1. Cevne konstrukcije (znane tudi kot konstrukcije iz jeklenih cevi, cevne konstrukcije ali cevne strukture) so razdeljene na ravninske ali prostorske nosilne sisteme.
Razlika od splošnih ogrodij je v načinu povezovanja vozlišč. Mrežna struktura sprejme vozlišča z vijačno kroglo ali votlo kroglo, medtem ko struktura cevnega nosilca sprejme vozlišča, ki se sekajo, neposredno zvarjena z jeklenimi cevmi (okrogle jeklene cevi ali kvadratne jeklene cevi) na vozliščih.
Struktura cevnega nosilca ima prednosti preproste oblike vozlišča, preprostega in elegantnega videza. Medtem je zaradi uporabe križnega varjenja koristno tudi za preprečevanje rje in vzdrževanje čiščenja. Vendar ima prečno varjenje določene zahteve za procesno in obdelovalno opremo, zato obstajajo tudi nekatere omejitve za strukturo cevnega nosilca:
1) Smer tetive sekajočih se vozlišč mora biti zasnovana tako, da je čim bolj skladna z zunanjim premerom jeklene cevi. Za elemente z različnimi notranjimi silami se pogosto uporablja enak zunanji premer jeklene cevi in različne debeline stene. Debelina stene se ne sme preveč spreminjati, sicer je količina spoja med jeklenimi cevmi prevelika. Zato trdnosti materiala ni mogoče v celoti izkoristiti, kar poveča količino uporabljenega jekla. To je eden od razlogov, zakaj cevne konstrukcije pogosto uporabljajo več jekla kot mrežne strukture.
2) Obdelava in postavitev sekajočih se vozlišč sta zapletena, utori na sekajočih se linijah pa so spremenljivi, kar otežuje ročno rezanje, kar zahteva visoke mehanske zahteve.
3) Strukture cevnih nosilcev so vsa varjena vozlišča, ki zahtevajo nadzor krčenja pri varjenju in visoke zahteve glede kakovosti varjenja. Poleg tega so vsi varjeni na kraju samem, kar povzroča veliko varilno obremenitev.
Z razvojem večdimenzionalne CNC tehnologije rezanja so bile premagane nekatere težave pri obdelavi cevnih nosilnih konstrukcij. Trenutno so nekatera domača podjetja namestila to tehnologijo, kar omogoča uporabo cevnih nosilnih struktur s presečnimi točkami v praktičnem inženirstvu.
Struktura cevnega nosilca mora imeti trikotno prečno obliko prostorskega nosilca, ki je sestavljena iz zgornje tetive, spodnje tetive in spletnega elementa (slika 2). Tetiva se imenuje tudi glavna cev, mrežasti člen pa odcep. Glavna cev ima debel in povezan premer, kar je primerno za križišče in varjenje odcepnih cevi. Postavitev nosilca, dimenzije širine in višine morajo biti razumno izbrane, da se čim bolj izognemo trčenju varilnih vodov med sosednjimi odcepi. Struktura za skladiščenje premoga je lahko opremljena z več tridimenzionalnimi cevnimi nosilci, kot je prikazano na sliki 2 (a), med vsakim nosilcem pa se namestijo povezovalne palice in poševna podpora.
Model, uporabljen pri izračunu in analizi cevnih nosilnih konstrukcij, je povezan predvsem s togostjo vozlišč. Obstajajo trije modeli analize, ki temeljijo na upogibnem momentu na koncu palice in velikosti togosti vozla:
① Ob predpostavki, da so vsi členi na tečajih;
② Ob predpostavki, da so vsi členi togi in obravnavani kot nosilni elementi;
③ Ob predpostavki, da je glavna cev togo povezan nosilni element, je odcepna cev tečajno pritrjena na glavno cev, odcepna cev pa nosi samo aksialno silo.
2. Vozlišča konstrukcije jeklenih cevi
Za nosilne konstrukcije iz jeklenih cevi je treba uporabiti posebna vozlišča za nosilne cevi. Tukaj omenjeno vozlišče cevnega nosilca ne zahteva plošč vozlišča, votlih kroglic ali vijačnih povezav. Namesto tega se nanaša na jeklene cevi (okrogle jeklene cevi ali kvadratne jeklene cevi), ki se neposredno sekajo in varijo na križišču. Samo dve glavni cevi na isti osi sta povezani, preostali členi (tj. odcepne cevi) pa so obdelani skozi končno presečišče in neposredno privarjeni na zunanjo površino skoznjega elementa (tj. glavne cevi); Neprodirajoči členi imajo lahko določene vrzeli (vozlišča tipa vrzeli) ali delno prekrivanje (vozlišča tipa prekrivanja) na lokaciji vozlišča.
Oblika sekajočih se vozlišč je povezana s številom povezanih členov. Ko sta spletni člen in člen tetive v isti ravnini, je to eno ravninsko vozlišče. Ko spletni člen in člen tetive nista v isti ravnini, gre za večravninsko vozlišče.
Kot primer vzamemo konstrukcijo nosilca, kjer sta glavna in odcepna cev obe krožni cevi, ki se sekata
Rezanje presečnih linij je nekoč veljalo za težaven proizvodni postopek, saj so se število, kot in velikost sekajočih se jeklenih cevi razlikovali, kar je povzročilo različne oblike presečnih linij in težave pri obdelavi utorov, zaradi česar je še večji izziv pri prostorskih nosilnih konstrukcijah. Toda z razvojem večdimenzionalne tehnologije CNC rezanja so bile te težave premagane. Trenutno so nekatera domača podjetja opremljena s to tehnologijo, zato ima cevna konstrukcija dobre možnosti za uporabo v strukturah z velikim razponom.