การออกแบบ การเลือกวัสดุ และการตัดชิ้นส่วนแบบฝัง

หลักการออกแบบ: รากฐานโครงสร้างของการฝังที่เชื่อถือได้

การออกแบบชิ้นส่วนเหล็กฝังอยู่ภายใต้หลักการทางวิศวกรรมโครงสร้างที่กำหนดขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่ามีการถ่ายโอนน้ำหนักที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพระหว่างโครงสร้างเหล็กและฐานรากคอนกรีต แผ่นฝังตัว (EP) มักใช้เพื่อเชื่อมต่อชิ้นส่วนเหล็กโครงสร้างกับส่วนประกอบอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก เช่น ผนังและเสา แผ่นเหล็กหล่อแบบฝังที่มีหมุดเหล็กแบบมีหัวเป็นระบบเชื่อมต่อประเภทหนึ่ง มีบทบาทสำคัญในกลไกการถ่ายเทน้ำหนักในแนวตั้งและด้านข้าง และในการกระจายพลังงานของการตอบสนองต่อแผ่นดินไหวโดยให้ความเหนียวเพียงพอและควบคุมการแตกร้าวในองค์ประกอบคอนกรีต

ตามมาตรฐานการออกแบบโครงสร้างคอนกรีตของจีน GB50010-2010 การออกแบบชิ้นส่วนฝังตัวรับน้ำหนักต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านมิติและรายละเอียดเฉพาะ แผ่นพุกควรทำจากเหล็กเกรด Q235 หรือ Q345 โดยมีความหนาที่กำหนดโดยการคำนวณน้ำหนัก และไม่น้อยกว่า 60% ของเส้นผ่านศูนย์กลางแท่งพุก สำหรับชิ้นส่วนที่ฝังแรงดึงและการดัดงอ ความหนาของแผ่นเพลทควรเกิน b/8 โดยที่ b คือระยะห่างระหว่างแท่งพุก แท่งยึดต้องใช้เหล็กเสริมเกรด HRB400 หรือ HPB300 และห้ามใช้เหล็กเส้นงานเย็นโดยเด็ดขาด ระยะห่างจากศูนย์กลางแท่งพุกถึงขอบแผ่นไม่ควรน้อยกว่า 2 มิติและ 20 มม. และแท่งพุกควรอยู่ในตำแหน่งภายในชั้นนอกของเหล็กเสริมหลัก เส้นผ่านศูนย์กลางของพุกตรงควรอยู่ระหว่าง 8 มม. ถึง 25 มม. โดยมีอย่างน้อย 4 แท่งต่อการฝัง (ยกเว้นการใช้งานแบบเฉือนอย่างเดียวที่ยอมรับได้ 2 แท่ง) สำหรับการฝังแรงดึงและการดัดงอ ระยะห่างระหว่างแท่งพุกไม่ควรน้อยกว่า 3 มิติ และ 45 มม. ข้อกำหนดการออกแบบที่เป็นมาตรฐานเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความสอดคล้องและความน่าเชื่อถือในโครงการต่างๆ แม้ว่าเนื่องจากขาดการออกแบบแผ่นฝังมาตรฐานทั่วทั้งอุตสาหกรรมที่พร้อมใช้งาน แผ่นฝังตัวมักจะได้รับการออกแบบเป็นพิเศษสำหรับแต่ละโครงการ

การเลือกใช้วัสดุ: จับคู่เกรดกับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ

การเลือกใช้วัสดุสำหรับชิ้นส่วนแบบฝังมีผลโดยตรงต่อความสามารถในการรับน้ำหนัก ความสามารถในการเชื่อม และความทนทานในการให้บริการ วัสดุที่ระบุโดยทั่วไปมากที่สุดคือ เหล็กโครงสร้างคาร์บอน Q235B (เทียบเท่ากับ S235JR) ซึ่งมีความแข็งแรงให้ผลผลิตขั้นต่ำ 235 MPa และเหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไปในงานเบาและงานปานกลาง สำหรับโครงการที่มีความแข็งแรงสูงและรับน้ำหนักได้สูง แนะนำให้ใช้เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ Q355B (เทียบเท่ากับ S355JR) ซึ่งให้ความแข็งแกร่งด้านผลผลิตที่ 355 MPa ซึ่งสูงกว่า Q235B ประมาณ 51% Q355B ยังมีความเหนียวที่ดีกว่า Q235B และสามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิต่ำ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสะพาน แผ่นฝังผนังม่าน และส่วนประกอบโครงสร้างที่สำคัญอื่นๆ

สำหรับการใช้งานที่ทนต่อการกัดกร่อน มีให้เลือกเกรดสแตนเลส เช่น 304 และ 316 โดยทั่วไปความหนาของวัสดุจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 3 มม. ถึง 50 มม. โดยมีความหนามาตรฐาน ได้แก่ 6 มม. 8 มม. 10 มม. 12 มม. 15 มม. และ 20 มม. สตั๊ดพุกและเหล็กเส้นมักระบุเป็นสตั๊ดเกลียว 4.8 หรือเหล็กเส้น HRB400 โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนดเอง (M10-M30+) ตัวเลือกการรักษาพื้นผิวประกอบด้วยการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน (HDG) ต่อ GB/T 13912 / ISO 1461 โดยมีความหนาเคลือบสังกะสีขั้นต่ำ 85μm (600 g/m²) ซึ่งสามารถเพิ่มเป็น 100μm หรือ 120μm สำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (C4, C5) รวมถึงการชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้าหรือเหล็กเปลือยสำหรับการพ่นสีนอกสถานที่ ควรจัดเตรียมใบรับรองการทดสอบของโรงงานสำหรับวัสดุทั้งหมดเพื่อให้มั่นใจว่าสามารถตรวจสอบย้อนกลับได้ครบถ้วนและปฏิบัติตามข้อกำหนดเฉพาะ

เทคโนโลยีการตัด: จากเลเซอร์ที่มีความแม่นยำไปจนถึงพลาสมาสำหรับงานหนัก

การตัดชิ้นส่วนที่ฝังอยู่เป็นการดำเนินการที่สำคัญซึ่งจะกำหนดความแม่นยำของขนาด คุณภาพของขอบ และความสามารถในการเชื่อมที่ตามมา โรงงานผลิตที่ทันสมัยใช้เทคโนโลยีการตัดที่หลากหลายซึ่งปรับให้เหมาะกับความหนาของวัสดุและข้อกำหนดด้านความแม่นยำ การตัดด้วยเลเซอร์ ให้ความแม่นยำสูงสุด โดยมีความคลาดเคลื่อนถึง ±0.1 มม. และความกว้างของร่องที่ 0.2–0.5 มม. การตัดด้วยเลเซอร์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับแผ่นเพลทบางถึงขนาดกลาง (3–25 มม.) และรูปทรงที่ซับซ้อน เช่น แผ่นเพลทฝังที่ไม่ปกติ ฉากยึดผนังม่าน และส่วนประกอบการเชื่อมต่อที่มีความแม่นยำ กระบวนการนี้ทำให้ขอบเรียบ ไร้เสี้ยน พร้อมความหยาบผิว Ra≤3.2μm ซึ่งช่วยลดขั้นตอนการเจียรและการเก็บผิวละเอียดในภายหลังได้อย่างมาก

สำหรับแผ่นที่หนาขึ้นและการใช้งานโครงสร้างที่หนักกว่า การตัดพลาสมา CNC ให้วิธีการที่แม่นยำและคุ้มค่าสำหรับการแปรรูปโลหะผสมสูง อลูมิเนียม และแผ่นเหล็กเหนียวที่มีความหนาสูงสุด 80 มม. โดยมีพิกัดความเผื่อ ±2 มม. การตัดด้วยพลาสม่าเหมาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบโครงสร้าง ขายึด แผ่นฐาน เป้าเสื้อกางเกง และชิ้นส่วนเหล็กที่มีน้ำหนักมากกว่า ระบบพลาสมา CNC ขั้นสูงรักษาค่าความคลาดเคลื่อนในการตัดที่แน่นหนาแม้บนแผ่นหนา 50 มม. ทำให้มั่นใจได้ว่าชิ้นส่วนทั้งหมดจะเข้ากันได้อย่างลงตัวระหว่างการแข็งตัว สำหรับแผ่นหนาพิเศษ การตัดด้วยเชื้อเพลิงออกซี (เปลวไฟ) ยังคงเป็นโซลูชันที่คุ้มค่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเหล็กกล้า Q235, Q355 และ 45#

ก่อนตัด การเตรียมวัสดุเป็นสิ่งสำคัญ สำหรับแผ่นเหล็ก Q355B การปรับระดับลูกกลิ้งและการวัดความหนาแบบออนไลน์ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าความคลาดเคลื่อนของวัสดุที่เข้ามาจะถูกควบคุมภายใน ±0.08 มม. ซึ่งเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นเพื่อให้ได้ผลลัพธ์การตัดที่มั่นคง การควบคุมมิติระดับนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการตัดในภายหลังบรรลุความแม่นยำที่ต้องการ และเพลตแบบฝังนั้นตรงตามข้อกำหนดการออกแบบที่เจาะลึก BIM โดยมีข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งภายใน ±2 มม. ด้วยการเลือกวิธีการตัดที่เหมาะสมอย่างระมัดระวังโดยพิจารณาจากความหนาของวัสดุ ความแม่นยำที่ต้องการ และปริมาณการผลิต ผู้ผลิตสามารถส่งมอบชิ้นส่วนแบบฝังที่ตรงตามมาตรฐานคุณภาพที่เข้มงวด ในขณะเดียวกันก็ปรับต้นทุนและประสิทธิภาพให้เหมาะสม