1. Οι κατασκευές ζευκτών σωλήνων (γνωστές και ως κατασκευές δοκών από χάλυβα, δοκοί σωλήνων ή κατασκευές σωλήνων) χωρίζονται σε επίπεδα ή χωρικά συστήματα ζευκτών.
Η διαφορά από τα γενικά ζευκτά έγκειται στον τρόπο που συνδέουν τους κόμβους. Η δομή του πλέγματος υιοθετεί κοχλίες σφαίρας ή κοίλους σφαιρικούς κόμβους, ενώ η δομή δοκών σωλήνων υιοθετεί τεμνόμενους κόμβους απευθείας συγκολλημένους με χαλύβδινους σωλήνες (στρογγυλούς χαλύβδινους σωλήνες ή τετράγωνους χαλύβδινους σωλήνες) στους κόμβους.
Η δομή του δοκού σωλήνα έχει τα πλεονεκτήματα της απλής μορφής κόμβου, της απλής και κομψής εμφάνισης. Εν τω μεταξύ, λόγω της χρήσης τεμνόμενης συγκόλλησης, είναι επίσης ευεργετική για την πρόληψη της σκουριάς και τη συντήρηση καθαρισμού. Ωστόσο, η διασταυρούμενη συγκόλληση έχει ορισμένες απαιτήσεις για τον εξοπλισμό διεργασίας και επεξεργασίας, επομένως υπάρχουν επίσης ορισμένοι περιορισμοί στη δομή του δοκού σωλήνων:
1) Η κατεύθυνση της χορδής των τεμνόμενων κόμβων θα πρέπει να σχεδιάζεται ώστε να συνάδει με την εξωτερική διάμετρο του χαλύβδινου σωλήνα όσο το δυνατόν περισσότερο. Για μέλη με διαφορετικές εσωτερικές δυνάμεις, χρησιμοποιούνται συχνά η ίδια εξωτερική διάμετρος του χαλύβδινου σωλήνα και διαφορετικά πάχη τοιχώματος. Το πάχος του τοιχώματος δεν πρέπει να αλλάζει πολύ, διαφορετικά η ποσότητα ματίσματος μεταξύ των χαλύβδινων σωλήνων είναι πολύ μεγάλη. Επομένως, η αντοχή του υλικού δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί πλήρως, γεγονός που αυξάνει την ποσότητα του χάλυβα που χρησιμοποιείται. Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους οι κατασκευές δοκών σωλήνων χρησιμοποιούν συχνά περισσότερο χάλυβα από τις κατασκευές πλέγματος.
2) Η επεξεργασία και η διάταξη των τεμνόμενων κόμβων είναι πολύπλοκες και οι αυλακώσεις στις τεμνόμενες γραμμές είναι μεταβλητές, καθιστώντας δύσκολη τη χειροκίνητη κοπή, απαιτώντας έτσι υψηλές μηχανικές απαιτήσεις.
3) Οι δομές δοκών σωλήνων είναι όλοι συγκολλημένοι κόμβοι, οι οποίοι απαιτούν έλεγχο της συρρίκνωσης συγκόλλησης και υψηλές απαιτήσεις ποιότητας συγκόλλησης. Επιπλέον, συγκολλούνται όλα επί τόπου, με αποτέλεσμα μεγάλο φόρτο εργασίας συγκόλλησης.
Με την ανάπτυξη της πολυδιάστατης τεχνολογίας κοπής CNC, έχουν ξεπεραστεί ορισμένες δυσκολίες στην επεξεργασία δομών δοκών σωλήνων. Επί του παρόντος, ορισμένες εγχώριες επιχειρήσεις έχουν εγκαταστήσει αυτήν την τεχνολογία, καθιστώντας δυνατή τη χρήση δομών δοκών σωλήνων τομής στην πρακτική μηχανική.
Η δομή του δικτυωτού σωλήνα θα πρέπει να υιοθετεί μια χωρική μορφή ζευκτού τριγωνικής διατομής, η οποία αποτελείται από μια άνω χορδή, μια κάτω χορδή και ένα μέλος ιστού (Εικόνα 2). Το μέλος χορδής ονομάζεται επίσης κύριος σωλήνας και το μέλος ιστού ονομάζεται σωλήνας διακλάδωσης. Ο κύριος σωλήνας έχει παχιά και συνδεδεμένη διάμετρο, η οποία είναι βολική για τη διασταύρωση και τη συγκόλληση των σωλήνων διακλάδωσης. Οι διαστάσεις της διάταξης, του πλάτους και του ύψους του δοκού θα πρέπει να επιλέγονται εύλογα για να αποφεύγεται όσο το δυνατόν περισσότερο η σύγκρουση των γραμμών συγκόλλησης μεταξύ παρακείμενων σωλήνων διακλάδωσης. Η δομή αποθήκευσης άνθρακα μπορεί να εξοπλιστεί με πολλά τρισδιάστατα δικτυώματα σωλήνων, όπως φαίνεται στο σχήμα 2 (α), και οι μπιέλες και το κεκλιμένο στήριγμα θα τοποθετηθούν μεταξύ κάθε δοκού
Το μοντέλο που χρησιμοποιείται στον υπολογισμό και την ανάλυση των δομών δοκών σωλήνων σχετίζεται κυρίως με την ακαμψία των κόμβων. Υπάρχουν τρία μοντέλα ανάλυσης με βάση τη ροπή κάμψης στο άκρο της ράβδου και το μέγεθος της ακαμψίας του κόμβου:
① Υποθέτοντας ότι όλα τα μέλη είναι αρθρωτά.
② Υποθέτοντας ότι όλα τα μέλη είναι άκαμπτα και θεωρούνται ως στοιχεία δοκού.
③ Υποθέτοντας ότι ο κύριος σωλήνας είναι ένα άκαμπτα συνδεδεμένο στοιχείο δοκού, ο σωλήνας διακλάδωσης είναι αρθρωτός στον κύριο σωλήνα και ο σωλήνας διακλάδωσης φέρει μόνο αξονική δύναμη.
2. Κόμβοι δομής δοκών από χάλυβα
Για κατασκευές δοκών από χάλυβα, πρέπει να χρησιμοποιούνται ειδικοί κόμβοι ζευκτών σωλήνων. Ο κόμβος δοκών σωλήνα που αναφέρεται εδώ δεν απαιτεί πλάκες κόμβου, κοίλες σφαίρες ή συνδέσεις μπουλονιών. Αντίθετα, αναφέρεται σε χαλύβδινους σωλήνες (στρογγυλούς χαλύβδινους σωλήνες ή τετράγωνους χαλύβδινους σωλήνες) που τέμνονται απευθείας και συγκολλούνται στον τεμνόμενο κόμβο. Μόνο δύο κύριοι σωλήνες στον ίδιο άξονα συνδέονται και τα υπόλοιπα μέλη (δηλ. σωλήνες διακλάδωσης) υποβάλλονται σε επεξεργασία μέσω της τελικής τέμνουσας γραμμής και συγκολλούνται απευθείας στην εξωτερική επιφάνεια του διαμπερούς μέλους (π.χ. κύριος σωλήνας). Τα μη διεισδυτικά μέλη μπορεί να έχουν ορισμένα κενά (κόμβοι τύπου διάκενου) ή μερική επικάλυψη (κόμβοι τύπου lap) στη θέση του κόμβου.
Η μορφή των τεμνόμενων κόμβων σχετίζεται με τον αριθμό των συνδεδεμένων μελών. Όταν το μέλος ιστού και το μέλος της χορδής βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο, είναι ένας μόνο επίπεδος κόμβος. Όταν το μέλος web και το μέλος της χορδής δεν βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο, είναι ένας κόμβος πολλαπλών επιπέδων.
Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τη δομή ζευκτών όπου οι κύριοι και οι σωλήνες διακλάδωσης είναι και οι δύο κυκλικοί σωλήνες που τέμνονται
Η κοπή γραμμής διασταύρωσης θεωρούνταν κάποτε μια δύσκολη διαδικασία κατασκευής, καθώς ο αριθμός, η γωνία και το μέγεθος των τεμνόμενων χαλύβδινων σωλήνων διέφεραν, με αποτέλεσμα διαφορετικά σχήματα γραμμών τομής και δυσκολία στην επεξεργασία αυλακώσεων, καθιστώντας την ακόμη πιο δύσκολη στις χωρικές δοκούς. Αλλά με την ανάπτυξη της πολυδιάστατης τεχνολογίας κοπής CNC, αυτές οι δυσκολίες έχουν ξεπεραστεί. Προς το παρόν, ορισμένες εγχώριες επιχειρήσεις είναι εξοπλισμένες με αυτήν την τεχνολογία, επομένως η δομή δοκών σωλήνων έχει καλές προοπτικές εφαρμογής σε κατασκευές μεγάλου ανοίγματος.
