1. Le strutture a traliccio tubolare (note anche come strutture a traliccio tubolare in acciaio, capriate tubolari o strutture tubolari) si dividono in sistemi a traliccio planari o spaziali.
La differenza rispetto alle capriate generiche sta nel modo in cui collegano i nodi. La struttura a griglia adotta nodi a sfera imbullonati o a sfera cava, mentre la struttura a capriata tubolare adotta nodi intersecanti saldati direttamente con tubi di acciaio (tubi di acciaio rotondi o tubi di acciaio quadrati) ai nodi.
La struttura a traliccio tubolare ha i vantaggi di una forma di nodo semplice, un aspetto semplice ed elegante. Nel frattempo, grazie all'uso della saldatura intersecante, è anche utile per la prevenzione della ruggine e la manutenzione della pulizia. Tuttavia, la saldatura intersecante ha determinati requisiti per le apparecchiature di processo e di lavorazione, quindi ci sono anche alcune limitazioni alla struttura a traliccio tubolare:
1) La direzione della corda dei nodi intersecanti dovrebbe essere progettata per essere coerente con il diametro esterno del tubo di acciaio il più possibile. Per i membri con diverse forze interne, spesso vengono utilizzati lo stesso diametro esterno del tubo di acciaio e diversi spessori di parete. Lo spessore della parete non dovrebbe cambiare troppo, altrimenti la quantità di giunzione tra tubi di acciaio è troppo grande. Pertanto, la resistenza del materiale non può essere pienamente utilizzata, il che aumenta la quantità di acciaio utilizzata. Questo è uno dei motivi per cui le strutture a traliccio di tubi spesso utilizzano più acciaio rispetto alle strutture a griglia.
2) La lavorazione e la disposizione dei nodi intersecanti sono complesse e le scanalature sulle linee intersecanti sono variabili, rendendo difficoltoso il taglio manuale e richiedendo quindi elevati requisiti meccanici.
3) Le strutture a traliccio di tubi sono tutte nodi saldati, il che richiede il controllo del restringimento della saldatura e requisiti di elevata qualità della saldatura. Inoltre, sono tutte saldate in loco, con conseguente grande carico di lavoro di saldatura.
Con lo sviluppo della tecnologia di taglio CNC multidimensionale, alcune difficoltà nella lavorazione delle strutture a traliccio di tubi sono state superate. Attualmente, alcune aziende nazionali hanno installato questa tecnologia, rendendo possibile l'uso di strutture a traliccio di tubi a punto di intersezione nell'ingegneria pratica.
La struttura a traliccio tubolare dovrebbe adottare una forma a traliccio spaziale a sezione trasversale triangolare, composta da una corda superiore, una corda inferiore e un elemento a traliccio (Figura 2). L'elemento a traliccio è anche chiamato tubo principale e l'elemento a traliccio è chiamato tubo di diramazione. Il tubo principale ha un diametro spesso e connesso, che è comodo per l'intersezione e la saldatura dei tubi di diramazione. La disposizione del traliccio, la larghezza e le dimensioni dell'altezza dovrebbero essere ragionevolmente selezionate per evitare il più possibile che le linee di saldatura entrino in collisione tra tubi di diramazione adiacenti. La struttura di stoccaggio del carbone può essere dotata di diverse tralicci tubolari tridimensionali come mostrato nella Figura 2 (a), e le bielle e il supporto inclinato devono essere impostati tra ogni traliccio
Il modello utilizzato nel calcolo e nell'analisi delle strutture a traliccio di tubi è principalmente correlato alla rigidezza dei nodi. Esistono tre modelli di analisi basati sul momento flettente all'estremità dell'asta e sulla dimensione della rigidezza del nodo:
① Supponendo che tutti i membri siano incernierati;
② Supponendo che tutti gli elementi siano rigidi e considerati come elementi trave;
③ Supponendo che il tubo principale sia un elemento a trave collegato rigidamente, il tubo secondario è incernierato al tubo principale e il tubo secondario sopporta solo la forza assiale.
2. Nodi della struttura reticolare in tubi d'acciaio
Per le strutture a traliccio in tubi d'acciaio, è necessario utilizzare nodi a traliccio speciali. Il nodo a traliccio in tubi menzionato qui non richiede piastre di nodo, sfere cave o connessioni a bullone. Invece, si riferisce a tubi d'acciaio (tubi d'acciaio rotondi o tubi d'acciaio quadrati) che si intersecano direttamente e saldati al nodo di intersezione. Sono collegati solo due tubi principali sullo stesso asse e i restanti elementi (ad esempio tubi di diramazione) vengono lavorati attraverso la linea di intersezione finale e saldati direttamente alla superficie esterna dell'elemento passante (ad esempio tubo principale); gli elementi non penetranti possono avere determinati spazi vuoti (nodi di tipo spazio vuoto) o sovrapposizione parziale (nodi di tipo sovrapposizione) nella posizione del nodo.
La forma dei nodi intersecanti è correlata al numero di elementi connessi. Quando l'elemento web e l'elemento corda sono sullo stesso piano, si tratta di un nodo a piano singolo. Quando l'elemento web e l'elemento corda non sono sullo stesso piano, si tratta di un nodo a più piani.
Prendendo come esempio la struttura a traliccio in cui i tubi principali e diramati sono entrambi tubi circolari che si intersecano
Il taglio delle linee di intersezione era un tempo considerato un processo di fabbricazione difficile, poiché il numero, l'angolo e le dimensioni dei tubi di acciaio intersecati variavano, dando origine a diverse forme di linee di intersezione e difficoltà nel trattamento delle scanalature, rendendolo ancora più impegnativo nelle strutture a traliccio spaziali. Ma con lo sviluppo della tecnologia di taglio CNC multidimensionale, queste difficoltà sono state superate. Attualmente, alcune aziende nazionali sono dotate di questa tecnologia, quindi la struttura a traliccio di tubi ha buone prospettive di applicazione in strutture di grandi dimensioni.
