等精度符合設計和規(guī)范要求。例如,螺栓球的螺孔位置精度偏差過大會導致桿件安裝困難,影響網架的幾何形狀和內力分布。一般要求螺栓球螺孔的位置偏差不超過 ±0.2mm,球徑偏差不超過 ±0.5mm。
高精度的螺栓球可以通過先進的加工設備和嚴格的質量檢測來保證。在加工過程中,采用數控加工技術能夠準確控制螺孔的位置和尺寸,并且在加工完成后,要進行嚴格的尺寸檢測,如使用三坐標測量儀等設備進行測量,確保螺栓球的精度。
三、桿件的選擇
1.管材類型
無縫鋼管:
無縫鋼管的優(yōu)點是強度高、管壁厚度均勻,適用于承受較大壓力的網架桿件。例如,在一些高層網架結構或大型工業(yè)廠房網架中,當桿件需要承受較大的軸向壓力時,無縫鋼管是較好的選擇。它的整體性能好,能夠有效地防止局部屈曲現象的發(fā)生。
焊接鋼管:
焊接鋼管成本相對較低,生產效率高。對于一些荷載較小、跨度不大的網架結構,如小型倉庫、臨時建筑的網架等,可以采用焊接鋼管。但在使用焊接鋼管時,要注意其焊縫質量,確保焊接部位的強度和密封性。
2.桿件長度和規(guī)格
根據網架的幾何形狀和設計要求確定桿件長度。在加工過程中,要嚴格按照設計長度進行切割,誤差控制在允許范圍內。一般桿件長度誤差不應超過 ±5mm,以保證網架的順利安裝。
桿件規(guī)格(管徑和壁厚)要根據內力計算結果來選擇。合理的桿件規(guī)格可以在保證網架安全的前提下,降低材料成本。例如,通過結構分析軟件計算出桿件的內力大小,根據內力大小選擇合適的管徑和壁厚,避免因桿件規(guī)格過大造成材料浪費,或者因規(guī)格過小而導致結構不安全。