CN102277929A

CN102277929A - 一种异形复杂v型连接钢柱及其制作方法

Info

Publication number: CN102277929A
Application number: CN2011101217322A
Authority: CN
Inventors: 钱志忠; 顾晓付; 胡海国; 余其平
Original assignee: Jiangsu Huning Steel Mechanism Co Ltd
Current assignee: JIANGSU JINGHU HEAVY INDUSTRY CO., LTD.
Priority date: 2011-05-11
Filing date: 2011-05-11
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2031-05-11
Also published as: CN102277929B

Abstract

本发明公开了一种异形复杂V型连接钢柱，包括：下部组合钢骨柱、中间复杂梯形节点和上部异形组合钢牛腿构成；所述下部组合钢骨柱安装于中间复杂梯形节点的底部；所述上部异形组合钢牛腿固定于中间复杂梯形节点上。本发明还公开了异形复杂V型连接钢柱的制作方法。本发明所述的异形复杂V型连接钢柱结构设计巧妙，具有很强的承重能力；通过V型连接钢柱的连接，国家网球中心新馆的多节点、多接口的造型得以实现。本发明所述的制作方法，通过调整焊接顺序和焊接方式，降低来焊接变形与安装误差对结构内力影响，减小了焊接时的空间三维变形；使制作出的异形复杂V型连接钢柱结构坚固，并且实现了工厂化生产，提高了生产效率。

Description

一种异形复杂V型连接钢柱及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种大型钢结构主体，具体是一种用于连接其他钢结构分段的异形复杂V型连接钢柱。

背景技术

国家网球中心新馆位于北京市朝阳区奥林匹克公园北区场馆群网球中心2号场地南侧，建成后将成为北京地区最大、具有国际先进水平的网球比赛场馆。作为以网球比赛、训练为主的多功能体育、文化活动中心场所。总建筑面积约51199㎡，其中地上建筑面积48708m²,地下建筑面积2491m²。赛时观众总数为13598人，总用地面积约17公顷。为了满足赛事要求及多种使用功能需要，建筑采用了可开启式活动屋盖。

本工程中通过计算机深化计算将设计图转化为钢结构骨架；其主体结构平面呈圆形，采用钢筋混凝土框架结构体系，屋面网架杆件众多，根据屋面结构的特点，可将整体屋面分成下部平面网架层和上部弧形网架层，网架结构支撑于下部20组树状支撑上，网球中心屋面网架杆件总计7000余根。圆形屋盖直径约140m，建筑最大高度约为46m，整个工程设计多节点，接口数量较多、截面异形，所以节点柱的结构设计的设计直观重要，既要能够满足承重要求，又要实现整个设计造型。对于焊接变形与安装误差对结构内力影响较大，如何步骤结构布置以及构件分段，如何避免构件焊接收缩时产生的空间三维变形以尽量减少变形对结构内力的影响都至关重要。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种承重能力强、用于连接其他钢结构分段的异形复杂V型连接钢柱。

技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种异形复杂V型连接钢柱，包括：下部组合钢骨柱、中间复杂梯形节点和上部异形组合钢牛腿构成；所述中间复杂梯形节点分为内柱和外柱，所述外柱包裹于内柱的外侧下部；所述下部组合钢骨柱安装于中间复杂梯形节点的底部；所述上部异形组合钢牛腿固定于外柱的上部并与内柱固定连接。

本发明中所述下部组合钢骨柱是由：斜H型钢A、斜H型钢B、斜H型钢C和斜H型钢D围成的一个梯形组合柱；斜H型钢A和斜H型钢B、斜H型钢C和斜H型钢D横向之间通过横向连接缀材固定在一起；斜H型钢A和斜H型钢C、斜H型钢B和斜H型钢D横向之间通过横向连接缀材固定在一起。

本发明中所述中间复杂梯形节点分内柱和外柱，内柱和外柱通过横向加劲板和纵向加劲板固定连接在一起。

本发明还公开了一种异形复杂V型连接钢柱的制作方法，该制作方法的具体步骤如下：

（a）首先将异形复杂V型连接钢柱采用计算机进行三维数控放样，将其先分解成异形板件；加工成异形板件；

上述步骤具体方法是：采用计算机进行三维数控放样，将其先分解成异形板件；并将异形板件进行排版，计算出每块异形板件的长度、宽度、弯曲半径，和平面切割线位置坐标；将异形板件的长度、宽度、平面切割线位置坐标输入数控切割机，数控切割机按照输入的数据进行下料切割；对切割好的平面钢板按照要求的弯曲半径加工成异形板件；

（b）制作焊装胎架；

（c）在焊装胎架上拼接内柱并进行焊接矫正；

（d）安装内柱的横向加劲板和纵向加劲板；然后在内柱下部安装焊接外柱上面板、外柱下面板和两侧外柱腹板，并进行焊接；完成中间复杂梯形节点的制作；

（e）制作：斜H型钢A、斜H型钢B、斜H型钢C和斜H型钢D；

（f）将斜H型钢A、斜H型钢B、斜H型钢C和斜H型钢D吊装上焊装胎架，固定焊接在中间复杂梯形节点的底部；

（g）采用横向连接缀材E将斜H型钢A和斜H型钢B、斜H型钢C和斜H型钢D横向之间固定焊接在一起；采用横向连接缀材F将斜H型钢A和斜H型钢C、斜H型钢B和斜H型钢D横向之间固定焊接在一起；即完成了下部组合钢骨柱和中间复杂梯形节点的固定焊接；

（h）将上部异形组合钢牛腿定位在内柱和外柱上，定位后焊接固定，即完成了异形复杂V型连接钢柱坯件的制作；

所述步骤(h)中，异形复杂V型连接钢柱坯件完成后，在异形复杂V型连接钢柱坯件上安装耳板、拉结板；

（i）将整个异形复杂V型连接钢柱坯件涂装，完成异形复杂V型连接钢柱的制作。

所述内柱由两块L型侧板、一块短上面板和一块长下面板构成，该内柱的制作方法为：将L型侧板、一块短上面板和一块长下面板四块板进行拼接，并固定焊接。

所述斜H型钢A、斜H型钢B、斜H型钢C和斜H型钢D都分别三块钢板构成：两块面板、一块腹板；上述斜H型钢的制作方法如下：将两块面板分别安装固定于腹板两侧，焊接成斜H形钢件。

所述上部异形组合钢牛腿为斜H型钢与菱形箱体组合部件；斜H型钢形状同斜H型钢A，菱形箱体即横截面为菱形的钢构件箱体。上部异形组合钢牛腿的形状与其需要对接的钢构件的形状相匹配。

有益效果：本发明的优点是：

1、本发明所述的异形复杂V型连接钢柱结构设计巧妙，具有很强的承重能力；同时使国家网球中心新馆的多节点、多接口的造型得以实现。

2、本发明所述的异形复杂V型连接钢柱的制作方法，通过调整焊接顺序和焊接方式，降低来焊接变形与安装误差对结构内力影响，减小了焊接时的空间三维变形；使制作出的异形复杂V型连接钢柱结构坚固，并且实现了工厂化生产，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中下部组合钢骨柱的结构示意图。

图3为本发明中下部组合钢骨柱的横断面示意图。

图4为本发明中中间复杂梯形节点的结构示意图。

图5为本发明中内柱的结构示意图。

图6为本发明中斜H型钢A的横断面示意图。

图7为本发明中斜H型钢A的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

实施例

如图1所示的一种异形复杂V型连接钢柱，包括：下部组合钢骨柱1、中间复杂梯形节点2和上部异形组合钢牛腿3。所述上部异形组合钢牛腿3固定于中间复杂梯形节点2外柱22的上部并与内柱21固定连接。所述下部组合钢骨柱1安装于中间复杂梯形节点2的底部。

如图2、图3所述下部组合钢骨柱1是由四根斜H型钢围成梯形组合柱：斜H型钢A 11、斜H型钢B 12、斜H型钢C 13和斜H型钢D 14；斜H型钢A 11和斜H型钢B 12、斜H型钢C 13和斜H型钢D 14之间通过横向连接缀材E15固定在一起；斜H型钢A11和斜H型钢C13、斜H型钢B12和斜H型钢D14横向之间通过横向连接缀材F16固定在一起。

如图6、图7所述斜H型钢A 11、斜H型钢B12、斜H型钢C13和斜H型钢D14都分别三块钢板构成：两块面板、一块腹板；上述斜H型钢的制作方法如下：将两块面板分别安装固定于腹板两侧，焊接成斜H形钢件。

如图5所示，中间复杂梯形节点2分为内柱21和外柱22，所述外柱22包裹于内柱21的外侧下部；所述中间复杂梯形节点2中内柱21和外柱22通过横向加劲板6和纵向加劲板7固定连接在一起。

如图5所述的内柱21由两块L型侧板、一块短上面板和一块长下面板构成，该内柱的制作方法为：将L型侧板、一块短上面板和一块长下面板四块板进行拼接，并固定焊接。

本实施例所述异形复杂V型连接钢柱制作方法的具体步骤如下：

（b）制作焊装胎架；

（c）在焊装胎架上拼接内柱21并进行焊接矫正；

（d）安装内柱的横向加劲板6和纵向加劲板7；然后在内柱21下部安装焊接外柱上面板221、外柱下面板222和两侧外柱腹板223，完成中间复杂梯形节点2的制作；外柱上面板221、外柱下面板222和两侧外柱腹板223构成外柱22；

（e）制作：斜H型钢A11、斜H型钢B12、斜H型钢C13和斜H型钢D14；

（f）将斜H型钢A11、斜H型钢B12、斜H型钢C13和斜H型钢D14吊装上焊装胎架，固定焊接在中间复杂梯形节点2的底部；

（g）采用横向连接缀材E15将斜H型钢A11和斜H型钢B12、斜H型钢C13和斜H型钢D14之间固定焊接在一起；采用横向连接缀材F16斜H型钢A11和斜H型钢C13、斜H型钢B12和斜H型钢D14之间固定焊接在一起；即完成了下部组合钢骨柱1和中间复杂梯形节点2的固定焊接；

（h）将上部异形组合钢牛腿定位在内柱21和外柱22上，定位后焊接固定，即完成了整个异形复杂V型连接钢柱坯件；异形复杂V型连接钢柱坯件完成后，在异形复杂V型连接钢柱坯件上安装耳板、拉结板；

Claims

1.一种异形复杂V型连接钢柱，其特征在于：它包括：下部组合钢骨柱（1）、中间复杂梯形节点（2）和上部异形组合钢牛腿（3）构成；所述中间复杂梯形节点（2）分为内柱（21）和外柱（22），所述外柱（22）包裹于内柱（21）的外侧下部；所述下部组合钢骨柱（1）安装于中间复杂梯形节点（2）的底部；所述上部异形组合钢牛腿（3）固定于外柱（22）的上部并与内柱（21）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种异形复杂V型连接钢柱，其特征在于：所述下部组合钢骨柱（1）是由：斜H型钢A(11)、斜H型钢B（12）、斜H型钢C（13）和斜H型钢D（14）围成的一个梯形组合柱；斜H型钢A(11)和斜H型钢B（12）、斜H型钢C（13）和斜H型钢D（14）横向之间通过横向连接缀材（15）固定在一起；斜H型钢A(11)和斜H型钢C（13）、斜H型钢B（12）和斜H型钢D（14）横向之间通过横向连接缀材（16）固定在一起。

3.根据权利要求2所述的一种异形复杂V型连接钢柱，其特征在于：所述中间复杂梯形节点（2）中内柱（21）和外柱（22）通过横向加劲板（6）和纵向加劲板（7）固定连接在一起。

4.一种异形复杂V型连接钢柱的制作方法，其特征在于：该制作方法的具体步骤如下：

（a）首先将异形复杂V型连接钢柱采用计算机进行三维数控放样、数控下料；

（b）制作焊装胎架；

（c）在焊装胎架上拼接内柱（21）并进行焊接矫正；

（d）安装内柱的横向加劲板（6）和纵向加劲板（7）；然后在内柱（21）下部安装焊接外柱上面板（221）、外柱下面板（222）和两侧外柱腹板（223），并进行焊接；完成中间复杂梯形节点（2）的制作；

（e）制作：斜H型钢A(11)、斜H型钢B（12）、斜H型钢C（13）和斜H型钢D（14）；

（f）将斜H型钢A(11)、斜H型钢B（12）、斜H型钢C（13）和斜H型钢D（14）吊装上焊装胎架，固定焊接在中间复杂梯形节点（2）的底部；

（g）采用横向连接缀材E(15)将斜H型钢A(11)和斜H型钢B（12）、斜H型钢C（13）和斜H型钢D（14）之间固定焊接在一起；采用横向连接缀材F将（16）斜H型钢A(11)和斜H型钢C（13）、斜H型钢B（12）和斜H型钢D（14）之间固定焊接在一起；即完成了下部组合钢骨柱（1）和中间复杂梯形节点（2）的固定焊接；

（h）将上部异形组合钢牛腿定位在内柱（21）和外柱（22）上，定位后焊接固定，即完成了整个异形复杂V型连接钢柱坯件；

5.根据权利要求4所述的一种异形复杂V型连接钢柱的制作方法，其特征在于：所述斜H型钢A(11)、斜H型钢B（12）、斜H型钢C（13）和斜H型钢D（14）都分别三块钢板构成：两块面板、一块腹板；上述斜H型钢的制作方法如下：将两块面板分别安装固定于腹板两侧，焊接成斜H形钢件。

6.根据权利要求4所述的一种异形复杂V型连接钢柱的制作方法，其特征在于：所述内柱（21）由两块L型侧板、一块短上面板和一块长下面板构成，该内柱的制作方法为：将L型侧板、一块短上面板和一块长下面板四块板进行拼接，并固定焊接。

7.根据权利要求4所述的一种异形复杂V型连接钢柱的制作方法，其特征在于：所述上部异形组合钢牛腿为斜H型钢与菱形箱体组合部件。

8.根据权利要求4所述的一种异形复杂V型连接钢柱的制作方法，其特征在于：所述步骤(h)中，V型连接钢柱坯件完成后，在V型连接钢柱坯件上安装耳板、拉结板。