Sistema di controvento orizzontale in acciaio strutturale

Installati all'interno del piano dell'ala superiore o inferiore della trave del tetto in una configurazione a "X" (croce), i sistemi di controventatura orizzontale in acciaio strutturale sono fondamentali per la stabilità spaziale degli edifici industriali. Funzionano principalmente in tensione piuttosto che in compressione e lavorano insieme a tiranti e ginocchiere per formare il sistema di resistenza laterale del tetto.

1. Funzioni del prodotto

Trasferisce i carichi del vento dalle pareti del timpano e le forze sismiche orizzontali ai tiranti alle sommità delle colonne, incanalandoli successivamente verso il controvento intercolonna e nella fondazione; limita lo spostamento laterale delle travi in ​​acciaio del tetto, prevenendo il ribaltamento laterale complessivo o l'instabilità della struttura del tetto.

2. Materiali comuni

1). Applicazioni standard: Angolari in acciaio a gamba uguale (L50×5, L63×5, L70×6);

2). Strutture a lunga campata, per carichi pesanti o sismicamente resistenti: sezioni cave circolari di piccolo diametro (CHS); il materiale standard è Q235B, con Q355B utilizzato per applicazioni con carichi pesanti.

3. Posizioni di installazione

Installato nelle campate terminali del tetto e nelle campate che fiancheggiano i giunti di dilatazione per creare un diaframma strutturale rigido.

Configurazione standard fornita dalla fabbrica

1. Componenti principali di rinforzo

Elementi di controventamento (acciaio angolare o CHS) forniti come unità fabbricate individualmente; una coppia di elementi che si incrociano diagonalmente all'interno di una singola campata costituisce un set completo di controventatura orizzontale.

2. Accessori per la connessione finale

1. Piastre di connessione terminale: piastre in acciaio da 8–14 mm saldate in fabbrica su entrambe le estremità dell'elemento di rinforzo, dotate di fori per bulloni preforati per l'imbullonamento alle flange della trave in acciaio;

2. Piastra di giunzione trasversale centrale: una piastra di giunzione condivisa nel punto di intersezione della configurazione a "X", dove i due rinforzi diagonali si sovrappongono e sono fissati. 

3. Elementi di fissaggio corrispondenti

Bulloni standard di grado 4.8 (M16/M20) per uso generale; Bulloni ad alta resistenza di grado 8.8 (con rondelle piane e rondelle elastiche) per strutture sismo-resistenti o strutture che ospitano gru a ponte.

4. Specifiche di protezione dalla corrosione

1). Standard: preparazione manuale della superficie St3 + primer e finitura (spessore film secco: 60–90 μm);

2). Aree industriali corrosive/Regioni costiere: zincatura completa a caldo.

5. Specifiche di protezione antincendio

Applicazione di rivestimento ignifugo intumescente a film sottile con durata nominale di 0,5 ore all'interno di compartimenti antincendio designati; trattamento anticorrosivo solo per aree senza requisiti di protezione antincendio.

Soluzioni complete standard per sistemi di controvento orizzontale in acciaio strutturale

1. Rinforzo orizzontale in acciaio ad angolo convenzionale: elemento principale in acciaio ad angolo + piastre di connessione terminale + piastre di giunzione intermedie + trattamento anticorrosivo + bulloni corrispondenti

2. Rinforzo orizzontale a sezione cava circolare (CHS) per carichi pesanti: elemento CHS + piastre terminali ispessite + fazzoletti cruciformi + bulloni ad alta resistenza

3. Rinforzo leggero semplificato: acciaio angolare snello, senza rinforzi ispessiti; tipicamente utilizzato per piccoli edifici industriali in acciaio leggero

Integrazione del prodotto

Il rinforzo orizzontale (resistenza al vento trasversale) + i tiranti (collegamento tensionale longitudinale) + le ginocchiere (vincolo laterale delle travi) formano un sistema di rinforzo del tetto integrato e stabile. Vantaggi principali

1. Contrasta efficacemente le forze orizzontali, fornendo una robusta resistenza al vento e ai sismi, prevenendo al contempo l'oscillazione o lo spostamento complessivo del tetto.

2. Stringe la spaziatura tra i componenti del telaio, prevenendo il disallineamento o la deformazione delle travi in ​​acciaio e degli arcarecci.

3. Presenta un design strutturale semplice con layout di installazione flessibili, facilitando una costruzione conveniente.

4. Realizzato in materiale robusto e ad alta resistenza che resiste all'allentamento o alla deformazione durante l'uso a lungo termine.

5. È sottoposto a un trattamento anticorrosione completo, garantendo un'elevata durata per strutture industriali esterne o esposte.

6. Altamente compatibile; si integra perfettamente con sistemi strutturali completi in acciaio, come telai rigidi di portali ed edifici industriali di lunga portata.

Punti salienti distintivi del rinforzo orizzontale del tetto

I. Vantaggi unici in termini di prestazioni strutturali

1. Il sistema di controvento strutturale orizzontale in acciaio utilizza una configurazione trasversale a forma di X appositamente progettata per trasmettere le forze orizzontali laterali. Funziona in condizioni di carico unidirezionale, agendo solo in tensione e non in compressione, determinando un percorso di carico breve e un'elevata rigidità complessiva. Al contrario, i tiranti sono elementi assiali longitudinali che limitano il movimento longitudinale ma non possono resistere alle forze laterali; le ginocchiere e le aste di abbassamento forniscono solo un contenimento locale per gli arcarecci e le travi in ​​acciaio e non possono sopportare i carichi orizzontali complessivi dell'edificio.

2. Crea un diaframma rigido del tetto concentrando il rinforzo all'interno di campate specifiche, collegando efficacemente i singoli telai rigidi in una struttura del tetto rigida e unificata. I carichi del vento provenienti dalle estremità del timpano vengono rapidamente trasmessi attraverso i controventi e i tiranti fino alle colonne e alle fondazioni. Serve come componente fondamentale per prevenire l'instabilità laterale del tetto, una capacità che manca ad altri accessori.

II. Selezione dei materiali e dettagli sui costi

1. Il materiale principale è generalmente l'acciaio ad angolo a gamba uguale, facilmente disponibile ed economico. L'acciaio angolare è un prodotto di mercato standard facile da tagliare e saldare; rispetto ai tiranti a tubo tondo o alle travi portanti in acciaio, utilizza meno materiale, mantenendo i costi gestibili per installazioni su larga scala. Al contrario, le travi scatolari personalizzate o i componenti delle travi ad H comportano costi elevati e non sono adatti per l’uso di massa come controventi.

2. La selezione dei materiali viene valutata in base alle esigenze specifiche: l'acciaio angolare standard viene utilizzato per i normali edifici industriali in acciaio leggero, mentre i rinforzi più piccoli in tubo tondo vengono utilizzati per strutture a lunga portata, antisismiche o dotate di gru. Ciò consente un adattamento flessibile del carico e previene lo spreco di materiale. 

III. Punti salienti della costruzione e dell'installazione

1. Prefabbricazione divisa e bullonatura in opera; nessuna saldatura in loco richiesta per i membri standard. Gli elementi prefabbricati in fabbrica sono dotati di piastre di connessione terminale per un rapido assemblaggio imbullonato in loco sui giunti cruciformi; tuttavia, alcuni elementi di tensione richiedono perforazione e saldatura in loco, con conseguente minore efficienza della costruzione.

2. Set di componenti modulari e standardizzati. I set di controventi a campata singola sono prodotti in serie con diametri dei fori uniformi e bulloni intercambiabili, facilitando lo stoccaggio dell'inventario e la sostituzione o manutenzione in loco.

IV. Configurazione e differenziazione del sistema

1. La stabilità laterale si basa su rinforzi orizzontali, mentre la stabilità longitudinale si basa su tiranti rigidi; le due funzioni si completano a vicenda e sono indispensabili:

Rinforzo orizzontale: Fornisce resistenza al vento laterale e al sisma; installati in baie specifiche.

Tiranti longitudinali: forniscono una legatura longitudinale continua; distribuiti in tutta la struttura. I controventi della grondaia e le aste di abbassamento sono componenti minori associati all'involucro dell'edificio e non partecipano al sistema primario di resistenza alla forza laterale.

1. Limita l'instabilità fuori dal piano delle travi in ​​acciaio, riducendo significativamente la lunghezza fuori piano effettiva per i calcoli; ottimizza le sezioni trasversali delle travi principali e risparmia acciaio.

V. Vantaggi anticorrosivi

Gli elementi angolari in acciaio hanno una forma regolare, il che rende conveniente la rimozione della ruggine, la verniciatura e la zincatura a caldo. Rispetto all'acciaio a canale a profilo aperto, sono presenti meno angoli inaccessibili, consentendo un trattamento anticorrosivo più approfondito.

VI. Posizionamento e distinzione del prodotto

1. Rinforzo orizzontale: resistenza laterale; Disposizione a X in campate specifiche; componente primaria di stabilità strutturale.

2. Tiranti: legatura longitudinale; disposizione continua; capace di resistere sia alla tensione che alla compressione.

3. Controventi di gronda / Tiranti di flessione: Armatura locale per arcarecci e travi minori; componenti strutturali dell'involucro.

Processo di fabbricazione standard

1. Accettazione delle materie prime

Materiale principale: acciaio tondo Q235B. Verificare i certificati di qualità dei materiali; ispezionare eventuali piegature, crepe e corrosione (raddrizzare se la piegatura supera le tolleranze); ispezionare le piastre accessorie in acciaio (piastre con alette) all'ingresso nel magazzino.

2. Taglio a misura

Tagliare l'acciaio tondo secondo le specifiche del disegno utilizzando una sega abrasiva o una sega CNC; levigare le estremità tagliate e rimuovere le sbavature. 

3. Elaborazione finale (due metodi comuni)

Opzione ① Filettatura (connessione bullonata in loco)

Avvolgere le filettature esterne su entrambe le estremità della barra tonda d'acciaio; la lunghezza della filettatura deve contenere il margine di montaggio del dado e della piastra di supporto; applicare una protezione temporanea alle filettature per evitare danni.

Opzione ② Piastra con capocorda saldata (connessione trave-colonna imbullonata)

Saldare piastre/alette di collegamento su entrambe le estremità della barra tonda in acciaio; utilizzare una maschera per l'allineamento e una puntatura per il posizionamento.

4. Processo di saldatura (tipo con piastra con capocorda)

Saldatura su tutta la circonferenza sotto protezione di gas CO₂; Saldature d'angolo di grado II; ispezione visiva; campionamento per il rilevamento di difetti su progetti critici.

5. Realizzazione di fori (componenti della piastra aletta)

Foratura CNC delle piastre di connessione (diametri dei fori abbinati per bulloni M16/M20).

6. Raddrizzatura e molatura

Raddrizzare gli elementi per correggere la flessione indotta dalla saldatura; eliminare gli schizzi di saldatura e le bave.

7. Trattamento anticorrosivo

Standard: rimozione ruggine St3 → primer + finitura; spessore del film secco 60–90 μm;

Aree umide dello stabilimento: Zincatura a caldo dell'intero assemblaggio.

8. Imballaggio

Confezione con dadi, rondelle piatte e rondelle elastiche abbinate; set di etichette e negozio.

Processo di fabbricazione standard per il sistema di rinforzo orizzontale in acciaio strutturale (acciaio angolare di tipo X)

1. Ispezione delle materie prime

1. Materiale principale: acciaio angolare a gamba uguale (Q235B/Q355B); verificare i certificati dei materiali; ispezionare eventuali piegature, torsioni o deformazioni (raddrizzare se i limiti vengono superati);

2. Ispezionare nuovamente l'aspetto delle piastre di collegamento in acciaio corrispondenti.

2. Sega/taglio CNC

Tagliare l'acciaio angolare alle lunghezze specificate secondo i disegni; macinare le bave dalle estremità tagliate; disposizione separata per elementi lunghi e corti dell'assieme di controventatura.

3. Taglio della piastra di connessione

Taglio CNC delle piastre di connessione terminali e delle piastre di copertura centrali della giunzione trasversale.

4. Assemblaggio e puntatura

Posizionare utilizzando una maschera; piastre di collegamento centrali e aderenti ad entrambe le estremità dell'acciaio angolare; saldatura a punti per fissare; premontare e posizionare la piastra giro nel punto di intersezione centrale.

5. Saldatura sotto protezione di gas

Saldatura completa a CO₂ delle giunzioni tra piastre di collegamento e acciaio angolare; saldature d'angolo standard di grado II; ispezione visiva; campionamento limitato per il rilevamento di difetti su progetti critici. 

6. Foratura CNC di fori per bulloni

Foratura standardizzata delle piastre di collegamento (tipicamente M16 o M20) per garantire precisione nella spaziatura dei fori e nelle distanze dai bordi.

7. Correzione e rettifica

Correzione di deformazioni o deformazioni causate dalla saldatura; rimozione di scorie e spruzzi di saldatura.

8. Trattamento anticorrosione

·Standard: rimozione ruggine manuale St3 → primer + finitura (spessore film secco: 60–90 μm);

·Ambienti costieri/corrosivi: zincatura a caldo dell'intero componente.

9. Numerazione, imballaggio e immagazzinamento

Numeri dei componenti contrassegnati da campata e set di assemblaggio; rilasciato con un elenco delle parti corrispondente.

Parametri prestazionali fondamentali per controventi strutturali orizzontali in acciaio (sezioni angolari in acciaio, tonde in acciaio e circolari cave)

I. Specifiche geometriche

1. Rinforzo orizzontale angolare in acciaio (membri di tensione prevalentemente rigidi)

Angoli comuni a gamba uguale: L50×5, L63×5, L70×6, L80×6; spessore piastra di connessione terminale: 8–14 mm; fori per bulloni: M16, M20; lunghezza singolo membro: 3–9 m; rettilineità dell'elemento: ≤L/1000.

2. Rinforzo flessibile in acciaio rotondo

Diametro: Φ12–Φ22; estremità filettate (40–60 mm) o piastre con alette saldate (8–12 mm); utilizzato solo per il rinforzo della tensione nelle coperture leggere.

3. Rinforzo orizzontale per carichi pesanti a sezione cava circolare (CHS).

Dimensioni comuni: φ89×3, φ114×3,0, φ114×3,5; spessore della piastra terminale: 10–16 mm.

II. Proprietà meccaniche del materiale di base

III. Prestazioni strutturali

1. Controventatura angolare in acciaio/acciaio tondo: elementi di sola tensione (non possono resistere alla compressione; il cedimento per instabilità avviene sotto compressione); disposti secondo uno schema a X; sotto carico, il singolo elemento diagonale agisce in tensione.

2. Rinforzo a sezione cava circolare: resiste sia alla tensione che alla compressione; stabile in entrambe le direzioni; utilizzato in zone ad alto rischio sismico e in strutture industriali pesanti.

3. Funzione: trasferisce i carichi del vento sul timpano e le forze sismiche orizzontali; limita lo spostamento fuori piano delle travi in ​​acciaio; funziona con tiranti per formare un diaframma rigido del tetto. IV. Controllo della saldatura

Le saldature d'angolo delle connessioni terminali sono classificate come saldature di Grado II; sono sottoposti a ispezione visiva standard e, per i progetti chiave, a test a ultrasuoni (UT) localizzati anziché a un'ispezione al 100%.

V. Parametri di protezione dalla corrosione

1. Sistemi di controvento strutturale orizzontale standard: preparazione manuale della superficie St3; primer più finitura con uno spessore totale del film secco di 60–90 μm.

2. Ambienti corrosivi costieri: zincatura completa a caldo.

VI. Componenti di connessione

Standard: bulloni ordinari di grado 4.8. Strutture antisismiche o dotate di gru: Bulloni ad alta resistenza di grado 8.8, dotati di rondelle piane e rondelle elastiche.

VII. Breve distinzione tra tre tipi di rinforzo

1. Rinforzo tondo in barra d'acciaio: flessibile; solo tensione; per applicazioni ausiliarie leggere.

2. Rinforzo angolare in acciaio: rinforzo primario standard; solo tensione; configurazione standard per edifici industriali convenzionali.

3. Controventatura a sezione cava circolare (CHS): rigida (resiste sia alla tensione che alla compressione); specializzata per applicazioni gravose e sismo-resistenti.