용접 그리드의 간략한 소개 및 공정 특성
용접 그리드는 장경간 건물 구조 시스템의 핵심 유형인 공간 그리드 구조입니다.- 코어는 용접 조인트로 연결된 여러 개의 금속 부재(예: 강철 파이프 및 강철 섹션)로 구성되어 그리드 단위(예: 정삼각형, 정사각형 및 정육각형)와 같은 3{2}}차원 공간 트러스-를 형성하고 궁극적으로 넓은 영역을 덮는 하중-지탱 구조를 형성합니다. 기본적으로 공간 힘 시스템을 활용하여 하중을 지지대에 고르게 전달합니다. 이 제품은 경기장, 전시장, 공항 터미널, 고속철도역, 대규모 공장 등 넓은-대형{10}}공간 건물의 지붕 또는 바닥 구조에 널리 사용됩니다.
1. 용접그리드의 핵심구성요소 및 구조적 특성
프로세스 특성을 논의하기 전에 먼저 프로세스 설계의 기초를 형성하는 핵심 구성 요소를 명확히 할 필요가 있습니다.
구성원: 무봉강 강관(Q235B 및 Q355B와 같은 저-탄소강 또는 저-합금강)이 주류를 이루고 있으며 일부 응용 분야에서는 사각 파이프와 H{4}}형 강이 사용됩니다. 부재는 일반적으로 직경이 48~219mm이고 벽 두께가 3~12mm인 경량 및 고강도 요구 사항을 모두 충족해야 합니다. 노드(Node) : 부재를 연결하는 핵심부품으로 용접방식에 따라 분류됩니다.
Welded sphere nodes: The most commonly used type, consisting of two hemispheres (stamped from steel plates) welded together to form a hollow sphere, which is then welded to the member. Suitable for large spans and heavy loads (e.g., stadiums with spans >30m).
플레이트 노드(연결 플레이트 노드): 강판을 특정 형상(예: 십자형, T{2}}자형)으로 절단하고 부재 끝단을 연결 플레이트에 용접합니다. 중소 규모 및 소수의 구성원(예: 소규모 공장)에 적합합니다.
구조적 특성: 균일한 공간 하중 분포(단방향 굽힘 모멘트가 집중되지 않음), 뛰어난 내진 성능(높은 전체 강성과 강력한 변형 조정), 넓은 범위 적용 범위(일반적으로 20~100m, 특수 설계는 150m 이상에 달함). II. 용접 그리드의 핵심 공정 특성
용접 그리드 프로세스는 공장 사전 제작과 현장 설치 및 용접이라는 두 가지 주요 단계를 중심으로 진행됩니다.- 주요 요구 사항에는 높은 정밀도, 강력한 접합, 낮은 변형 및 높은 안전성이 포함됩니다. 구체적인 특성은 다음과 같은 관점에서 분석할 수 있습니다.
1. 조인트 용접 공정 : 이것은 "침투"와 "밀봉"을 강조하는 핵심 품질 관리 포인트입니다.
조인트는 그리드의 하중을 지탱하는-핵심 요소이며 용접 과정은 구조적 안전에 직접적인 영향을 미칩니다. 주요 특징은 다음과 같습니다.
용접 구 조인트 프로세스:
볼 생산 정확도 우선: 반구를 강판으로 스탬핑한 후 먼저 맞대기-용접합니다(두 부분을 함께 결합하여 완전한 구를 형성함). 이 맞대기 용접에는 구형 진원도(공차 ±2mm 이하)를 보장하기 위해 특수 공구가 필요합니다. 용접 후에는 "루트 클리닝"(용접 뒷면의 용접 슬래그 제거)을 수행하고 100% 비-비파괴 검사(UT 초음파 검사)를 수행하여 구 내 용접 부위에 기공과 균열이 없는지 확인합니다. 로드-와-구형 조인트의 용접: "홈 관통 용접"이 사용됩니다. 먼저 로드 각도(각도 30도 -45도, 깊이가 로드 벽 두께보다 크거나 같음)로 구에 홈을 만들어야 합니다. 로드 끝은 일치하는 홈에 맞춰 연마됩니다. 용접은 CO2 가스 차폐 용접 또는 수동 아크 용접을 사용하여 완전 용입(로드 벽 두께의 90% 이상 침투)을 보장합니다. 용접 후 용접부는 100% 합격률로 MT 자분 입자 테스트(또는 UT 테스트)를 거쳐야 합니다(GB 50205, "강구조 엔지니어링 건설 품질 승인 표준"에 따른 클래스 1 용접 표준).
플레이트 접합 용접 공정:
연결 플레이트는 먼저 공장에서 정밀하게 드릴링됩니다(볼트의 임시 위치 지정을 위해). 로드 끝이 연결 플레이트와 정렬된 후 "필렛 용접 + 플러그 용접" 조합이 사용됩니다. 필렛 용접은 로드--플레이트 연결의 강도를 보장하는 반면 플러그 용접(연결 플레이트의 사전 제작된 구멍 내에 용접됨)은 전단 저항을 향상시킵니다. 용접 후에는 언더컷, 불완전 용접 등의 결함이 없도록 용접 표면을 청소해야 합니다.. 2. 로드 가공: 고정밀 사전 제작, 길이 및 베벨 정확도 제어
격자 막대는 정밀성과 표준화를 특징으로 하는 프로세스를 사용하여 공장에서 사전 제작되어야 합니다.
절단 정확도 제어: 로드는 CNC 절단 장비(예: 플라즈마 또는 레이저 절단 기계)를 사용하여 ±1mm의 길이 공차(기존 강철 구조물의 ±3mm를 훨씬 초과)로 절단됩니다. 로드가 강관인 경우 조립 중 정렬 불량을 방지하기 위해 직진도 공차 L/1000(여기서 L은 로드 길이) 이하로 직선화해야 합니다(파이프 직선기 사용).
홈 가공 정확도: 로드 끝은 노드 각도(예: 트러스의 공간 각도에 따라 결정되는 30도, 45도 또는 60도)에 따라 경사져야 합니다. 이는 베벨 각도 공차가 ±1도인 CNC 베벨 기계를 사용하여 수행됩니다. 무딘 모서리 두께(베벨 루트의 절단되지 않은 부분)를 1-2mm로 제어하여 노드 베벨과의 정확한 정렬을 보장하고 용접 중 불완전한 융합을 방지합니다. 표면 전처리: 사전 제작 후 부재를 쇼트 블라스팅(Sa2.5 등급)하여 스케일과 녹을 제거해야 합니다. 그런 다음 운송 및 설치 중 녹을 방지하기 위해 방청 프라이머(예: 에폭시 아연- 풍부 프라이머)를 1회 또는 2회 도포해야 합니다. 프라이머 두께는 60μm 이상, 접착력은 5MPa 이상(크로스 해치 테스트)이어야 합니다.
3. 조립 및 용접 순서: 변형을 제어하고 응력 집중을 방지합니다.
그리드는 공간적 구조이므로 부적절한 조립 및 용접 순서로 인해 전체적인 변형이 발생하기 쉽습니다. 이 프로세스는 "대칭적 조립, 적층 용접 및 동시 고정"을 특징으로 합니다.
공장 조립식(단위화된 조립식):
현장 작업량을 줄이기 위해 -그리드는 일반적으로 공장에서 "소형 단위"(예: 3m×3m 또는 5m×5m 그리드 단위)로 미리 조립됩니다.{1}} 사전 조립 플랫폼은-정확하게 수평을 맞춰야 합니다(수평 편차 2mm/10m 이하). 토탈 스테이션은 장치 내 부재 및 노드의 기하학적 치수가 설계와 일치하는지 확인하기 위해 레이아웃 및 위치 지정에 사용됩니다(그리드 크기 공차 ±2mm). 사전 조립 중에{15}}임시 볼트로 노드를 고정한 후 '가용접'(용접점 길이 30~50mm, 간격 200~300mm)합니다. 가용접 강도는 후속 취급 및 설치 중에 장치가 부서지는 것을 방지하기 위해 실제 용접 강도의 70% 이상이어야 합니다.
현장-설치 및 용접 순서:
적응형 용접 방법: 트러스의 스팬과 무게에 따라 설치 방법을 선택합니다. 방법에 따라 다른 용접 순서가 필요합니다.
고-공중 벌크 조립 방식(소경간): 지지대에서 중앙을 향해 대칭으로 조립합니다. 각 유닛을 조립한 후 노드를 즉시 용접하여 누적 변형을 방지하십시오.
블록형 호이스팅 방식(미디엄 스팬): 조립식 유닛 블록을 설계된 위치로 끌어올린 후 임시 고정(가이 로프 또는 잭을 사용하여 높이 조절)한 후 블록 사이에 노드를 용접합니다. 용접은 중심에서 바깥쪽으로 대칭적으로 수행됩니다.
전체인양방법(대경간) : 트러스를 지상에 조립, 용접한 후 유압인양장비를 이용하여 동시에 설계높이까지 인양한다. 리프팅 과정에서 각 리프팅 지점의 동기화를 모니터링합니다(편차 5mm 이하). 일단 제자리에 있으면 지지 노드를 용접합니다. 용접 응력 제어: "세그먼트 스텝-백 용접"(긴 용접을 짧은 세그먼트로 나누고 양쪽 끝에서 중앙을 향해 용접) 또는 "대칭 용접"(두 명의 용접사가 접합부의 양쪽에 동시에 용접)을 사용하여 용접 열 입력으로 인한 부재의 변형을 줄입니다. 용접 후 응력 제거가 필요한 경우 접합 부위에 "국부 어닐링"(600~650도까지 가열, 유지 후 서냉)을 실시할 수 있습니다.
4. 품질 검사 및 승인 : 일반 철골 구조를 훨씬 능가하는 전체 공정에 걸쳐 엄격한 관리
긴-스팬, 하중-지탱 구조인 용접 트러스에는 매우 높은 품질 검사 표준이 적용됩니다. 이 프로세스는 "전체-프로세스 검사 및 다차원{4}}검증"이 특징입니다.
공장 검사: 부재 치수, 홈 각도, 사전 조립된 유닛 형상(토탈 스테이션을 사용하여 검사), 부재 녹 제거 수준(조도계를 사용하여 검사) 및 프라이머 두께(코팅 두께 게이지를 사용하여 검사). 현장-검사:
접합 용접 품질: 100% 용접은 용접 침투, 균열 및 다공성에 초점을 맞춘 비{1}}비파괴 테스트(UT+MT)를 거칩니다.
전체 기하학적 치수: 그리드 폭, 표고 및 처짐은 토탈 스테이션을 사용하여 검사됩니다(무{0}}부하 처짐은 L/250보다 작거나 같아야 하며, 여기서 L은 스팬임).
지지 연결: 지지 볼트 조임 토크(설계 요구 사항을 충족해야 하며 토크 렌치로 테스트)와 지지대와 그리드 노드 사이의 용접 품질을 확인합니다.
하중 테스트: 중요한 프로젝트(예: 대형 경기장)의 경우 실제 하중(예: 지붕 자중 + 적설 하중)을 시뮬레이션하기 위해 "단계별 하중 테스트"가 수행됩니다. 응력 분포(스트레인 게이지 사용)와 그리드의 편향을 모니터링하여 설계 요구 사항을 준수하는지 확인합니다. III. 용접 그리드 기술의 핵심 장점(기존 장-스팬 구조와 비교)
비교 치수: 용접 그리드, 기존 강철 트러스(평면), 콘크리트 지붕
경간 용량: 대형(20-150m), 중형(15-50m), 소형(30m 이하)
용접 코어: 노드의 완전{0}}관입 용접, 전체 부하 분산이 균일합니다. 편평한 하중이 집중되는 경향이 있는 부재의 맞대기 용접. 용접이 필요 없고 철근 결속 방식에 의존합니다.
무게 및 소모품: 가벼움(약 30-50kg/m2), 소모품이 적습니다. 더 무겁고(약 50-80kg/m2), 높은 소모품. 무겁고(대략 200-300kg/m2), 높은 소모품.
건설 효율성: 공장 사전 제작 + 현장-조립, 고효율. 현장 용접은 높지만 효율성은 낮습니다.- 붓기와 경화 기간이 길고 효율성이 낮습니다.
내진성 및 변형: 내진성이 우수하고 처짐이 낮습니다. 내진성이 좋지 않고 처짐이 큽니다. 내진성이 약하고 균열이 발생하기 쉽습니다.
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