CN104264789B - 交叉网格结构的连接节点、专用胎架及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交叉网格结构，尤其涉及一种交叉网格结构的连接节点、专用胎架及其制备方法，应用于建筑钢结构施工技术领域。包括连接支撑板，所述的连接支撑板的两侧端分别设有与连接支撑板相固定的连接节点机构。按以下步骤进行：切割下料→加工成形→组装胎架→组装、焊接和检测。交叉网格结构的连接节点、专用胎架及其制备方法结构紧凑，提高施工效率，降低施工成本，提升施工安全性，稳定性和受力性能出色。

Description

交叉网格结构的连接节点、专用胎架及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种交叉网格结构，尤其涉及一种交叉网格结构的连接节点、专用胎架及其制备方法，应用于建筑钢结构施工技术领域。

背景技术

近年来，随着建筑设计水平的提高，越来越多造型奇特、美观大方的建筑设计在工程中得到了应用。为满足建筑造型要求，同时为了取得更好的社会效益和经济效益。与之配套的各种各样的连接节点形式也得到了采用。传统的连接节点结构复杂，而且制造麻烦。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种结构紧凑，解决了三维多向构件相交的问题，有施工简单、结构拼装定位准确、结构传力更为合理有效、结构性能可靠、制作容易、降低用钢量、成本低等优点的新型交叉网格结构的连接节点、专用胎架及其制备方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种交叉网格结构的连接节点，包括连接支撑板，所述的连接支撑板的两侧端分别设有与连接支撑板相固定的连接节点机构，所述的连接节点机构包括与连接支撑板的外壁相固定的下盖板，所述的下盖板的上部设有与连接支撑板相固定的U型加劲板，所述的U型加劲板的上部设有与U型加劲板相固定的上盖板，二块下盖板与连接支撑板的下端相插接固定，二块上盖板与连接支撑板的上端相插接固定，二块下盖板的外壁拼接成下拼接支角，二块上盖板的外壁拼接成上拼接支角，所述的上拼接支角、下拼接支角和连接支撑板间通过侧受力板相固定，所述的上盖板、下盖板和U型加劲板间通过受力板相固定，所述的上盖板的上部与下盖板的底部分别设有连接牛腿，所述的连接牛腿与连接支撑板相固定，所述的上盖板与下盖板中分别设有相对称分布的灌浆孔。

作为优选，所述的U型加劲板的内壁设有均匀分布的加劲定位板，所述的加劲定位板分别与上盖板和下盖板相固定，所述的加劲定位板中形成与灌浆孔相连通的穿孔，所述的连接牛腿的外壁设有均匀分布的连接耳板，所述的连接牛腿的外端设有定位圈板，所述的侧受力板与受力板的外端设有均匀分布的螺栓定位孔。

作为优选，包括上盖板与下盖板间对称状分布，所述的上盖板上的连接牛腿与下盖板底部的连接牛腿呈对称分布，所述的连接牛腿分别与上盖板和下盖板呈倾斜状分布。

作为优选，所述的连接支撑板的上部与下部分别呈圆弧状分布，所述的下盖板的外端呈倾斜状分布，所述的侧受力板的中心线与连接支撑板的中心线呈同一直线分布。

交叉网格结构的专用胎架，包括操作平台，所述的操作平台上部的左右端分别设有盖板搁架，二块盖板搁架间设有一对相间隔分布的牛腿搁架，所述的盖板搁架的高度大于牛腿搁架，所述的操作平台的底部设有均匀分布的支脚。

交叉网格结构的连接节点的制备方法，按以下步骤进行：

（1）、切割下料：

钢板下料采取三维放样技术，同时将工艺补偿余量计入下料尺寸；

下料前钢板用矫正机进行矫平，通过等离子数控钢板切割设备，利用数控编程，将连接节点中涉及的各种异形钢板进行精确下料；

大口径钢管的牛腿采用六维数控相贯切割设备，设备采用CNC控制系统，配置等离子切割机，自动实现圆管多重相贯线的切割和剖口的开设；

牛腿端面采用机械动力装置进行端面铣加工，使牛腿端面保证平整，提高加工精度；

牛腿指连接牛腿；

（2）、加工成形：

通过大型液压设备，将U型加劲板加工成半椭圆柱状；

先采用专用压模对钢板两侧进行压头预压成型，并用样板检测椭圆度，两侧预压成型后，对钢板中部进行压制，压制时严格按下料时弹出的等分线进行逐步成型；

牛腿的卷制采用1500吨液压机，牛腿两端压头后，采用样板检测保证锥度，卷制时采用多次进给法，通过定位锥体母线调节进料方向提高卷制精度，卷制完成后进行纵缝焊接；

主要对牛腿管端椭圆度、管端的平整度、纵缝对口错边数值、锥度项目进行控制检测；

大口径钢管牛腿的压制采用大口径钢管压制生产线，下料钢板经铣边、折弯成型、合缝预焊、直缝内外埋弧焊接、精整整形、探伤检测一系列工艺流程后成为钢管，自动化生产线大大提高了钢管的加工精度要求；

通过三维空间定位钻床，分别在连接耳板、侧受力板和受力板进行孔位精确加工,保证了孔径、孔距、孔位的准确无误；

（3）、组装胎架：

组装胎架首先依据节点的外形尺寸条件，铺设型钢平台并精确整平，然后布置胎架，在满足胎架自身的强度、刚度和稳定性外，须保证车间组装、吊装的安全要求；

依据节点牛腿定位尺寸，在平台上布置支撑，用于临时固定节点牛腿；

同时根据节点控制点投影，划出节点关键控制点、牛腿中心线、牛腿端口线投影线，形成组装精度控制网；

（4）、组装、焊接和检测：

按加工工艺程序，将下料完成后的各零件放置在拼装胎架上并临时固定，组装采用三维坐标定位法组装定位，利用钢尺、线锤、全站仪工具对控制点的距离及位置进行测量；

第一步，先将下盖板水平定位后，与连接支撑板组立，将下盖板与连接支撑板相连处开好剖口，剖口可以根据实际板厚的情况，剖口采用V型或U型，焊缝等级为一级全融透；

第二步，将U型加劲板、连接支撑板和下盖板组立，将连接支撑板和上盖板相连处开好剖口，剖口采用双面K型，焊缝等级为一级；

第三步，将加劲定位板、侧受力板、受力板放入其中分别与连接支撑板、下盖板和U型加劲板相连；

第四步，将上盖板盖上，在上盖板和下盖板的中间分别开直径为900mm的灌浆孔，以便加工时有施焊空间及方便现场灌混凝土；

在以上4步完成后，节点箱体已组装完成；

在焊接过程中，根据焊接工艺评定，节点焊接遵循平面上由中间向四周方向施焊，立面由下向上、尽量按中和轴对称施焊的顺序原则，通过设置刚性支撑固定、反变形、矫正工艺减少焊接变形，并采用振动时效工艺对构件进行残余应力的消减；

特别须保证节点连接支撑板处的焊接质量，因支撑板厚度最大可达150mm，厚度方向性能达Z25，材质为Q420GJ,并且焊缝区域集中，焊接过程着重控制厚板的层状撕裂、焊接变形及残余应力的消减；

第五步，焊接完成后，根据要求进行超声波探伤，确保焊接质量，同时需要进行尺寸检测，确认满足设计要求后进行下一步工序；

第六步是将连接牛腿与拼装胎架上的构件组立，由于每个节点的位置都在变化，角度均各不相同，因此需要在连接牛腿相贯线下料时，就根据三维实体模型进行数字化编程，同时在等离子数控切割时就开好焊接剖口角度，以便于该节点的最后一道工序顺序完成；

牛腿组装时，按管口定位点控制组装精度，焊接过程中注意保证牛腿小夹角相贯焊缝质量；

组装完成后对整体节点进行外观及最后焊缝的检测，满足设计和现场拼装尺寸的要求；

外观关键尺寸包括：牛腿端口控制点与节点中心尺寸、牛腿端口控制点间尺寸、节点上下盖板标高尺寸、上下部圆管牛腿内侧控制点距离。

因此，本发明的交叉网格结构的连接节点、专用胎架及其制备方法，结构紧凑，提高施工效率，降低施工成本，提升施工安全性，稳定性和受力性能出色。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的侧视结构示意图；

图3是本发明的纵向剖视结构示意图；

图4是本发明的横向结构示意图；

图5是本发明的装配流程的结构示意图；

图6是本发明中专用胎架的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，交叉网格结构的连接节点，包括连接支撑板1，所述的连接支撑板1的两侧端分别设有与连接支撑板1相固定的连接节点机构，所述的连接节点机构包括与连接支撑板1的外壁相固定的下盖板2，所述的下盖板2的上部设有与连接支撑板1相固定的U型加劲板3，所述的U型加劲板3的上部设有与U型加劲板3相固定的上盖板4，二块下盖板2与连接支撑板1的下端相插接固定，二块上盖板4与连接支撑板1的上端相插接固定，二块下盖板2的外壁拼接成下拼接支角5，二块上盖板4的外壁拼接成上拼接支角6，所述的上拼接支角6、下拼接支角5和连接支撑板1间通过侧受力板7相固定，所述的上盖板4、下盖板2和U型加劲板3间通过受力板8相固定，所述的上盖板4的上部与下盖板2的底部分别设有连接牛腿9，所述的连接牛腿9与连接支撑板1相固定，所述的上盖板4与下盖板2中分别设有相对称分布的灌浆孔10。

所述的U型加劲板3的内壁设有均匀分布的加劲定位板11，所述的加劲定位板11分别与上盖板4和下盖板2相固定，所述的加劲定位板11中形成与灌浆孔10相连通的穿孔12，所述的连接牛腿9的外壁设有均匀分布的连接耳板13，所述的连接牛腿9的外端设有定位圈板14，所述的侧受力板7与受力板8的外端设有均匀分布的螺栓定位孔15。

包括上盖板4与下盖板2间对称状分布，所述的上盖板4上的连接牛腿9与下盖板2底部的连接牛腿9呈对称分布，所述的连接牛腿9分别与上盖板4和下盖板2呈倾斜状分布。

所述的连接支撑板1的上部与下部分别呈圆弧状分布，所述的下盖板2的外端呈倾斜状分布，所述的侧受力板7的中心线与连接支撑板1的中心线呈同一直线分布。

交叉网格结构的专用胎架，包括操作平台16，所述的操作平台16上部的左右端分别设有盖板搁架17，二块盖板搁架17间设有一对相间隔分布的牛腿搁架18，所述的盖板搁架17的高度大于牛腿搁架18，所述的操作平台16的底部设有均匀分布的支脚19。

交叉网格结构的连接节点的制备方法，按以下步骤进行：

（1）、切割下料：

钢板下料采取三维放样技术，同时将工艺补偿余量计入下料尺寸；

下料前钢板用矫正机进行矫平，通过等离子数控钢板切割设备，利用数控编程，将连接节点中涉及的各种异形钢板进行精确下料；

大口径钢管的牛腿采用六维数控相贯切割设备，设备采用CNC控制系统，配置等离子切割机，自动实现圆管多重相贯线的切割和剖口的开设；

牛腿端面采用机械动力装置进行端面铣加工，使牛腿端面保证平整，提高加工精度；

牛腿指连接牛腿；

（2）、加工成形：

通过大型液压设备，将U型加劲板加工成半椭圆柱状；

先采用专用压模对钢板两侧进行压头预压成型，并用样板检测椭圆度，两侧预压成型后，对钢板中部进行压制，压制时严格按下料时弹出的等分线进行逐步成型；

牛腿的卷制采用1500吨液压机，牛腿两端压头后，采用样板检测保证锥度，卷制时采用多次进给法，通过定位锥体母线调节进料方向提高卷制精度，卷制完成后进行纵缝焊接；

主要对牛腿管端椭圆度、管端的平整度、纵缝对口错边数值、锥度项目进行控制检测；

大口径钢管牛腿的压制采用大口径钢管压制生产线，下料钢板经铣边、折弯成型、合缝预焊、直缝内外埋弧焊接、精整整形、探伤检测一系列工艺流程后成为钢管，自动化生产线大大提高了钢管的加工精度要求；

通过三维空间定位钻床，分别在连接耳板、侧受力板和受力板进行孔位精确加工,保证了孔径、孔距、孔位的准确无误；

（3）、组装胎架：

组装胎架首先依据节点的外形尺寸条件，铺设型钢平台并精确整平，然后布置胎架，在满足胎架自身的强度、刚度和稳定性外，须保证车间组装、吊装的安全要求；

依据节点牛腿定位尺寸，在平台上布置支撑，用于临时固定节点牛腿；

同时根据节点控制点投影，划出节点关键控制点、牛腿中心线、牛腿端口线投影线，形成组装精度控制网；

（4）、组装、焊接和检测：

按加工工艺程序，将下料完成后的各零件放置在拼装胎架上并临时固定，组装采用三维坐标定位法组装定位，利用钢尺、线锤、全站仪工具对控制点的距离及位置进行测量；

第一步，先将下盖板水平定位后，与连接支撑板组立，将下盖板与连接支撑板相连处开好剖口，剖口可以根据实际板厚的情况，剖口采用V型或U型，焊缝等级为一级全融透；

第二步，其次将U型加劲板、连接支撑板和下盖板组立，将连接支撑板和上盖板相连处开好剖口，剖口采用双面K型，焊缝等级为一级；

第三步，将加劲定位板、侧受力板、受力板放入其中分别与连接支撑板、下盖板和U型加劲板相连；

第四步，将上盖板盖上，在上盖板和下盖板的中间分别开直径为900mm的灌浆孔，以便加工时有施焊空间及方便现场灌混凝土；

在以上4步完成后，节点箱体已组装完成；

在焊接过程中，根据焊接工艺评定，节点焊接遵循平面上由中间向四周方向施焊，立面由下向上、尽量按中和轴对称施焊的顺序原则，通过设置刚性支撑固定、反变形、矫正工艺减少焊接变形，并采用振动时效工艺对构件进行残余应力的消减；

特别须保证节点连接支撑板处的焊接质量，因支撑板厚度最大可达150mm，厚度方向性能达Z25，材质为Q420GJ,并且焊缝区域集中，焊接过程着重控制厚板的层状撕裂、焊接变形及残余应力的消减；

第五步，焊接完成后，根据要求进行超声波探伤，确保焊接质量，同时需要进行尺寸检测，确认满足设计要求后进行下一步工序；

第六步是将连接牛腿与拼装胎架上的构件组立，由于每个节点的位置都在变化，角度均各不相同，因此需要在连接牛腿相贯线下料时，就根据三维实体模型进行数字化编程，同时在等离子数控切割时就开好焊接剖口角度，以便于该节点的最后一道工序顺序完成；

牛腿组装时，按管口定位点控制组装精度，焊接过程中注意保证牛腿小夹角相贯焊缝质量；

组装完成后对整体节点进行外观及最后焊缝的检测，满足设计和现场拼装尺寸的要求；

外观关键尺寸包括：牛腿端口控制点与节点中心尺寸、牛腿端口控制点间尺寸、节点上下盖板标高尺寸、上下部圆管牛腿内侧控制点距离。

Claims (5)

1.一种交叉网格结构的连接节点，其特征在于：包括连接支撑板（1），所述的连接支撑板（1）的两侧端分别设有与连接支撑板（1）相固定的连接节点机构，所述的连接节点机构包括与连接支撑板（1）的外壁相固定的下盖板（2），所述的下盖板（2）的上部设有与连接支撑板（1）相固定的U型加劲板（3），所述的U型加劲板（3）的上部设有与U型加劲板（3）相固定的上盖板（4），二块下盖板（2）与连接支撑板（1）的下端相插接固定，二块上盖板（4）与连接支撑板（1）的上端相插接固定，二块下盖板（2）的外壁拼接成下拼接支角（5），二块上盖板（4）的外壁拼接成上拼接支角（6），所述的上拼接支角（6）、下拼接支角（5）和连接支撑板（1）间通过侧受力板（7）相固定，所述的上盖板（4）、下盖板（2）和U型加劲板（3）间通过受力板（8）相固定，所述的上盖板（4）的上部与下盖板（2）的底部分别设有连接牛腿（9），所述的连接牛腿（9）与连接支撑板（1）相固定，所述的上盖板（4）与下盖板（2）中分别设有相对称分布的灌浆孔（10）。

2.根据权利要求1所述的交叉网格结构的连接节点，其特征在于：所述的U型加劲板（3）的内壁设有均匀分布的加劲定位板（11），所述的加劲定位板（11）分别与上盖板（4）和下盖板（2）相固定，所述的加劲定位板（11）中形成与灌浆孔（10）相连通的穿孔（12），所述的连接牛腿（9）的外壁设有均匀分布的连接耳板（13），所述的连接牛腿（9）的外端设有定位圈板（14），所述的侧受力板（7）与受力板（8）的外端设有均匀分布的螺栓定位孔（15）。

3.根据权利要求1或2所述的交叉网格结构的连接节点，其特征在于：包括上盖板（4）与下盖板（2）间对称状分布，所述的上盖板（4）上的连接牛腿（9）与下盖板（2）底部的连接牛腿（9）呈对称分布，所述的连接牛腿（9）分别与上盖板（4）和下盖板（2）呈倾斜状分布。

4.根据权利要求1或2所述的交叉网格结构的连接节点，其特征在于：所述的连接支撑板（1）的上部与下部分别呈圆弧状分布，所述的下盖板（2）的外端呈倾斜状分布，所述的侧受力板（7）的中心线与连接支撑板（1）的中心线呈同一直线分布。

5.根据权利要求1或2所述的交叉网格结构的连接节点的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）、切割下料：

钢板下料采取三维放样技术，同时将工艺补偿余量计入下料尺寸；

下料前钢板用矫正机进行矫平，通过等离子数控钢板切割设备，利用数控编程，将连接节点中涉及的各种异形钢板进行精确下料；

大口径钢管的牛腿采用六维数控相贯切割设备，设备采用CNC控制系统，配置等离子切割机，自动实现圆管多重相贯线的切割和剖口的开设；

牛腿端面采用机械动力装置进行端面铣加工，使牛腿端面保证平整，提高加工精度；

牛腿指连接牛腿；

（2）、加工成形：

通过大型液压设备，将U型加劲板加工成半椭圆柱状；

先采用专用压模对钢板两侧进行压头预压成型，并用样板检测椭圆度，两侧预压成型后，对钢板中部进行压制，压制时严格按下料时弹出的等分线进行逐步成型；

牛腿的卷制采用1500吨液压机，牛腿两端压头后，采用样板检测保证锥度，卷制时采用多次进给法，通过定位锥体母线调节进料方向提高卷制精度，卷制完成后进行纵缝焊接；

主要对牛腿管端椭圆度、管端的平整度、纵缝对口错边数值、锥度项目进行控制检测；

大口径钢管牛腿的压制采用大口径钢管压制生产线，下料钢板经铣边、折弯成型、合缝预焊、直缝内外埋弧焊接、精整整形、探伤检测一系列工艺流程后成为钢管，自动化生产线大大提高了钢管的加工精度要求；

通过三维空间定位钻床，分别在连接耳板、侧受力板和受力板进行孔位精确加工,保证了孔径、孔距、孔位的准确无误；

（3）、组装胎架：

组装胎架首先依据节点的外形尺寸条件，铺设型钢平台并精确整平，然后布置胎架，在满足胎架自身的强度、刚度和稳定性外，须保证车间组装、吊装的安全要求；

依据节点牛腿定位尺寸，在平台上布置支撑，用于临时固定节点牛腿；

同时根据节点控制点投影，划出节点关键控制点、牛腿中心线、牛腿端口线投影线，形成组装精度控制网；

（4）、组装、焊接和检测：

按加工工艺程序，将下料完成后的各零件放置在拼装胎架上并临时固定，组装采用三维坐标定位法组装定位，利用钢尺、线锤、全站仪工具对控制点的距离及位置进行测量；

第一步，先将下盖板水平定位后，与连接支撑板组立，将下盖板与连接支撑板相连处开好剖口，剖口根据实际板厚的情况，剖口采用V型或U型，焊缝等级为一级全融透；

第二步，将U型加劲板、连接支撑板和下盖板组立，将连接支撑板和上盖板相连处开好剖口，剖口采用双面K型，焊缝等级为一级；

第三步，将加劲定位板、侧受力板、受力板放入其中分别与连接支撑板、下盖板和U型加劲板相连；

第四步，将上盖板盖上，在上盖板和下盖板的中间分别开直径为900mm的灌浆孔，以便加工时有施焊空间及方便现场灌混凝土；

在以上4步完成后，节点箱体已组装完成；

在焊接过程中，根据焊接工艺评定，节点焊接遵循平面上由中间向四周方向施焊，立面由下向上、尽量按中和轴对称施焊的顺序原则，通过设置刚性支撑固定、反变形、矫正工艺减少焊接变形，并采用振动时效工艺对构件进行残余应力的消减；

特别须保证节点连接支撑板处的焊接质量，因支撑板厚度最大可达150mm，厚度方向性能达Z25，材质为Q420GJ,并且焊缝区域集中，焊接过程着重控制厚板的层状撕裂、焊接变形及残余应力的消减；

第五步，焊接完成后，根据要求进行超声波探伤，确保焊接质量，同时需要进行尺寸检测，确认满足设计要求后进行下一步工序；

第六步是将连接牛腿与拼装胎架上的构件组立，由于每个节点的位置都在变化，角度均各不相同，因此需要在连接牛腿相贯线下料时，就根据三维实体模型进行数字化编程，同时在等离子数控切割时就开好焊接剖口角度，以便于该节点的最后一道工序顺序完成；

牛腿组装时，按管口定位点控制组装精度，焊接过程中注意保证牛腿小夹角相贯焊缝质量；

组装完成后对整体节点进行外观及最后焊缝的检测，满足设计和现场拼装尺寸的要求；

外观关键尺寸包括：牛腿端口控制点与节点中心尺寸、牛腿端口控制点间尺寸、节点上下盖板标高尺寸、上下部圆管牛腿内侧控制点距离。