Характеристики узлов пространственных решёток — Узел — это и есть конструкция

Узел на болтовой сфере соединяет до одиннадцати элементов из девяти направлений в один стальной шар с горячим цинкованием; сварной полый шаровой узел идёт дальше там, где нагрузки наибольшие. В пространственной решётке узел — не деталь, а суть всей конструкции: через него замыкается усилие каждого элемента, в нём концентрируется каждая ошибка допуска, и от него зависит вся экономия монтажа. С 1999 года мы изготовили миллионы узлов, и приведённые ниже характеристики отражают предельные значения и закрепляют качество.

11
Максимум элементов в узле
BS255
Марка стали шара
Φ48–Φ219
Диапазон элементов
40Cr
Высокопрочные болты
GB 50017
Норма проектирования
Типы узлов

Болтовая сфера или сварной полый шар: выбор правильного узла

Узлы на болтовых сферах подходят для большинства кровель и перекрытий пролётом примерно до 80–100 м: конструкция разбирается на элементы, каждый из которых предварительно напрягается высокопрочными болтами на концах и ввинчивается в горячекованый стальной шар. Монтаж на площадке превращается в болтовую операцию: без сварки на лесах, без пожарного риска на высоте, простой контроль каждого узла. Именно поэтому болтовые решётки доминируют в кровлях стадионов, выставочных залах и промышленных навесах, где сроки определяют скорость и простота монтажа.

Сварные полые шаровые узлы применяются там, где усилия становятся слишком большими для болтового соединения: тяжёлые промышленные кровли, угольные купола пролётом 100–229 м и конструкции с концентрированными нагрузками от оборудования. Элементы привариваются напрямую к штампованному стальному полому шару, что даёт более жёсткий узел без проскальзывания болтов и более высокую несущую способность — ценой сварки и контроля на площадке. Наш угольный склад с мировым рекордом 229 м и промышленные купола пролётом свыше 100 м — системы со сварными шарами.

Для обеих систем узел проектируется и проверяется по GB 50017 правилам для узлов (и дополнительно сверяется с эталонными нормами заказчика, если этого требует проект), а каждая партия шаров проверяется на твёрдость, химический состав и свариваемость до того, как попадёт на сборочный стол.

Данные болтовых сфер

Узел на болтовой сфере — стандартные параметры

Параметр Типичный диапазон Стандарт / примечание
Диаметр шараΦ100 – Φ320 мм (серии bs-100 – bs-320)Механическая обработка кованых заготовок, BS255 по GB/T 699
Материал шараСталь 45#, класс шара BS255, термообработаннаяТвёрдость поверхности 260–280 HBW после закалки и отпуска
Класс болтов40Cr (M20–M64), 35CrMo (M64 и выше)Высокопрочные класса 10.9, контроль момента по GB/T 1228-1231
Соединение элементовСтальная труба Φ48×3,5 – Φ219×20Гильза + установочный винт + конусный штифт, полное завинчивание
Допуск резьбыРезьба 6H/6g, длина резьбы 1,25–1,5×dРезьба проверяется калибрами кольцевыми/резьбовыми по партиям
Посадка элемента в шарКонусная гильза уплотняет зазорМинимум 65% завинчивания резьбы по проекту
Антикоррозионная защитаГорячее цинкование 60–85 µм (внутренние) / 85–120 µм (прибрежные)ISO 1461; резьба защищается и перерезается после цинкования
МонтажДинамометрический ключ, без сварки на площадкеМоменты затяжки по классу болтов указываются на рабочем чертеже

Проектные данные по GB 50017-2017, глава 12 (проектирование узлов) и нормам пространственных решёток JGJ 7; несущая способность включает ограничения по проскальзыванию болтов и повороту узла, а не только сопротивление концевого сечения элемента.

Данные сварных шаров

Сварной полый шаровой узел — стандартные параметры

Параметр Типичный диапазон Стандарт / примечание
Диаметр шараΦ200 – Φ1200 ммШтампованные и сварные полусферы, сборка из двух частей
Толщина стенки8 – 40 ммПроверка на местную потерю устойчивости в месте примыкания элемента
МатериалСталь Q355B, Q390B, Q420BРасчётный предел текучести по GB/T 1591; испытание на ударную вязкость при ≤ -20°C при необходимости
Соединение элементовТрубчатые элементы Φ89 – Φ711, стыковой шов с полным проваромКонтроль швов: визуальный + UT по ISO 17640 уровень B на растянутых элементах
Контроль эксцентриситетаПроектный эксцентриситет ≤ 0,25 наружного диаметра шараПо правилам эксцентриситета узлов GB 50017
Основа несущей способностиОсевая и сдвигающая способность шарового узла по формуле JGJ 7-2010Подтверждена МКЭ для сильно нагруженных узлов (>200×10³ кН)
Антикоррозионная защитаГорячее цинкование либо дуплекс-система / вспучивающееся покрытие по условиям средыВыбор системы ISO 12944 C3/C4/C5 по площадке проекта

Угольный склад балочно-вантовой конструкции с мировым рекордом 229 м и промышленные купола пролётом свыше 100 м, которые мы сдали, — системы со сварными полыми шарами; несущая способность каждого узла подтверждена МКЭ на стадии проекта, а сварной шов проверен при изготовлении.

Контроль качества

Что гарантирует узел до выхода с завода

Пространственная решётчатая кровля на болтовых сферах, смонтированная Jiangsu Permanent Steel Structure
  • Сертификаты заводских испытаний на каждую заготовку шара, партию болтов и партию труб — с прослеживаемостью до узла по номеру плавки.
  • Партийные проверки твёрдости и химического состава заготовок сфер до механической обработки; дефекты поверхности шара отбраковываются при приёмочном контроле.
  • Проверка резьбы кольцевыми и резьбовыми калибрами; испытание партии болтов по GB/T 1231, включая твёрдость и испытание на растяжение с клином.
  • NDT сварных шаров: 100% визуальный контроль всех швов, UT по ISO 17640 уровень B на швах растянутых элементов с регистрацией MPC.
  • Пробная сборка узла и элементов для первой конструкции каждого проекта до массовой отгрузки — пробная оснастка, выявляющая геометрические ошибки, пока они ещё дешёвы.
  • Отчёты о толщине цинкового покрытия по ISO 1461 с выборочным контролем толщины на поверхности шара и проверкой перерезанной резьбы.
Совместное проектирование

Как мы подбираем узлы для вас

Пришлите геометрию кровли, нагрузки и пролёт — и мы вернём спецификацию узлов, соответствующую реальному потоку усилий, а не догадку по каталогу:

  • Огибающая усилий в узле по расчёту решётки (расчётное осевое усилие, перемещение узла) для наиболее нагруженных узлов.
  • Подбор размера шара и болтов по определяющему сжатию/растяжению в каждом узле с документированной проверкой на проскальзывание и поворот.
  • Чертежи раскладки элементов и длины резьбы передаются на проверку изготовления до того, как обработан первый шар.
  • Технологическая записка по монтажу с контролем момента затяжки (болтовая система) либо контролем и приёмкой сварки на площадке (сварная система).
  • Варианты по разным нормам: если консультант работает по Eurocode, AISC или национальным нормам, проверка узла пересчитывается по эталонным нормам с пояснениями о равнозначности.

Каждый отгружаемый узел имеет маркировку, совпадающую с рабочим чертежом: ваш монтажник точно знает, какой шар идёт в какой узел, а инспектор может проследить любой из них до его стали.

Задавайте узлы цифрами, а не догадками

Пришлите геометрию решётки, нагрузки и пролёт. Мы вернём спецификацию узлов с размерами шаров, классами болтов, несущей способностью и проверкой чертежей изготовления — по вашим нормам и с прослеживаемостью до стали.

Эл. почта: market@permanentsteelstructure.com