1.1 Definizione del prodotto

Cuscinetti in gomma a grigliasono componenti di supporto dei nodi sviluppati sulla base delle proprietà dei materiali elastici polimerici e dei requisiti meccanici delle strutture in acciaio. Sono formati unendo fogli di gomma multi-strato e piastre di acciaio irrigidite mediante vulcanizzazione a pressione. Progettati specificatamente per risolvere le contraddizioni fondamentali nella trasmissione del carico, nell'adattamento alla deformazione e nell'attenuazione delle vibrazioni delle strutture della griglia, sono componenti chiave-portanti per il funzionamento sicuro di edifici a griglia-di grandi dimensioni.

Cuscinetti in gomma a grigliapossiedono notevole rigidità verticale e capacità di carico verticale-che consentono loro di sostenere i carichi imposti dai componenti superiori. Sotto carico, raggiungono l'assorbimento degli urtidissipazione di energiacausato dalla deformazione locale della piastra di supporto. I cuscinetti sono fissati ai componenti superiori e inferiori tramite bulloni attraverso fori fissi pre-riservati. Le piastre di supporto in gomma a griglia hanno una certa funzione di rotazione verticale, senza spostamento orizzontale, servendo principalmente allo scopo di assorbire gli urti verticali. A causa delle limitazioni dei bulloni, il taglio orizzontale della piastra di supporto non viene considerato. Le piastre di supporto in gomma della griglia sono adatte per strutture a griglia con una capacità di carico verticale-non superiore a 4000 kN. Sono caratterizzati da struttura semplice, facilità di installazione, sostituzione e manutenzione e basso costo.

1.2 Classificazione dei prodotti

★ A seconda delle caratteristiche funzionali e dei requisiti strutturali, i prodotti si dividono principalmente in tre categorie:

Cuscinetti in gomma normali:Adatto per nodi senza requisiti anti-trazione, con funzioni di carico verticale-di rotazione verticale e di resistenza di base al taglio orizzontale, sopportando direttamente carichi regolari e deformazioni delle strutture reticolari.

Cuscinetti assiali in gomma-che assorbono gli urti:Ottimizzato per carichi dinamici, con potenziamentoenergia-dissipanteEshock-assorbenteeffetti attraverso le caratteristiche di smorzamento della gomma, adatto per scenari nodali con carichi verticali non superiori a 4000kN.

Cuscinetti in gomma di tensione-compressione:Con uno speciale design strutturale, possono sopportare sia carichi di trazione verticale che di compressione, adatti per nodi di griglia con forze di reazione negative. La loro capacità di carico orizzontale-e la forza di trazione verticale sono significativamente più elevate di quelle dei cuscinetti normali.

★ Classificazione supplementare in base alle caratteristiche di spostamento:

Tipo fisso (GD):Limita lo spostamento orizzontale, soddisfacendo solo il requisito della rotazione verticale, adatto per nodi fissi di sostegno delle griglie.

Tipo unidirezionale (DX):Consente lo spostamento orizzontale in un'unica direzione, adatto per strutture principalmente soggette a espansione e contrazione della temperatura unidirezionale.

Tipo bidirezionale (SX):Supporta lo spostamento orizzontale in due direzioni, soddisfacendo i requisiti di deformazione multi-direzionale delle griglie di-grandi campate.

2.1 Struttura principale

Il prodotto adotta a"piastra di gomma-acciaio"struttura sandwich composita, con i componenti chiave e le loro funzioni come segue:

Strato portante elastico-carico: realizzato in gomma naturale (NR), gomma cloroprene (CR) o gomma monomerica di etilene-propilene-diene (EPDM), che fornisce supporto elastico verticale e capacità di deformazione orizzontale e garantisce assorbimento degli urti e dissipazione di energia attraverso lo smorzamento del materiale.

Strato di irrigidimento:Incorporato con lamiere sottili di acciaio laminate a freddo-Q235 o Q345, trattate con rimozione della ruggine e zincatura. Limita efficacemente l'espansione laterale della gomma, migliora la rigidità verticale e il limite di carico-del cuscinetto e garantisce una trasmissione uniforme del carico.

Strato ausiliario funzionale:Cuscinetti tipo piastra scorrevole in PTFE-sono dotati dipolitetrafluoroetilene (PTFE)piastre scorrevoli e superfici a specchio in acciaio inossidabile per ridurre il coefficiente di attrito orizzontale (inferiore o uguale a 0,03) e soddisfare i requisiti di grande spostamento; I cuscinetti convenzionali sono riservati con quattro serie di fori per bulloni fissi per realizzare un collegamento affidabile con le strutture superiori e inferiori.

2.2 Principio di funzionamento

Trasmissione del carico:Attraverso la rigidità verticale della struttura composita multi-strato, le forze verticali come il peso proprio della griglia-, il carico dinamico del tetto e il carico della neve vengono trasmessi uniformemente alla struttura di supporto inferiore. La sinergia tra piastre in acciaio e gomma evita la concentrazione locale delle tensioni.

Adattamento alla deformazione:Le caratteristiche di deformazione al taglio della gomma vengono utilizzate per assorbire lo spostamento orizzontale causato dalle variazioni di temperatura e dal ritiro del calcestruzzo. La rotazione verticale del cuscinetto (maggiore o uguale a 0,01rad) si ottiene attraverso una compressione non uniforme dello strato di gomma, risolvendo ulteriori stress strutturali.

Assorbimento degli urti e dissipazione di energia:Sotto carichi dinamici come terremoti e vibrazioni del vento, i materiali in gomma assorbono energia attraverso la deformazione isteretica e la deformazione locale della piastra di supporto dissipa ulteriormente l'energia di vibrazione, riducendo la risposta alle vibrazioni della struttura superiore.

La rotazione è realizzata dalla rotazione relativa del nucleo sferico con la piastra superiore del sedile e la base;lo spostamento è realizzato mediante lo scorrimento della base nella scatola; la resistenza alla tensione verticale è realizzata dalla piastra superiore del sedile, dalla base e dal cassonetto; la forza orizzontale è realizzata dalla scatola, dalla base e dalla piastra superiore del sedile.Cuscinetti della grigliasono realizzati in acciaio al carbonio o acciaio di alta-qualità (materiale: ZG270-480H/Q345B) mediante realizzazione di stampi, fusione in sabbia, fusione, trattamento termico, lavorazione meccanica e trattamento superficiale.Cuscinetti della grigliaadattarsi allo spostamento e alla rotazione delle strutture in acciaio della griglia attraverso il rotolamento, l'oscillazione e lo scorrimento dei componenti in acciaio e hanno la funzione di superare la forza orizzontale sismica e la forza di sollevamento sismica. Sono adatti per progetti a griglia, ponti con strutture in acciaio, ponti di grandi-campate e strutture sul tetto, progetti di corridoi, stadi, aeroporti e stazioni ferroviarie ad alta-velocità, stazioni ferroviarie, piscine, centri espositivi,-grattacieli, musei della scienza e della tecnologia, padiglioni espositivi culturali, stazioni di pedaggio e altri-progetti di strutture a griglia in acciaio su larga scala.

3.1 Flusso del processo produttivo

1. Ispezione delle materie prime:Le materie prime in gomma devono essere conformi allo standard GB/T 5574, con test sulla durezza Shore (55-75HA), resistenza alla trazione (maggiore o uguale a 15MPa) e altri indicatori; le piastre di acciaio saranno sottoposte a test sui materiali e test sul grado di rimozione della ruggine (grado Sa2.5) per garantire la conformità ai requisiti dei materiali Q235/Q345.
2. Miscelazione della gomma:Gomma grezza, nerofumo, agente vulcanizzante e altri materiali ausiliari vengono inseriti in un miscelatore interno secondo la formula e miscelati a 120-150 gradi per 15-20 minuti per garantire una dispersione uniforme dei componenti. La gomma mista viene parcheggiata per 4-8 ore per la maturazione.
3. Pretrattamento della lamiera d'acciaio:Le piastre in acciaio-rimosse dalla ruggine sono zincate o rivestite per aumentare l'adesione con la gomma; vengono tagliati secondo la misura progettata e i bordi sono smussati per eliminare le bave.
4. Laminazione e stampaggio:Fogli di gomma e piastre di acciaio vengono impilati alternativamente, con lo spessore dello strato di gomma controllato a 3-8 mm e lo spessore della piastra di acciaio a 2-4 mm. Uno strumento di posizionamento viene utilizzato per garantire l'allineamento centrale per formare un pezzo grezzo.
5. Vulcanizzazione a pressione:Il pezzo grezzo viene inserito in uno stampo di vulcanizzazione e vulcanizzato a 150-160 gradi e 15-20 MPa per 20-40 minuti. Parametri specifici vengono regolati in base alle dimensioni del cuscinetto e al tipo di gomma per garantire una vulcanizzazione completa.
6. Rifilatura e ispezione:Dopo la vulcanizzazione, bave e bave vengono rimosse e vengono condotti l'ispezione dell'aspetto (assenza di bolle, crepe), la misurazione delle dimensioni e i test di durezza; viene eseguito un campionamento casuale per test delle prestazioni meccaniche quali capacità di carico-e spostamento.

3.2 Sistema di controllo qualità

1. Il sistema di gestione della qualità ISO9001 viene seguito durante tutto il processo, con punti di controllo della qualità stabiliti per i processi chiave.
2. Viene implementato un "doppio sistema di ispezione" per le materie prime in entrata: verifica dei certificati del produttore e rapporti di ispezione di terze parti-.
3. I prodotti finiti vengono campionati per lotto e i test sulla capacità di carico verticale-(nessun danno con un sovraccarico di 1,5 volte) e sulla deformazione di taglio orizzontale (maggiore o uguale al 300% di deformazione di taglio) vengono condotti in conformità con lo standard GB 20688.4.

1. Portante-carico- ad alta resistenza:La capacità di carico verticale-varia da 50 a 4000 kN. Abbinando ragionevolmente la durezza della gomma e il numero di strati della piastra in acciaio, si garantisce che la deformazione verticale sotto il carico progettato sia inferiore o uguale a 1,5 mm, soddisfacendo i requisiti di-portanza delle griglie di-ampia campata.
2. Adattamento alla deformazione multi-dimensionale:Lo spostamento orizzontale può raggiungere ±50-±150mm (bidirezionale/unidirezionale opzionale), con un angolo di rotazione consentito maggiore o uguale a 0,01rad, adattandosi completamente alla deformazione della griglia causata dai cambiamenti di temperatura (-45-60 gradi) e dall'assestamento delle fondazioni.
3. Eccellenti prestazioni di assorbimento degli urti:Il rapporto di smorzamento dei materiali in gomma è maggiore o uguale a 0,05, il che può ridurre la risposta alle vibrazioni strutturali del 30%-50% in caso di azione sismica, migliorando la sicurezza sismica della griglia.
4. Resistenza agli agenti atmosferici e resistenza alla corrosione:I materiali in gomma appropriati vengono selezionati in base all'ambiente. La gomma cloroprene (-25-60 gradi) è adatta per aree a temperatura normale, la gomma naturale (-40-60 gradi) è adatta per aree fredde e la durata anti-invecchiamento della gomma EPDM è maggiore o uguale a 50 anni.
5. Installazione e manutenzione convenienti:Con un'altezza strutturale ridotta (50-150 mm), è fissato direttamente tramite bulloni e l'intervallo consentito di deviazione di installazione è inferiore o uguale al 2‰; la manutenzione giornaliera prevede solo la regolare pulizia dai detriti e il controllo dell'invecchiamento della gomma, con bassi costi di manutenzione.

5.1 Tabella delle specifiche del tipo-piastra ordinariaCuscinetti in gomma a griglia

5.2 Tabella delle specifiche diCuscinetti in gomma a griglia circolare

5.3 Tabella delle specifiche diCuscinetti in gomma a griglia scorrevole in PTFE

6.1 Scenari applicativi

1. Stadi:Supporti superiori delle colonne per sistemi di tetti a griglia, che si adattano alla deformazione spaziale di ampie-campate e alle vibrazioni derivanti dalle attività della folla.
2. Hub di trasporto:Nodi della struttura a griglia nei terminal aeroportuali e nelle sale d'attesa delle stazioni ferroviarie, resistenti alle variazioni di temperatura e ai carichi del vento.
3. Edifici pubblici:Edifici di grandi-spazi come centri espositivi, teatri e centri culturali e artistici, che soddisfano i requisiti di assorbimento degli urti e portata-.
4. Impianti industriali e di stoccaggio:Cuscinetti a griglia in grandi officine e centri di stoccaggio logistico, che si adattano ai carichi pesanti del tetto e alla deformazione degli assestamenti.

6.2 Problemi da notare nella selezione dei cuscinetti della griglia

(1) I cuscinetti a pressione piatti possono essere utilizzati per griglie-di piccole dimensioni. Lo spostamento angolare di questo tipo di cuscinetto è limitato e durante la progettazione è possibile aprire fori per bulloni ellittici sulla piastra di base del cuscinetto. Quando la griglia supera la forza di attrito del cuscinetto, può verificarsi uno spostamento orizzontale. Quando è necessario aumentare la capacità di scorrimento, è possibile aggiungere un cuscinetto in gomma o una piastra in PTFE tra il cuscinetto e la piastra di transizione in acciaio.

(2) I cuscinetti a pressione ad arco su un lato- possono essere utilizzati per griglie a campata piccola e media-. Il cuscinetto può ruotare lungo la superficie dell'arco, il che migliora l'impatto della deflessione della griglia e dello stress termico sulle prestazioni meccaniche del cuscinetto.

(3) I cuscinetti a pressione ad arco a doppio lato- sono adatti per griglie a-ampia campata, mentre i cuscinetti a pressione con cerniera sferica sono adatti per griglie a-ampia campata multi-supporto. A causa della loro struttura complessa e del prezzo elevato, vengono utilizzati in alcuni edifici civili di-grandi-campate.

(4) I cuscinetti in gomma a griglia sono adatti per griglie a campata media e ampia-, griglie ad arco e strutture a guscio reticolate. Questo tipo di cuscinetto non solo può consentire al cuscinetto della griglia di ottenere una capacità di carico-sufficiente senza eccessiva deformazione da compressione ma anche, grazie alla buona elasticità e alla grande capacità di deformazione al taglio della piastra di supporto in gomma, può adattarsi ai requisiti di rotazione del nodo del cuscinetto, nonché allo spostamento orizzontale causato da variazioni di temperatura e azione sismica, e può migliorare lo stato di sollecitazione della struttura di supporto inferiore. I cuscinetti in gomma a griglia sono stati applicati con successo in molti progetti di strutture a griglia di medie e grandi-campate in Cina e hanno ottenuto buoni risultati tecnici ed economici.

Norma del prodotto:GB 20688.4-2007 "Cuscinetti in gomma - Parte 4: Cuscinetti in gomma ordinari"

Codice di progettazione:GB 50011-2010 "Codice per la progettazione sismica degli edifici" (Edizione 2016)

Codice struttura in acciaio:GB 50017-2017 "Norma per la progettazione di strutture in acciaio"

Codice cuscinetto:JG/T 409-2017 "Cuscinetti della griglia della struttura in acciaio"

Norma materiale:GB/T 5574-2019 "Fogli di gomma per uso industriale"

Norma di prova:GB/T 17955-2015 "Cuscinetti sferici per ponti"

VIII. Installazione e manutenzione

8.1 Processo di installazione

1. Preparazione preliminare:Verificare la coerenza tra il modello del cuscinetto ed i disegni di progetto, accertarsi che non vi sia invecchiamento della gomma e ruggine sulle piastre di acciaio; pulire la superficie di appoggio per assicurarsi che sia piana e pulita.
2. Costruzione del cuscino:Versare una malta secca di alta qualità, non restringente, spessa 20-50 mm tra la superficie inferiore del cuscinetto e la pietra del cuscinetto per garantire un cuscinetto di pressione uniforme.
3. Posizionamento e regolazione:La deviazione tra il centro del cuscinetto e la posizione progettata deve essere inferiore o uguale al 2‰ e la deviazione del parallelismo tra il piano di installazione e il piano di scorrimento deve essere inferiore o uguale al 2‰; regolare il livellamento con cunei in acciaio per garantire una forza uniforme.
4. Fissaggio e bloccaggio:Fissare con le strutture superiore e inferiore tramite i fori dei bulloni. I cuscinetti bidirezionali/unidirezionali dovranno essere posizionati in base alla direzione dello spostamento e temporaneamente bloccati dopo il posizionamento fino al completamento dell'installazione della griglia.

8.2 Manutenzione

Ispezione giornaliera:Pulire i detriti attorno al cuscinetto ogni tre mesi e controllare il serraggio dei bulloni e l'aspetto della gomma (assenza di crepe o rigonfiamenti).

Test regolari:Testare lo spostamento (deve rientrare nell'intervallo progettato), lo stato di rotazione e il grado di invecchiamento della gomma (cambiamento di durezza inferiore o uguale a 10HA) ogni 2 anni.

Misure di manutenzione:Riverniciare tempestivamente le superfici in acciaio arrugginito, pulire regolarmente la superficie in acciaio inossidabile dei cuscinetti scorrevoli e serrare tempestivamente i bulloni allentati; sostituire immediatamente la gomma invecchiata o che presenta eccessive deformazioni.

Durante la conservazione,evitare la luce solare diretta, la pioggia e l'inquinamento da idrocarburi. La temperatura dell'ambiente di conservazione sarà compresa tra -10 e 30 gradi e l'umidità relativa sarà inferiore o uguale al 75%.

Durante il trasporto,evitare estrusione e collisione. I cuscini a prova di umidità-devono essere utilizzati per un imballaggio separato per evitare danni alla gomma.

Durante l'installazione, non utilizzare strumenti affilati per fare leva sul cuscinetto per evitare la separazione dello strato di gomma e della piastra di acciaio; non smontare i componenti del cuscinetto a piacimento.

L'inclinazione della piastra di base del nodo non deve essere superiore all'1% e la deviazione tra la capacità di carico effettiva-del cuscinetto

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