一種超大型h型截面組合鋼柱的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種超大型H型截面組合鋼柱，包括兩塊工字鋼和連接腹板；所述兩塊工字鋼分別安裝在所述連接腹板兩側(cè)，安裝后的截面呈H型；所述連接腹板的上端面與兩側(cè)工字鋼形成凹形結(jié)構(gòu)，沿凹形結(jié)構(gòu)設(shè)有加勁板、在加勁板上設(shè)有加強(qiáng)桿。本實(shí)用新型所述的鋼柱，在保證了柱承重力的同時(shí)，最大限度的簡(jiǎn)化了柱的結(jié)構(gòu)，節(jié)約了原材料，節(jié)省成本，制作過(guò)程簡(jiǎn)單且能保證安裝精度，增加了有效的建筑使用面積，同時(shí)減少結(jié)構(gòu)自重，減小結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。
【專利說(shuō)明】一種超大型H型截面組合鋼柱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼結(jié)構(gòu)，具體涉及一種超大型H型截面組合鋼柱。

【背景技術(shù)】
[0002]武漢綠地中心位于武昌濱江商務(wù)區(qū)核心區(qū)域，與漢口百年外灘隔江相望，地理位置十分優(yōu)越，是武漢新一輪城市發(fā)展的重點(diǎn)區(qū)域。武漢綠地中心由一幢主塔樓、一幢辦公輔樓、一幢公寓樓及裙樓組成，其中主塔樓地下室6層，地上125層，地上建筑面積32.3萬(wàn)平方米，總建筑高度為606米。是一座集辦公、會(huì)展、酒店、觀光娛樂(lè)、商業(yè)等為一體的綜合大樓，建成后將成為武漢超高層地標(biāo)性建筑。
[0003]塔樓框架采用適合商用超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系:巨型框架一核心筒一伸臂桁架結(jié)構(gòu)體系。該體系由三個(gè)部分組成:內(nèi)置鋼骨柱和鋼板的鋼筋混凝土核心筒、外框型鋼混凝土柱和樓層鋼梁形成巨型框架，相應(yīng)樓層部位設(shè)置環(huán)帶桁架、伸臂桁架加強(qiáng)外框與內(nèi)筒的連接。地下鋼結(jié)構(gòu)主要由12根鋼骨巨柱、樓層鋼梁、核心筒鋼骨柱鋼板剪力墻三大部分組成，
[0004]鋼骨巨柱包括組合H型截面和十字型截面；組合H型截面巨柱分段長(zhǎng)度較長(zhǎng)，分段外形尺寸較大，且重量較重，屬超長(zhǎng)、超寬構(gòu)件，對(duì)運(yùn)輸影響較大。鋼骨巨柱分段結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，與其連接的僅只有樓層鋼梁牛腿，故其內(nèi)部?jī)H局部有加勁肋。由于巨柱分段外形尺寸大，腹板高度高，結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生變形，因此需考慮結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)，防止倒運(yùn)、吊裝過(guò)程中產(chǎn)生塑性變形。巨柱分段對(duì)外形尺寸精度要求較高，工廠加工制作時(shí)應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了解決施工過(guò)程中運(yùn)輸不便、現(xiàn)場(chǎng)加工難度大，施工面要求高的問(wèn)題，更便于質(zhì)量控制、節(jié)約安裝成本，本發(fā)明提供一種超大型H型截面組合鋼柱及其制作方法。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的超大型H型截面組合鋼柱，包括兩塊工字鋼和連接腹板；所述兩塊工字鋼分別安裝在所述連接腹板兩側(cè)，安裝后的截面呈H型；所述連接腹板的上端面與兩側(cè)工字鋼形成凹形結(jié)構(gòu)，沿凹形結(jié)構(gòu)設(shè)有加勁板、在加勁板上設(shè)有加強(qiáng)桿。
[0007]所述工字鋼側(cè)面安裝有牛腿和栓釘。
[0008]所述超大型H型截面組合鋼柱尺寸為4050x2350x70x80mm，采用Q345GJC-Z25鋼板制成。
[0009]所述兩塊工字鋼呈不平行設(shè)置，相互之間的角度為1.5±0.2度。
[0010]所述超大型H型截面組合鋼柱的制作方法，包括如下步驟:
[0011](I)采用2000噸油壓機(jī)對(duì)工字鋼和連接腹板進(jìn)行矯平，采用數(shù)控直條切割機(jī)或數(shù)控等離子切割機(jī)對(duì)牛腿、栓釘進(jìn)行切割，切割時(shí)預(yù)留焊接收縮量和加工余量，切割后進(jìn)行填補(bǔ)、打磨、除潰和毛刺；
[0012](2)在車間平臺(tái)上畫(huà)出相關(guān)的巨柱中心線、牛腿中心線、角度線、牛腿端面企口位置線，設(shè)置臥式胎架，臥式胎架分三行設(shè)置、中間胎架高、兩側(cè)胎架低；
[0013](3)在臥式胎架的中間胎架上定位、安裝連接腹板，在臥式胎架的兩側(cè)胎架上依次定位、安裝工字鋼；
[0014](4)對(duì)連接腹板與兩側(cè)工字鋼的連接處進(jìn)行焊接；
[0015](5)安裝加勁板和加強(qiáng)桿；
[0016](6)劃控制線，對(duì)安裝好的構(gòu)件進(jìn)行矯正、檢測(cè)，對(duì)H型端面進(jìn)行端銑；
[0017](7)在工字鋼側(cè)面定位、安裝牛腿、并焊接，在工字鋼側(cè)面定位、安裝栓釘、并焊接；
[0018](8)整體測(cè)量，驗(yàn)收。
[0019]所述步驟(3)包括定位時(shí)將腹板中心線及外邊線對(duì)齊地面位置線，同時(shí)控制其端部與地面位置的吻合度。定位正確后與胎架點(diǎn)焊接牢固；零件局部平面度不超過(guò)2_，外形尺寸± Imm,裝配基準(zhǔn)線±0.5mmο構(gòu)件定位時(shí)，以一端為正作端進(jìn)行加工制作，余量放在另外一端。
[0020]所述步驟(4)的焊接包括:采用電加熱板對(duì)焊縫兩側(cè)進(jìn)行預(yù)熱，嚴(yán)格按電加熱數(shù)字溫控箱和測(cè)溫筆進(jìn)行監(jiān)控，預(yù)熱后采用埋弧焊接，點(diǎn)焊連接腹板上端面與兩側(cè)工字鋼的連接處，待焊至坡口深度一半時(shí)翻身進(jìn)行清根再焊接連接腹板下端面與兩側(cè)工字鋼的連接處，同樣焊至一半坡口深度后翻身焊連接腹板上端面與兩側(cè)工字鋼的連接處，依此通過(guò)不斷翻身對(duì)稱焊接，控制焊接變形，焊后探傷檢測(cè)；焊縫處50mm范圍以內(nèi)的鐵銹、油污等應(yīng)進(jìn)行打磨清理干凈，直至露出金屬光澤后才能進(jìn)行拼裝；在專用工字鋼自動(dòng)組裝機(jī)或者專用組裝平臺(tái)上組裝成H型構(gòu)件，工字鋼和連接腹板中心線必須對(duì)齊；工字鋼拼裝定位焊所采用的焊接材料須與正式焊縫的要求相同，定位焊的焊腳不應(yīng)大于設(shè)計(jì)焊縫的得大于8mm，定位焊縫長(zhǎng)度宜為500mnT600mm，定位焊不得有裂紋、氣孔、夾渣，否則必須清除后重新焊接。
[0021]所述步驟(6)包括:對(duì)構(gòu)件整體進(jìn)行檢查測(cè)量，特別是鋼柱上下兩端的截面尺寸以及連接腹板與工字鋼的垂直度、直線度，必須由專職檢查人員進(jìn)行全面測(cè)量檢查，同時(shí)對(duì)主要焊縫進(jìn)行超聲波探傷，滿足要求后采用鋼針劃線的方法劃出上下端面的端銑加工位置線，并用洋沖印進(jìn)行標(biāo)記，作為端銑時(shí)的檢查基準(zhǔn)，然后進(jìn)行H型構(gòu)件端面端銑。
[0022]所述步驟(7)包括:牛腿定位時(shí)必須按平臺(tái)上的基準(zhǔn)定位線進(jìn)行定位，采用線錘，利用鋼尺、經(jīng)緯儀配合定位，定位焊應(yīng)牢固，防止碰撞產(chǎn)生偏差，按巨柱豎向正放安裝牛腿，牛腿焊接采用CO2氣體保護(hù)焊進(jìn)行焊接，焊接順序采用先焊連接腹板豎向角焊縫，后焊工字鋼的平角焊；焊接前根據(jù)工藝要求，對(duì)于需要預(yù)熱焊接的部位采用陶瓷電加熱板進(jìn)行預(yù)熱，并用測(cè)溫筆測(cè)量預(yù)熱溫度；焊接過(guò)程中應(yīng)及時(shí)對(duì)焊接部位進(jìn)行層間溫度的控制。
[0023]所述步驟(8)包括:需采用全站儀和地面定位線方法進(jìn)行綜合測(cè)量，以確保其精度；構(gòu)件焊接矯正后公差要求:鋼柱高度:± 1mm、鋼柱寬度；±2mm、腹板中心偏移:± 1mm、翼緣板垂直度；± 2mm、柱身彎曲矢度:L/1000mm。且不大于10臟，腹板局部平整度:2mm。
[0024]有益效果:本發(fā)明所述的超大型H型截面組合鋼柱及其制作方法具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0025]1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎、在保證了柱承重力的同時(shí)，最大限度的簡(jiǎn)化了柱的結(jié)構(gòu)，節(jié)約了原材料，節(jié)省成本，增加了有效的建筑使用面積，同時(shí)減少結(jié)構(gòu)自重，減小結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，提聞支撐效果。
[0026]2、本發(fā)明所述的制作方法，解決了工廠化生產(chǎn)的問(wèn)題，大大加快了制作的進(jìn)度，縮短了工期，同時(shí)合理的設(shè)計(jì)減少了焊接的難度及工作量，方便施工，減少施工措施費(fèi)用，并節(jié)省工期。
[0027]3、本發(fā)明中整體合理的組裝順序、焊接順序和焊接方法，進(jìn)一步保證了制作出的巨柱的質(zhì)量；減小分段加工過(guò)程中的焊接變形，同時(shí)保證大尺度鋼柱的外形精度；嚴(yán)格控制安裝過(guò)程中精度以及總體尺寸等，保證現(xiàn)場(chǎng)安裝的方便快捷以及安裝質(zhì)量，同時(shí)為減少拼裝工作量。
[0028]4、本發(fā)明為典型的超高層建筑結(jié)構(gòu)，所提供的超大型H型截面組合鋼柱的結(jié)構(gòu)及其制作方法可以推廣到其他高層建筑結(jié)構(gòu)的建造，并為交叉施工提供便捷。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為超大型H型截面組合鋼柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2為步驟(2)的示意圖。
[0031]圖3為步驟(4)的示意圖。
[0032]圖4為步驟(5)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]下面通過(guò)附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于實(shí)施例。
[0034]實(shí)施例1:如圖1所示的一種超大型H型截面組合鋼柱，包括兩塊工字鋼2和連接腹板I ;兩塊工字鋼2分別安裝在連接腹板I兩側(cè)，安裝后的截面呈H型；連接腹板I的上端面與兩側(cè)工字鋼2形成凹形結(jié)構(gòu)，沿凹形結(jié)構(gòu)設(shè)有加勁板3、在加勁板3上設(shè)有加強(qiáng)桿4 ；工字鋼2側(cè)面安裝有牛腿5和栓釘6 ;兩塊工字鋼2呈不平行設(shè)置，相互之間的角度為1.5。超大型H型截面組合鋼柱采用Q345GJC-Z25鋼板制成，尺寸為4050x2350x70x80mm。
[0035]上述超大型H型截面組合鋼柱通過(guò)如下方法制作而成:
[0036](I)采用2000噸油壓機(jī)對(duì)工字鋼和連接腹板進(jìn)行矯平，采用數(shù)控直條切割機(jī)或數(shù)控等離子切割機(jī)對(duì)牛腿、栓釘進(jìn)行切割，切割時(shí)預(yù)留焊接收縮量和加工余量，切割后進(jìn)行填補(bǔ)、打磨、除潰和毛刺；
[0037](2)在車間平臺(tái)上畫(huà)出相關(guān)的巨柱中心線、牛腿中心線、角度線、牛腿端面企口位置線，設(shè)置臥式胎架，臥式胎架分三行設(shè)置、中間胎架高、兩側(cè)胎架低，如圖2所示；
[0038](3)在臥式胎架的中間胎架上定位、安裝連接腹板，在臥式胎架的兩側(cè)胎架上依次定位、安裝工字鋼；定位時(shí)將連接腹板中心線及外邊線對(duì)齊地面位置線，同時(shí)控制其端部與地面位置的吻合度。定位正確后與胎架點(diǎn)焊接牢固；零件局部平面度不超過(guò)2_，外形尺寸±lmm,裝配基準(zhǔn)線±0.5mm。構(gòu)件定位時(shí)，以一端為正作端進(jìn)行加工制作,余量放在另外一端;
[0039](4)對(duì)連接腹板與兩側(cè)工字鋼的連接處7進(jìn)行焊接，如圖3所示；采用電加熱板對(duì)焊縫兩側(cè)進(jìn)行預(yù)熱，嚴(yán)格按電加熱數(shù)字溫控箱和測(cè)溫筆進(jìn)行監(jiān)控，預(yù)熱后采用埋弧焊接，點(diǎn)焊連接腹板上端面與兩側(cè)工字鋼的連接處，待焊至坡口深度一半時(shí)翻身進(jìn)行清根再焊接連接腹板下端面與兩側(cè)工字鋼的連接處，同樣焊至一半坡口深度后翻身焊連接腹板上端面與兩側(cè)工字鋼的連接處，依此通過(guò)不斷翻身對(duì)稱焊接，控制焊接變形，焊后探傷檢測(cè)；焊縫處50mm范圍以內(nèi)的鐵銹、油污等應(yīng)進(jìn)行打磨清理干凈，直至露出金屬光澤后才能進(jìn)行拼裝；在專用工字鋼自動(dòng)組裝機(jī)或者專用組裝平臺(tái)上組裝成H型構(gòu)件，工字鋼和連接腹板中心線必須對(duì)齊；工字鋼拼裝定位焊所采用的焊接材料須與正式焊縫的要求相同，定位焊的焊腳不應(yīng)大于設(shè)計(jì)焊縫的2/3，且不得大于8mm，定位焊縫長(zhǎng)度宜為500mnT600mm，定位焊不得有裂紋、氣孔、夾渣，否則必須清除后重新焊接。
[0040](5)安裝加勁板3和加強(qiáng)桿4，如圖4所示；
[0041](6)劃控制線，對(duì)安裝好的構(gòu)件進(jìn)行矯正、檢測(cè)，對(duì)H型端面進(jìn)行端銑；對(duì)構(gòu)件整體進(jìn)行檢查測(cè)量，特別是鋼柱上下兩端的截面尺寸以及連接腹板與工字鋼的垂直度、直線度，必須由專職檢查人員進(jìn)行全面測(cè)量檢查，同時(shí)對(duì)主要焊縫進(jìn)行超聲波探傷，滿足要求后采用鋼針劃線的方法劃出上下端面的端銑加工位置線，并用洋沖印進(jìn)行標(biāo)記，作為端銑時(shí)的檢查基準(zhǔn)，然后進(jìn)行H型構(gòu)件端面端銑；
[0042](7)在工字鋼側(cè)面定位、安裝牛腿、并焊接，在工字鋼側(cè)面定位、安裝栓釘、并焊接；牛腿定位時(shí)必須按平臺(tái)上的基準(zhǔn)定位線進(jìn)行定位，采用線錘，利用鋼尺、經(jīng)緯儀配合定位，定位焊應(yīng)牢固，防止碰撞產(chǎn)生偏差，按巨柱豎向正放安裝牛腿，牛腿焊接采用CO2氣體保護(hù)焊進(jìn)行焊接，焊接順序采用先焊連接腹板豎向角焊縫，后焊工字鋼的平角焊；焊接前根據(jù)工藝要求，對(duì)于需要預(yù)熱焊接的部位采用陶瓷電加熱板進(jìn)行預(yù)熱，并用測(cè)溫筆測(cè)量預(yù)熱溫度；焊接過(guò)程中應(yīng)及時(shí)對(duì)焊接部位進(jìn)行層間溫度的控制；
[0043](8)整體測(cè)量，驗(yàn)收；需采用全站儀和地面定位線方法進(jìn)行綜合測(cè)量，以確保其精度；構(gòu)件焊接矯正后公差要求:鋼柱高度:±lmm、鋼柱寬度；±2mm、腹板中心偏移:±lmm、翼緣板垂直度；± 2mm、柱身彎曲矢度:L/1000mm，且不大于10mm，腹板局部平整度:2mm。
[0044]如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對(duì)本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對(duì)其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種超大型H型截面組合鋼柱，其特征在于:包括兩塊工字鋼和連接腹板；所述兩塊工字鋼分別安裝在所述連接腹板兩側(cè)，安裝后的截面呈H型；所述連接腹板的上端面與兩側(cè)工字鋼形成凹形結(jié)構(gòu)，沿凹形結(jié)構(gòu)設(shè)有加勁板、在加勁板上設(shè)有加強(qiáng)桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大型H型截面組合鋼柱，其特征在于:所述工字鋼側(cè)面安裝有牛腿和栓釘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大型H型截面組合鋼柱，其特征在于:所述兩塊工字鋼呈不平行設(shè)置，相互之間的角度為1.5±0.2度。
【文檔編號(hào)】E04C3/32GK204081260SQ201420499495
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】李峰, 徐磊, 楊雪琴, 徐靈童, 駱科崎, 黃勇 申請(qǐng)人:江蘇滬寧鋼機(jī)股份有限公司