Space-Frame-Struktur aus Stahl mit großer Spannweite

Grundlegende Produktdefinitionen

1. Allgemeine Definition

Gemäß dem Standard for Design of Steel Structures (GB 50017) werden räumliche Gitterdachkonstruktionen mit einer Spannweite von 60 Metern oder mehr als Large Span Steel Space Frame Structures klassifiziert. Sie werden aus Stahlrohrelementen und Kugelgelenken zu geometrischen Systemen wie viereckigen oder dreieckigen Pyramiden zusammengesetzt. Hierbei handelt es sich um hochgradig statisch unbestimmte räumliche Systeme, in denen die Lasten global verteilt sind und die Elemente hauptsächlich einer axialen Zug- oder Druckbelastung ausgesetzt sind. Sie bieten eine hohe Gesamtsteifigkeit und schaffen säulenfreie, offene Räume, was sie ideal für Stadien, Ausstellungszentren, Hochgeschwindigkeitsbahnhöfe, Kohlelagerschuppen, Flughafenterminals und mehr macht.

2. Spezifische Definition: Space Frame Foundation (Unterstützungsfundament)

Das Space-Frame-Fundament ist die Unterkonstruktion – typischerweise aus Beton oder auf Pfahlbasis –, die die Space-Frame-Lager trägt und alle Lasten vom Überbau (Axialkräfte, Scherkräfte, Biegemomente, Horizontalkräfte und seismische Kräfte) auf den Boden überträgt; es dient als strukturelle Basis für das Raumfachwerk.

· Strukturelle Eigenschaften: Unterliegt vertikalem Druck, horizontalem Schub, Auftriebskräften und Drehmoment; erfordert eine äußerst hohe Präzision hinsichtlich Setzung, Höhe und Platzierung eingebetteter Teile.

· Wichtige Kontrollpunkte: Unterschiedliche Setzungen können direkt zu Rissen an den Verbindungen von Raumfachwerken und zur Instabilität der Elemente führen, was sie zu einem entscheidenden Faktor für den Erfolg oder Misserfolg von Raumfachwerken mit großer Spannweite macht.

3. Unterscheidung der gemeinsamen Space-Frame-Terminologie

· Space Frame Body: Die obere räumliche Gitterstruktur (Elemente + Kugelgelenke);

· Space-Frame-Lager: Die lastübertragende Komponente, die den Space-Frame mit dem Fundament verbindet;

· Space-Frame-Fundament: Die Stahlbetonkonstruktion, die Pfahlkappe oder das isolierte Fundament, das sich unter dem Lager befindet.

Vollständige Systemkonfiguration

Teil 1: Oberes Space-Frame-Hauptsystem (primäre tragende Struktur)

1. Struktursystem (Mainstream-Optionen)

· Orthogonaler quadratischer Pyramiden-Raumrahmen: Am weitesten verbreitet; bietet gleichmäßige Steifigkeit und eine bequeme Dachmontage; bevorzugte Wahl für rechteckige Grundflächen.

· Diagonal Square Pyramid Space Frame: Überlegene strukturelle Leistung und etwas geringerer Stahlverbrauch; Geeignet für mittlere bis große Spannweiten.

· Dreieckiger Pyramiden-Raumrahmen: Hohe räumliche Stabilität; Geeignet für kreisförmige oder vieleckige Grundrisse.

· Geschweißter Kugelrahmen: Geeignet für schwere Lasten, extrem große Spannweiten (über 80 m), schwere Dachsysteme und Hochlastbedingungen.

· Geschraubter Kugelrahmen: Geeignet für leichtere Lasten und große Standardspannweiten; zeichnet sich durch werkseitige Vorfertigung, Montage vor Ort und schnelle Bauweise aus.

2. Hauptmaterialkonfiguration (Standardspezifikationen)

· Bauteile: Nahtlose Stahlrohre oder geradnahtgeschweißte Rohre; Material: Q355B (Mainstream für große Spannweiten); Allgemeine Spezifikationen: Φ114×4, Φ140×6, Φ159×8, Φ219×10; Q235B kann für kleinere Spannweiten verwendet werden.

· Gelenkkugeln:

o Verschraubte Kugeln: Φ200–Φ400; Wandstärke ≥12mm; Material: Q355B.

o Geschweißte Kugeln: Φ250–Φ500; Wandstärke ≥14mm; Enthält interne Versteifungsrippen.

· Anschlüsse: hochfeste Bolzen der Güteklasse 10.9 (spezialisiert für Space-Frames); inklusive passender konischer Köpfe, Endplatten, Hülsen und Befestigungsschrauben.

3. Dach- und Einhausungskomponenten (komplettes Dachsystem)

· Dachpaneele: Aluminium-Magnesium-Mangan-Stehfalzpaneele, profilierte farbige Stahlbleche und Tageslichtpaneele (örtlich begrenzt).

· Sekundäre Dachstruktur: Stahlpfetten mit C-/Z-Profil (Q355B feuerverzinkt, Beschichtungsdicke ≥80 μm), Dachzugstangen und Streben.

· Abdichtung und Isolierung: Isolierschicht aus Steinwolle oder Glaswolle, wasserdichte, atmungsaktive Membran, Dachrinnen, Fallrohre und Firstkappen.

Teil II: Space-Frame-Lagersystem (Kern für die Lastübertragung zwischen oberen und unteren Strukturen)

Lager dienen als einzige Lastübertragungsknoten zwischen dem Raumfachwerk und dem Betonfundament; Die Auswahl für weitspannige Tragwerke muss auf spezifischen Lastanforderungen basieren:

1. Flachplatten-Drucklager: Tragen nur vertikalen Druck; Wird für Kantenauflagen und Bereiche mit geringen horizontalen Kräften verwendet.

2. Unidirektionale/bidirektionale Gleitlager: Entlasten Sie thermische Spannungen und nehmen Sie thermische Ausdehnung/Kontraktion auf; unentbehrlich für Raumfachwerke mit großer Spannweite.

3. Gelenklager (sphärische Gelenklager): Ermöglichen Rotation und multidirektionale Kraftübertragung; Wird an Ecken, in Bereichen mit hohen horizontalen Kräften und in Zonen mit strengen seismischen Anforderungen eingesetzt.

4. Zuglager (hochhemmende Lager): Werden an Dachvorsprüngen, Auslegern und in Bereichen mit starkem Windsog verwendet, um ein Anheben des Gitterrohrrahmens zu verhindern.

Lagerzubehör: Grundplatten, Versteifungsrippen, Ankerbolzen und Einstellscheiben (zur Nivellierung und Höheneinstellung).

Teil III: Unteres Fundamentsystem

Die Auswahl basiert auf den geologischen Bedingungen, der Spannweite und der Lastklassifizierung. Die vorherrschende Wahl für Strukturen mit großer Spannweite ist die Kombination aus Pfahl und Pfahlkopf:

I. Gemeinsame Stiftungstypen

1. Isolierte Stahlbetonfundamente: Spannweiten von 60–80 m, günstige geologische Bedingungen, mäßige Belastungen.

2. Streifenfundamente (Durchlauffundamente): Langgestreckte Raumrahmen, Durchlaufstützen, hohe Anforderungen an die horizontale Kraftaufnahme.

3. Pfahlgründungen mit Pfahlkappen (bevorzugt bei großen Spannweiten): Spannweiten über 80 m, weiche Bodengründungen, schwere Lasten, Zonen mit hoher Erdbebenintensität.

o Pfahltypen: Ortbetonbohrpfähle, vorgefertigte Rohrpfähle.

o Pfahlkappen: Quadratische/rechteckige Pfahlkappen aus Stahlbeton (C30/C35-Beton).

4. Floßfundamente: Projekte mit extrem großen Flächen, komplexen geologischen Bedingungen und strengen Anforderungen zur Kontrolle unterschiedlicher Setzungen.

II. Kernfundamentstruktur und eingebettete Teile

1. Betonfestigkeit: Pfahlkappen/Fundamenthauptkörper C30–C35; Blendbeton C15;

2. Im Fundament eingebettete Teile:

o Eingelassene Stahlplatten für Stützen: Dicke 16–20 mm, mit der Pfahlkopfbewehrung verschweißt;

o Eingebettete Ankerbolzen: Zur Sicherung von Space-Frame-Stützen; Q355-Stahlschrauben, komplett mit Muttern und Lagerplatten;

3. Präzisionskontrolle (obligatorische Standards für großspannige Strukturen):

o Achsabweichung ≤ ±5 mm;

o Höhenabweichung der Oberseite ≤ ±3 mm;

o Höhenunterschied zwischen Stützen innerhalb der gleichen Spannweite ≤ 2 mm.

Teil IV: Abstütz- und Stabilitätssysteme

Stahl-Raumfachwerkkonstruktionen mit großer Spannweite sind mit erheblichen Höhen und erheblichen horizontalen Kräften (Wind, Erdbeben) verbunden. ein umfassendes Stabilitätssystem ist zwingend erforderlich:

1. Interne Aussteifungselemente des Raumfachwerks: Vertikale/diagonale Stegelemente zwischen Ober- und Untergurt (integriert in das Raumfachwerk);

2. Zwischenstützenaussteifung: Queraussteifung (Winkelstahl oder Stahlrohr) zwischen Betonstützen zur Aufnahme horizontaler Längskräfte;

3. Horizontale Dachaussteifung: Horizontale Zugstangen und Diagonalstreben innerhalb der Ebene des Obergurts, die eine starre Dachmembran bilden;

4. Traufkanten- und Giebelrahmen: Enden abschließen, Gesamtsteifigkeit erhöhen und Windlasten standhalten;

5. Kniestützen/Zugstangen: Seitenstabilitätskomponenten für Pfetten (nach der gleichen Logik wie Leichtstahldächer).

Teil V: Korrosions-, Brandschutz- und Blitzschutzsysteme

1. Korrosionsschutz

· Werkseitig gefertigte Bauteile: insgesamt feuerverzinkt (Zinkschichtdicke ≥85 μm); erhöhte Dicke für Küsten- oder Chemieindustriegebiete;

· Baustellenschweißungen und reparaturgeschweißte Bereiche: Sandstrahlen zur Rostentfernung + Epoxid-Zink-Grundierung + Decklack;

· Kugelknoten und Bolzen: Werkseitig verzinkt; Ein Schneiden vor Ort, das die Beschichtung beschädigt, ist verboten.

2. Brandschutz

· Aufbringen spezieller feuerhemmender Beschichtungen (ultradünn oder dünnschichtig) basierend auf der Brandschutzklasse des Gebäudes; Feuerwiderstandsklasse von 1,0 h bis 2,0 h;

· Besonderes Augenmerk auf die Beschichtung von Stützen, eingebetteten Teilen und Schrauben. 3. Blitzschutz

·Obergurt des Gitterrohrrahmens dient als Fangeinrichtung;

·Ableitungen aus Stützen, Ankerbolzen und Fundamentbewehrung;

·Erdungselektroden, die im Fundament installiert und an das Hauptblitzschutznetz des Gebäudes angeschlossen sind.

Teil 6: Installations- und Bauunterstützung

1.Installationsmethoden: Stückweise Montage in großer Höhe, modulares Heben, integriertes Heben, kumulatives Gleiten (üblich für große Spannweiten);

2. Kernausrüstung: Totalstation, Wasserwaage, Drehmomentschlüssel, hydraulisches Hebe-/Schiebesystem, große Kräne, Portalkräne;

3.Hilfsstoffe: Spezialschmiermittel für hochfeste Schrauben, Dichtmittel, Unterlegscheiben, temporäre Stützrahmen, Abspanndrähte.

Vollständige Komponentenliste

1. Oberer Space-Frame: Stahlrohrelemente + verschraubte Kugeln/geschweißte Kugeln + hochfeste Schrauben + konische Köpfe/Endplatten;

2. Dachsystem: Dachpaneele + C/Z-Pfetten + Isolierung und Abdichtung + Dachrinnen und Fallrohre;

3. Tragende Stützen: Feste/gleitende/kugelförmige/auftriebsfeste Stützen + Ankerbolzen + eingebettete Stahlplatten;

4.Unterkonstruktion/Fundament: Einzelfundamente/Streifenfundamente/Pfahlköpfe (Bewehrungsstahl + Beton + eingebettete Teile);

5. Stabilitätsaussteifung: Zwischensäulenaussteifung, Dachhorizontalaussteifung, giebelseitige Raumrahmen;

6. Schutzsysteme: Feuerverzinkung (Korrosionsschutz), feuerfeste Beschichtungen, Blitzschutz und Erdung;

7.Installationshilfsmittel: Temporäre Stützen, Hebezeuge, Vermessungsinstrumente, Befestigungsmaterial.

Standard-Leichtstahldach im Vergleich zu einer Stahl-Space-Frame-Struktur mit großer Spannweite

·Standardmäßiges Leichtstahldach: Hauptsächlich starre Portalrahmen; Spannweite < 60m; es fehlt ein räumliches Rastersystem;

·Großspannige Stahlrahmenkonstruktion: Spannweite ≥ 60 m; räumliche Gitterstruktur; beruht auf integraler räumlicher Tragwirkung; Die Anforderungen an Fundamente, Stützen und Präzision sind deutlich höher als bei leichten Stahlkonstruktionen.

Kernvorteile

1. Die Möglichkeit einer besonders großen Spannweite ermöglicht säulenfreie Konstruktionen und maximiert so die Innenraumnutzung.

2. Das dreidimensionale Strukturverhalten sorgt für eine ausgewogene Lastverteilung und eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegenüber seismischen Kräften und Winddruck.

3. Leicht und dennoch steif; Die Struktur widersteht einer allgemeinen Verformung und einem Durchhängen.

4. Werksseitig vorgefertigte Komponenten ermöglichen eine schnelle Montage vor Ort.

5. Die flexible Geometrie unterstützt verschiedene Formen, einschließlich flacher, gebogener, kugelförmiger und unregelmäßiger Kuppeln.

6. Stabile und langlebige Struktur; Lange Lebensdauer bei korrosionsbeständiger Behandlung.

Differenzierende Highlights

I. Strukturelle Leistungsvorteile

1. Dreidimensionale Lastverteilung: Im Gegensatz zu Portalrahmen oder Vollstegträgern (die Biegungen und Scherungen ausgesetzt sind) erfahren die Elemente in einem Raumfachwerk hauptsächlich axiale Spannung und Druck. Dies sorgt für eine effiziente Materialausnutzung und ein reduziertes Eigengewicht. Lasten aus besonders großen Spannweiten werden gleichmäßig auf die Stützen verteilt, wodurch Punktlasten minimiert und die Fundamentkosten gesenkt werden.

2. Hochgradig statisch unbestimmte Struktur: Bietet erhebliche Sicherheitsredundanz; Der Ausfall eines einzelnen Mitglieds führt nicht zum völligen Zusammenbruch. Es übertrifft ebene Fachwerke und Portalrahmen hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegen Erdbeben, Wind, Schnee und unebene Setzungen und ist somit ideal für große öffentliche Gebäude wie Stadien, Kohlelagerschuppen und Flughafenterminals.

3. Säulenfreie große Räume: Ermöglicht problemlos lichte Spannweiten von 60–150 Metern. Im Gegensatz dazu haben Portalrahmen in der Regel eine wirtschaftliche Spannweite von ≤36 Metern, und Stahlfachwerken mit großer Spannweite mangelt es häufig an der Kosteneffizienz; Raumrahmen sorgen für große, ungehinderte und säulenfreie Innenräume.

II. Material- und Kosten-Highlights

1. Reduzierter Stahlverbrauch bei gleichwertigen Spannweiten

Bei Anwendungen mit großen Spannweiten ist der Stahlverbrauch pro projizierter Flächeneinheit geringer als bei Stahlbindern oder Vollsteg-Dachträgern. Space-Frames mit verschraubten Kugeln profitieren von einer standardisierten werkseigenen Massenproduktion und niedrigen Kosten durch die Massenbeschaffung von Primärmaterialien (Stahlrohre und Stahlkugeln).

2. Breite Lastanpassungsfähigkeit

Geeignet für ein breites Anwendungsspektrum, von leichten Glasdächern bis hin zu hochbelastbaren trockenen Kohleschuppen und Dächern, die Geräte tragen. Die Materialauswahl kann flexibel angepasst werden, um die Kosten zu kontrollieren – mit Q235-Stahl für leichtere Lasten und Q355 für schwerere Lasten.

III. Highlights aus Produktion und Verarbeitung

1. Standardisierte, werkseitig vorgefertigte Gitterrohrrahmen mit verschraubten Kugeln: Stahlrohrelemente werden auf Länge geschnitten, Kegelköpfe und Endplatten werden vormontiert und Stahlkugeln werden gebohrt – alles in der Werkstatt –, bevor sie sortiert und verpackt werden. Die Arbeiten vor Ort beschränken sich auf die Montage und das Anziehen hochfester Schrauben, wobei nur minimale Schweißarbeiten erforderlich sind. Im Gegensatz dazu erfordern Fachwerkträger und starre Rahmen oft aufwändiges Spleißen und Schweißen vor Ort.

2. Hohe Komponentenvielfalt: Ein einzelner Space-Frame nutzt eine begrenzte Auswahl an Kugel-, Bolzen- und Stahlrohrspezifikationen und gewährleistet so eine hohe Austauschbarkeit der Teile. Dies erleichtert die Massenproduktion, die Bestandsverwaltung und die zukünftige Wartung oder den Austausch.

IV. Konstruktions- und Installationsunterschiede

1. Flexible und vielfältige Installationsmethoden: Verschiedene Techniken – wie die Stück-für-Stück-Montage in der Höhe, das Heben von Blöcken, das integrierte hydraulische Heben und das kumulative Schieben – ermöglichen den Bau in großen, extrem hohen oder engen Räumen. Im Gegensatz dazu unterliegen starre Portalrahmen und -binder erheblichen Einschränkungen durch die Betriebsradien des Krans.

2. Kontrollierbare Baugeschwindigkeit: Die gleichzeitige Fabrikfertigung und Montage vor Ort verkürzen den gesamten Projektzeitplan. Da kein umfangreiches Schweißen vor Ort erforderlich ist, verringert sich der Bedarf an Fehlererkennung und Nacharbeiten zum Korrosionsschutz.

V. Vorteile in Dacheindeckung und architektonischer Form

1. Hohe Formbarkeit: Rechteckige, kreisförmige, elliptische, sphärische und doppelt gekrümmte Formen sind alle erreichbar. Mit starren Rahmen und ebenen Fachwerkträgern ist es schwierig, gebogene Dächer mit großer Spannweite zu schaffen, weshalb sich Raumrahmen ideal für einzigartig geformte Strukturen wie Ausstellungszentren und Sportstadien eignen.

2. Praktische Dachanordnung: Die gleichmäßige, regelmäßige Anordnung der Obergurtknoten erleichtert die geordnete Platzierung von Pfetten, Dachpaneelen und Oberlichtbändern. Dies vereinfacht die Konstruktion der Dacheinhausung und bietet eine größere Flexibilität bei der Gestaltung von Entwässerungssystemen und Oberlichtanordnungen.

VI. Vorteile in der Haltbarkeit: Korrosions- und Brandschutz

1. Schlanke, gleichmäßige Elemente und ausgereifte Feuerverzinkung: Stahlrohre und -kugeln können im Werk vollständig feuerverzinkt werden, ohne dass die „toten Zonen“ in Strukturabschnitten auftreten, was zu einer überlegenen Korrosionsschutzqualität im Vergleich zu starren Rahmen mit H-Profil führt. Dies bietet einen deutlichen Lebensdauervorteil in küstennahen oder chemisch korrosiven Umgebungen.

2. Einfaches Aufbringen von feuerhemmenden Beschichtungen: Bei diskreten Bauteilen und überschaubaren Oberflächen ist das Aufbringen dünnschichtiger feuerhemmender Beschichtungen materialeffizienter und schneller als das Beschichten großer Träger und Säulen mit massiven Stegen.

VII. Höhepunkte der Betriebs- und Wartungsarbeiten nach dem Bau

1. Leichtgewichtler mit geringer Dachwartungsbelastung; einfaches Layout für Wartungswege;

2. Klares Strukturverhalten; Einzelne beschädigte Elemente können ohne aufwändige Dachdemontage oder -modifikation an bestimmten Stellen ausgetauscht werden, was zu geringen Wartungskosten führt.

VIII. Kurzer Vergleich mit konkurrierenden Systemen

1. Starre Portalrahmen: Geeignet für kleine bis mittlere Spannweiten; planares Strukturverhalten; setzt auf Biegeglieder; niedrige Kosten; Bei Spannweiten über 36 m sinkt die Wirtschaftlichkeit stark;

2. Stahlfachwerke: Planares Strukturverhalten; schwache Seitensteifigkeit; hohes Eigengewicht für große Spannweiten; erfordert umfangreiche Schweißarbeiten vor Ort;

3. Stahl-Space-Frames: Räumliches Strukturverhalten; bevorzugte Wahl für sehr große Spannweiten; hohe Steifigkeit; flexible Geometrie; hoher Sicherheitsspielraum.

Standard-Herstellungsprozess

I. Herstellungsprozess von Stahlkugeln

1. Schneiden und Schmieden: Sägen von Rundstahlstangen → Mittelfrequenzerwärmung und Schmieden zu rohen Stahlkugelrohlingen;

2. Bearbeitung: Drehen der sphärischen Oberfläche → Mehrwinkelbohren von Bolzenlöchern und Gewindeschneiden mit einer Indexbohrmaschine gemäß Zeichnung;

3. Inspektion und NDT: Gewindeinspektion; Magnetpulverprüfung (MPT) zur Erkennung von Rissen;

4. Korrosionsschutz: Gesamtfeuerverzinkung.

Geschweißte Kugeln: Stanzen von Stahlblech in zwei Halbkugeln → Abschrägen → Zusammenbau der inneren Ringversteifungen → Unterpulverschweißen zum Verbinden der Halbkugeln → ZfP → Schleifen → Verzinken.

II. Herstellungsprozess für Raumrahmenelemente

1. Schneiden von Stahlrohren: Schneiden von nahtlosen oder geschweißten Rohren auf feste Länge mit CNC-Sägen; Zuschlag für Schweißschrumpf enthalten; flache Endflächen;

2. Herstellung von Kegelköpfen und Endplatten: Drehen von Schmiedeteilen in Form;

3. Montage und Schweißen: Vormontage von Konusköpfen/Endplatten an Rohrenden; Positionierung über Werkzeuge; vollflächiges CO₂-Rundschweißen;

4. Schweiß-ZfP: Ultraschallprüfung (UT) für kritische Bauteile mit großer Spannweite; Stichprobenprüfungen für Schweißnähte der Güteklasse II;

5. Richten und Entrosten: Richtelemente; Kugelstrahlen bis zur Güteklasse Sa2,5;

6. Korrosionsschutz: Gesamtfeuerverzinkung.

III. Bearbeitung hochfester Schraubenverbindungen

1. Schneiden von Rundstahl → Abschrecken und Anlassen → Außendrehen → Gewindewalzen;

2. Härteprüfung, Fehlererkennung und Feuerverzinkung; gleichzeitige Bearbeitung und Verzinkung passender Hülsen und Gewindestifte.

IV. Werkseitige Vormontage

1. Wählen Sie 1–2 Standardeinheiten zur Probemontage auf einer Vorrichtung aus;

2. Überprüfen Sie die Ausrichtung der Kugellöcher, die Einstecktiefe der Schrauben und die Gesamtlänge des Elements.

3. Passen Sie die Abmessungen nicht standardmäßiger Teile an, um eine reibungslose Montage vor Ort zu gewährleisten.

V. Verpackung und Klassifizierung

Komponenten nach Zone und Spezifikation nummerieren; Packen Sie Elemente, Stahlkugeln und Bolzen separat ein. Mit Achsnummern markieren.

VI. Montageverfahren vor Ort

1. Vermessung und Layout; Nivellierung und Positionierung von Stützen;

2. Ausführung nach Bauplan: Stückweise Montage in der Höhe / Blockhub / Integralhub;

3. Montieren Sie zuerst die Kugeln und Elemente des unteren Gurts → installieren Sie die Stegelemente → montieren Sie den oberen Gurt. Ziehen Sie hochfeste Schrauben der Güteklasse 10.9 mit einem Drehmomentschlüssel auf das vorgesehene Drehmoment an.

4. Unterpunktinspektion, Ausbesserung der Korrosionsschutzbeschichtung auf Schweißnähten und Aufbringen einer feuerbeständigen Beschichtung.

Hinweis: Unterschiede bei geschweißten Kugelrahmen

Vollständiges Schweißen von Verbindungen vor Ort; Fehlererkennung bei jedem Schweißdurchgang; kein hochfester Schraubenanziehprozess.

Wichtige Leistungsparameter

I. Geometrische Spezifikationen der Hauptkomponenten

1. Space-Frame-Stahlrohrelemente (Q235B/Q355B; Q355B bevorzugt für große Spannweiten)

Gängige Rohrdurchmesser × Wandstärken: φ60×3,5, φ76×4, φ89×4, φ114×4, φ140×6, φ159×8, φ180×10, φ219×10

Länge des fertigen Elements: 1,0 m–3,5 m (Standardgittergröße: 1,5 m–3,0 m);

Fertigungstoleranz der Geradheit: ≤L/1000; Abweichung von der Rechtwinkligkeit der Endfläche: ≤0,5 mm.

2. Verschraubte Kugeln

Kugeldurchmesser: φ100, φ120, φ140, φ160, φ180, φ200–φ400;

Wandstärke: 12–20 mm; Winkeltoleranz für Gewindelöcher auf der Kugeloberfläche: ±15′.

3. Zugehörige Verbindungselemente

Hochfeste Schrauben der Güteklasse 10.9: M12, M14, M16, M20, M22, M24, M27, M30; Zubehör: Hülsen, konische Köpfe, Endplatten, Feststellschrauben.

4. Stützplatten

Grundplattenstärke: 16–30 mm; Dicke der Versteifungsplatte: 12–20 mm; eingebettete Ankerbolzen: Q355.

II. Materialmechanische Eigenschaften

III. Strukturelle Tragfähigkeit

1. Trageigenschaften: Alle Elemente der Large Span Steel Space Frame Structure unterliegen einer axialen Zug- oder Druckbelastung; es gibt keine Biegeglieder; es handelt sich um eine höchst statisch unbestimmte Struktur; Das Versagen einzelner Mitglieder löst keinen Gesamtzusammenbruch aus.

2. Typische anwendbare Spannen

1. Geschraubte Kugelrahmen: 12 m–80 m;

2. Geschweißte Kugelrahmen: 50 m–180 m (für sehr große Spannweiten und schwere Lasten). 3. Typische Dachlastwerte: Eigenlast 0,30–0,80 kN/m²; Nutzlast 0,5–1,0 kN/m²; Schwerlastkonstruktionen (z. B. trockene Kohleschuppen) können 2,0 kN/m² überschreiten.

4. Thermische Verformung: Bei Spannweiten über 60 m in einer Richtung müssen Gleitstützen installiert werden, um thermische Ausdehnungs-/Kontraktionsspannungen abzubauen.

IV. Standards zur Schweißnaht- und Fehlererkennung

1. Umfangsschweißnähte zwischen Bauteilen und Kegelköpfen: Schweißnähte der Güteklasse II; 100 % Ultraschallprüfung (UT) für kritische Bauteile mit großer Spannweite; 20 % Zufallsstichprobe für Standardmitglieder.

2. Stumpfschweißnähte für geschweißte Kugeln: Schweißnähte der Güteklasse II; 100 % Fehlererkennung für kritische Projekte.

V. Korrosionsschutzparameter

1. Fertigprodukte im Werk: Feuerverzinkung; Zinkschichtdicke ≥85 μm (≥120 μm für korrosive Küstenzonen).

2. Vor-Ort-Reparatur beschädigter Stellen: Sandstrahlen bis zur Güteklasse Sa2,5 → Epoxid-Zink-Grundierung + Zwischenanstrich + Deckanstrich; Gesamttrockenfilmdicke ≥120 μm.

VI. Brandschutzparameter

Tragen Sie bei öffentlichen Gebäuden und Industrieanlagen je nach erforderlicher Brandschutzklasse (Feuerwiderstandsgrenzen von 0,5 h, 1,0 h, 1,5 h oder 2,0 h) dünnschichtige oder ultradünne dämmschichtbildende feuerhemmende Beschichtungen auf; Die Schichtdicke muss den einschlägigen Normen entsprechen.

VII. Installationssteuerungsparameter

1. Abweichung der Stützachse ≤ ±5 mm; Höhe der Auflagefläche ≤±3 mm; Höhenunterschied zwischen benachbarten Stützen ≤2 mm.

2. Das endgültige Anzugsdrehmoment für hochfeste Schrauben muss strikt den angegebenen Werten entsprechen. Die Gewindeeingriffstiefe muss den Konstruktionszeichnungen entsprechen.

VIII. Referenzstahlverbrauch (pro projizierter Fläche)

Leichte Tageslichtdächer: 12–22 kg/m²

Standard-Industrieanlagen und Veranstaltungsorte: 22–35 kg/m²

Hochleistungs-Trockenkohleschuppen und Dächer, die schweres Gerät tragen: 35–60 kg/m²