一種巨型多牛腿鋼管框架柱的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種巨型多牛腿鋼管框架柱，包括：鋼柱、環(huán)形水平加勁肋、H型牛腿、箱梁牛腿、環(huán)帶桁架牛腿；所述環(huán)形水平加勁肋焊接于H型牛腿、箱梁牛腿、環(huán)帶桁架牛腿與鋼柱交匯處的鋼柱的內(nèi)部，且每塊環(huán)形水平加勁肋環(huán)形開有孔洞；所述H型牛腿垂直裝焊于鋼柱的上部、中部和下部；所述箱梁牛腿垂直裝焊于鋼柱的中部；所述環(huán)帶桁架牛腿垂直裝焊于鋼柱的下部，每側(cè)環(huán)帶桁架牛腿由兩個箱型構(gòu)件折成V形。本實用新型所述的巨型多牛腿鋼管框架柱在保證鋼板剪力墻柱承重力的同時，最大限度的提高了結(jié)構(gòu)的性能，同時簡化鋼柱機構(gòu)，提高工廠加工效率，縮短加工周期。
【專利說明】一種巨型多牛腿鋼管框架柱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于一種鋼結(jié)構(gòu)，具體為涉及一種應(yīng)用于巨型鋼框架結(jié)構(gòu)的巨型多牛腿鋼管框架柱及其制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]武漢中心位于湖北省武漢市王家墩中央商務(wù)區(qū)地十六?？偨ㄖ娣e為355760平方米，地下4層、裙房4層、塔樓88層，總高度為438米。結(jié)構(gòu)類型為巨柱框架一核心筒一伸臂桁架結(jié)構(gòu)體系。地下一層主要用于商業(yè)、酒店貨運和設(shè)備，夾層為酒店后勤所用，地下二層用于辦公公寓物業(yè)貨運、停車和設(shè)備，地下三層及地下四層為停車和設(shè)備。裙房4層主要由商場、會議中心等構(gòu)成。塔樓部分由入口大廳、會議中心、高級辦公、公寓、酒店、觀光設(shè)施以及避難層構(gòu)成。
[0003]基于武漢中心塔樓的系列整體設(shè)計，需要將各個部分連接，采用巨型框架一核心筒一伸臂桁架結(jié)構(gòu)體系，是巨型結(jié)構(gòu)體系的一種，這就需要設(shè)計出符合要求，并有足夠支撐力的結(jié)構(gòu)柱，同時需要考慮工廠加工工藝的實現(xiàn)。
實用新型內(nèi)容
[0004]實用新型目的:為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實用新型提供了一種巨型多牛腿鋼管框架柱及其制作方法。
[0005]技術(shù)方案:為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所述的一種巨型多牛腿鋼管框架柱，包括:鋼柱、環(huán)形水平加勁肋、H型牛腿、箱梁牛腿、環(huán)帶桁架牛腿；所述鋼柱包括:上部鋼柱、中部鋼柱和下部鋼柱，三根鋼柱相焊接成巨型柱的主體；所述環(huán)形水平加勁肋焊接于H型牛腿、箱梁牛腿、環(huán)帶桁架牛腿與鋼柱交匯處的鋼柱的內(nèi)部，且每塊環(huán)形水平加勁肋環(huán)形開有孔洞；所述H型牛腿垂直裝焊于鋼柱的上部、中部和下部，從上而下分別為:大H型牛腿、小H型牛腿、中H型牛腿；所述箱梁牛腿垂直裝焊于鋼柱的中部，為箱型截面；所述環(huán)帶桁架牛腿垂直裝焊于鋼柱的下部，每側(cè)環(huán)帶桁架牛腿由兩個箱型構(gòu)件折成V形。
[0006]本實用新型所述的巨型多牛腿鋼管框架柱，材質(zhì)采用Q345B，徑厚比均大于33，符合規(guī)范采用冷卷工藝的要求，鋼管加工采用壓制和卷制相結(jié)合的方法，以降低鋼板表面壓痕損傷以及壓制內(nèi)應(yīng)力過大的情況。
[0007]本實用新型還公開了一種巨型多牛腿鋼管框架柱的制作方法，該方法的具體步驟如下:
[0008](I)零件下料切割，下料采用材質(zhì)為Q345B的鋼板，徑厚比均要求大于33 ;采用數(shù)控直條切割機進行精密下料切割，加工前應(yīng)將鋼管直徑縮小2-3mm展開進行展開下料；本步驟中通過計算機放樣，將巨型多牛腿鋼管框架柱分割成相應(yīng)的零件單元；
[0009](2)鋼板壓頭預(yù)壓:鋼管采用壓制和卷制相結(jié)合的方法，將鋼板放入油壓機進行卷壓；根據(jù)錐管的曲面線形制作壓模并安裝，采用油壓機進行鋼板兩端部壓頭，鋼板端部壓制次數(shù)至少壓三次，先在鋼板端部150mm范圍內(nèi)壓一次，然后在300mm范圍內(nèi)重壓二次；
[0010](3)預(yù)彎后切割余量和坡口；
[0011](4)鋼管小段節(jié)加工成型；
[0012](5)筒體段節(jié)縱縫內(nèi)部焊接:鋼管柱卷壓成型后，留有一定縱縫縫隙，先進行內(nèi)部焊接；
[0013](6)筒體段節(jié)縱縫外部焊接:鋼管柱內(nèi)部焊接完成后，進行外部焊接；
[0014](7)筒體段節(jié)焊后重新滾壓矯正；
[0015](8)設(shè)置組裝胎架:設(shè)立胎架模板，模板上表面水平標高誤差不得大于1mm，超差必須修正；
[0016](9)筒體段節(jié)內(nèi)部加勁隔板組裝焊接；
[0017](10)筒體段節(jié)對接接長及環(huán)縫焊接:本結(jié)構(gòu)鋼管柱由三段焊接而成，一段鋼管柱制作好后，按以上同樣的方法制作另兩段鋼管柱，最終完成段節(jié)對接接長及環(huán)縫焊接；
[0018](11)鋼柱端面進行端銑加工；
[0019](12)鋼柱定位劃出環(huán)形內(nèi)加勁肋、H型牛腿、箱梁牛腿、環(huán)帶桁架牛腿安裝位置線.-^4 ，
[0020](13)組裝焊接環(huán)形內(nèi)加勁肋、H型牛腿、箱梁牛腿、環(huán)帶桁架牛腿安裝位置線:組裝焊接所有環(huán)形內(nèi)加勁肋，H型牛腿、箱梁牛腿、環(huán)帶桁架牛腿；
[0021](14)翻身組裝其余H型牛腿、箱梁牛腿、環(huán)帶桁架牛腿安裝位置線；
[0022](15)整體焊接和檢測。
[0023]本實用新型所述的制作方法，解決了工廠化生產(chǎn)的問題，大大加快了制作的進度，縮短了工期，同時合理的制作工藝步驟減少了裝配、焊接的難度及工作量，方便制作，減少返工，提高工效。
[0024]本實用新型中鋼管縱縫焊接方法為:焊接前對焊縫兩側(cè)10mm范圍進行預(yù)熱，預(yù)熱采用陶瓷電加熱板預(yù)熱，預(yù)熱溫度1(Ti5(rc，筒體焊接采用筒體自動焊接中心或用自動焊接胎架上進行，筒體內(nèi)外側(cè)均采用自動埋弧焊進行焊接。
[0025]本實用新型中鋼柱筒體矯正方法為:矯正采用卷板機和火焰加熱法進行矯正，誤差出現(xiàn)偏大時，再上卷板機采用反復(fù)滾壓法進行矯正。
[0026]本實用新型中隔板組裝焊接方法為:筒體小段節(jié)焊接矯正后，按圖紙尺寸先進行安裝筒體內(nèi)的加勁橫隔板，安裝后即進行焊接，焊接采用C02氣保護焊進行對稱焊接，焊后進行局部矯正。
[0027]本實用新型中筒體對接環(huán)縫焊接的方法為:將焊好內(nèi)隔板的筒體段節(jié)在水平胎架上進行對接接長，然后采用筒體焊接中心在滾輪胎架上進行環(huán)縫的埋弧焊接，焊后進行局部矯正。
[0028]本實用新型中鋼柱端面端銑加工方法為:鋼柱端面機加工采用機械動力裝置進行端面銑加工，通過對鋼柱的端面機加工，使鋼柱兩端面保證平行且與鋼柱軸心線相互垂直。
[0029]本實用新型中樓層牛腿組裝焊接方法為:樓層牛腿安裝須在組裝平臺上進行組裝定位和焊接，焊接采用C02氣保護焊對稱焊接，嚴格控制牛腿的相對位置和垂直度以及高強螺栓孔群與箱體中心線的距離。
[0030]有益效果:本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0031]1、本實用新型所述的一種巨型多牛腿鋼管框架柱的型式及截面尺寸的設(shè)計，在保證鋼板剪力墻柱承重力的同時，最大限度的提高了結(jié)構(gòu)的性能，同時簡化鋼柱機構(gòu)，提高工廠加工效率，縮短加工周期。
[0032]2、本實用新型所述的制作方法，解決了工廠化生產(chǎn)的問題，大大加快了制作的進度，縮短了工期，同時合理的制作工藝步驟減少了裝配、焊接的難度及工作量，方便制作，減少返工，提高工效。
[0033]3、本實用新型中整體合理的組裝順序、焊接順序和焊接方法，進一步保證了制作出的剪力墻柱的質(zhì)量。
[0034]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為本實用新型所述巨型多牛腿鋼管框架柱的示意圖。
[0036]圖2為本實用新型所述巨型多牛腿鋼管框架柱的軸測圖。
[0037]圖3為本實用新型所述巨型多牛腿鋼管框架柱的俯視圖。
[0038]圖4為本實用新型所述巨型多牛腿鋼管框架柱中左視圖。
[0039]圖5為本實用新型所述巨型多牛腿鋼管框架柱中正視圖。

【具體實施方式】
實施例
[0040]如圖1-4所示的一種巨型多牛腿鋼管框架柱，包括:鋼柱1、環(huán)形水平加勁肋2、H型牛腿3、箱梁牛腿4、環(huán)帶桁架牛腿5 ;所述鋼柱I包括:上部鋼柱11、中部鋼柱12和下部鋼柱13，三根鋼柱相焊接成巨型柱；所述環(huán)形水平加勁肋2共8塊，按一定間距和數(shù)量焊接于牛腿3、4、5與鋼柱I交匯處的鋼柱I內(nèi)部，且每塊環(huán)形水平加勁肋2環(huán)形開孔洞8個；所述H型牛腿3垂直裝焊于鋼柱I的上部、中部、下部，由三種不同規(guī)格的截面構(gòu)成，包括:大H型牛腿31、小H型牛腿32、中H型牛腿33 ;所述箱梁牛腿4垂直裝焊于鋼柱I的中部，為箱型截面；所述環(huán)帶桁架牛腿5垂直裝焊于鋼柱I的下部，每側(cè)環(huán)帶桁架牛腿5由兩個箱型構(gòu)件折成一定角度組成，呈V形。
[0041]本實用新型還公開了一種巨型多牛腿鋼管框架柱的制作方法，該方法的具體步驟如下:
[0042](I)零件下料切割:通過計算機放樣，將巨型多牛腿鋼管框架柱分割成相應(yīng)的零件單元；
[0043](2)鋼板壓頭預(yù)壓:鋼管采用壓制和卷制相結(jié)合的方法，將鋼板放入油壓機進行卷壓；
[0044](3)預(yù)彎后切割余量和坡口；
[0045](4)鋼管小段節(jié)加工成型；
[0046](5)筒體段節(jié)縱縫內(nèi)部焊接:鋼管柱卷壓成型后，留有一定縱縫縫隙，先進行內(nèi)部焊接；
[0047](6)筒體段節(jié)縱縫外部焊接:鋼管柱內(nèi)部焊接完成后，進行外部焊接；
[0048](7)筒體段節(jié)焊后重新滾壓矯正；
[0049](8)設(shè)置組裝胎架:設(shè)立胎架模板，模板上表面水平標高誤差不得大于1mm，超差必須修正；
[0050](9)筒體段節(jié)內(nèi)部加勁隔板組裝焊接；
[0051](10)筒體段節(jié)對接接長及環(huán)縫焊接:本結(jié)構(gòu)鋼管柱由三段焊接而成，一段鋼管柱制作好后，按以上同樣的方法制作另兩段鋼管柱，最終完成段節(jié)對接接長及環(huán)縫焊接；
[0052](11)鋼柱端面進行端銑加工；
[0053](12)鋼柱定位劃出環(huán)形內(nèi)加勁肋、H型牛腿、箱梁牛腿、環(huán)帶桁架牛腿安裝位置線.-^4 ，
[0054](13)組裝焊接環(huán)形內(nèi)加勁肋、H型牛腿、箱梁牛腿、環(huán)帶桁架牛腿安裝位置線:組裝焊接所有環(huán)形內(nèi)加勁肋，H型牛腿、箱梁牛腿、環(huán)帶桁架牛腿；
[0055](14)翻身組裝其余H型牛腿、箱梁牛腿、環(huán)帶桁架牛腿安裝位置線；
[0056](15)整體焊接和檢測；
[0057]為加強鋼管框架柱加工制作的質(zhì)量，其工藝工作要點及技術(shù)措施如下:
[0058](I)下料切割:采用數(shù)控直條切割機進行精密下料切割，由于鋼管柱鋼板較厚，在壓制過程中鋼板的延伸率發(fā)生變化，會直接導致加工后筒體的直徑偏大，所以加工前應(yīng)將鋼管直徑縮小2-3mm展開進行展開下料。
[0059](2)預(yù)彎壓頭:根據(jù)錐管的曲面線形制作壓模并安裝，采用油壓機進行鋼板兩端部壓頭，鋼板端部壓制次數(shù)至少壓三次，先在鋼板端部150mm范圍內(nèi)壓一次，然后在300mm范圍內(nèi)重壓二次，以減小鋼板的彈性，防止頭部失圓，壓制后用樣板檢驗。
[0060](3)筒體卷制:筒體卷制采用專用鋼管數(shù)控卷板機加工成型。對口錯邊允許偏差(1.5mm,管端橢圓度允許偏差< 3mm。
[0061](4)鋼管縱縫焊接:焊接前對焊縫兩側(cè)10mm范圍進行預(yù)熱，預(yù)熱采用陶瓷電加熱板預(yù)熱，預(yù)熱溫度1(Ti5(rc，筒體焊接采用筒體自動焊接中心或用自動焊接胎架上進行，筒體內(nèi)外側(cè)均采用自動埋弧焊進行焊接。
[0062](5)筒體矯正:筒體加工過程中和加工成型及縱縫焊接后均需采用專用樣板進行檢查筒體的成型，加工樣板采用2-3_不銹鋼板制作，每節(jié)筒體應(yīng)用不少于三個部位的檢查樣板進行檢查。當個別管節(jié)達不到以上要求時，必須進行矯正，矯正采用卷板機和火焰加熱法進行矯正。如誤差出現(xiàn)偏大時，再上卷板機采用反復(fù)滾壓法進行矯正。
[0063](6)隔板組裝焊接:筒體小段節(jié)焊接矯正后，按圖紙尺寸先進行安裝筒體內(nèi)的加勁橫隔板，安裝后即進行焊接，焊接采用C02氣保護焊進行對稱焊接，焊后進行局部矯正。
[0064](7)筒體對接環(huán)縫焊接:將焊好內(nèi)隔板的筒體段節(jié)在專用水平胎架上進行對接接長，然后采用筒體焊接中心在滾輪胎架上進行環(huán)縫的埋弧焊接，焊后進行局部矯正。
[0065](8)鋼柱端面端銑加工:鋼柱端面機加工采用機械動力裝置進行端面銑加工，通過對鋼柱的端面機加工，使鋼柱兩端面保證平行且與鋼柱軸心線相互垂直，同時精確控制鋼柱的長度尺寸。
[0066](9)樓層牛腿組裝焊接:樓層牛腿安裝須在專用組裝平臺上進行組裝定位和焊接，焊接采用C02氣保護焊對稱焊接，嚴格控制牛腿的相對位置和垂直度以及高強螺栓孔群與箱體中心線的距離。
[0067]本實施例的制作方法中合理的組裝方法以及組裝順序可以對各零部件加工導致的公差或累積公差及時進行修整，從而保證結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，因此，采用何種組裝方法以及組裝順序?qū)こ痰馁|(zhì)量尤為重要。
【權(quán)利要求】
1.一種巨型多牛腿鋼管框架柱，其特征在于:包括:鋼柱(I)、環(huán)形水平加勁肋(2)、H型牛腿(3)、箱梁牛腿(4)、環(huán)帶桁架牛腿(5)； 所述鋼柱(I)包括:上部鋼柱(11)、中部鋼柱(12)和下部鋼柱(13)，三根鋼柱相焊接成巨型柱的主體； 所述環(huán)形水平加勁肋(2)焊接于H型牛腿(3)、箱梁牛腿(4)、環(huán)帶桁架牛腿(5)與鋼柱(I)交匯處的鋼柱(I)的內(nèi)部，且每塊環(huán)形水平加勁肋(2 )環(huán)形開有孔洞； 所述H型牛腿(3)垂直裝焊于鋼柱(I)的上部、中部和下部，從上而下分別為:大H型牛腿(31)、小H型牛腿(32)、中H型牛腿(33)； 所述箱梁牛腿(4)垂直裝焊于鋼柱(I)的中部，為箱型截面； 所述環(huán)帶桁架牛腿(5 )垂直裝焊于鋼柱(I)的下部，每側(cè)環(huán)帶桁架牛腿(5 )由兩個箱型構(gòu)件折成V形。
【文檔編號】E04C3/32GK204081262SQ201420527241
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】麻宏偉, 李曉周, 嚴擒龍, 宋元亮, 范榮如 申請人:江蘇滬寧鋼機股份有限公司