CN106944721B - 双排h型截面转箱型截面组合钢柱的制作方法 - Google Patents

双排h型截面转箱型截面组合钢柱的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双排H型截面转箱型截面组合钢柱，下侧翼板与右侧腹板呈79°倾斜角度竖向布置，中间腹板与右侧腹板垂直、与下侧翼板平行之间采用刚性连接，在下侧翼板上方设置垂直与下侧翼板的通长腹板，在通长腹板、右侧腹板上方设置与下侧翼板平行的上侧翼板，左侧腹板分部与上、下翼板垂直，所述箱型内侧水平受力隔板分别垂直与上、下翼板之间且相互垂直刚性连接，外侧封板位于上、下翼板之间与其呈79°倾斜角度，在上、下翼板及外侧腹板、封板外表面设置与钢梁连接的水平牛腿。本发明从构件的组焊顺序来保证构件构件的制作精度及外观质量，也对过程中将遇到的焊接问题给予相对应的解决措施。

Description

双排H型截面转箱型截面组合钢柱的制作方法
技术领域
本发明涉及一种钢柱，具体是一种双排H型截面转箱型截面组合钢柱的制作方法。属于建筑钢结构技术领域。
背景技术
在超高层建筑外侧主要受力结构体系均为大截面组合式钢柱，以保证整栋塔楼在重力或外力的作用下发挥其抗压、抗震、抗扭等优势性能，钢柱外侧分别设置各层与钢梁连接的牛腿在很大程度上起到了构件连接之间的稳定性，考虑到建筑外观的效果，部分构件会随着主体建筑的高度增加，构件的截面也发生了相应的变化，如截面变小、截面形式变化等，突出建筑整体造型，给后续工序创造了良好的施工前提条件。
某工程位于苏州工业园区，建筑总高度450米，共计99层，建成后成为金鸡湖畔最具代表性建筑之一，是一个集写字楼、酒店、办公场所及商业配套综合性商业项目，为目前江苏在建第一高楼。在该建筑塔楼81-83层外框钢柱由原劲性钢骨柱转换为外露纯钢结构，截面由H型组合转换成箱型截面，构件截面规格为2609mm×2662mm，长度为12945mm，单根构件重量约20.5t，本体材质为Q345B、Q345GJB、Q345GJB-Z15，最小板厚为20mm，最大板厚为40mm。
本工程中外露钢框柱从截面变化位置选用双排H型截面转箱型截面组合钢柱类型，该结构类型在以往工程中未曾出现过，尚属首次，是超高层建筑主体结构截面变化及建筑造型外观方面发展起来一种特殊的新型构件，因构件的结构形式复杂、截面尺寸大，焊接条件限制、过程中焊接变形等诸多不利因素的影响，如何保证构件加工精度及质量满足要求将成为制作的重点难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种双排H型截面转箱型截面组合钢柱的制作方法，可以更好的解决构件的制作重难点，对构件上、下节柱对接位置进行合理的过渡处理，上部结构建筑外观可以达到设计预期的效果，也为后续的施工创造良好的前提条件。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种双排H型截面转箱型截面组合钢柱的制作方法，所述组合钢柱包括下侧翼板、右侧腹板、中间腹板、上侧翼板、左侧腹板、外侧封板、与钢梁连接的各水平牛腿、水平受力隔板和通长腹板，所述方法包括以下步骤：
步骤一、根据要求进行下侧翼板与右侧腹板进行定位，定位时应将右侧腹板对准下侧翼板上的定位中心线，并注意两者之间的倾斜角度；
步骤二、将开槽合格的中间腹板进行组焊，采用单面坡口衬垫焊，坡口朝向外侧；
步骤三、将根据要求进行通长腹板组立，组立时将通长腹板对准下端已开槽的中间腹板以及下侧翼板上的定位中心线，定位完成进行点焊；
步骤四、待通长腹板定位完成后将上侧翼板吊上组装胎架上与已装好的部件进行定位，定位时将上、下侧翼板的两端口对准地样线，上侧翼板与右侧腹板、通长腹板之间焊缝全部采用单面坡口衬垫焊；
步骤五、将左侧腹板按照图纸尺寸进行定位；
步骤六、将水平受力隔板按照从里至外四面依次焊接，坡口朝向外侧，采用单面坡口衬垫焊；
步骤七、将外侧封板进行定位，装焊时以上口为基准端进行定位，定位时注意外侧封板与上、下侧翼板之间的角度，无误后方可进行点焊，合格后将构件旋转90°焊接两侧腹板与上、下侧翼板之间的角接焊缝，焊接方法采用气保焊打底埋弧焊盖面，焊接24h后进行超声波检测，合格后方可流入下道工序；
步骤八、将钢柱外侧所有小合拢合格的各水平牛腿进行定位，定位时注意各牛腿与钢柱本体翼腹板之间垂直度，牛腿翼板与本体之间采用坡口清根焊，腹板与本体之间采用单面或双面坡口焊，牛腿焊接完成后及时对有偏差的部位进行火工矫正，并在24小时内进行焊缝超声波检测；
步骤九、根据图纸上的定位尺寸对钢柱上、下端连接耳板进行定位点焊，采用气保焊进行焊接，坡口形式为单面35°坡口，一侧焊接另一侧清根；
步骤十、根据深化图纸中的栓钉分布位置进行装焊，栓钉采用植焊，并配备相应的磁环，焊接操作采用平焊位置；
步骤十一、待栓钉植焊完毕后进行构件完整性验收，验收参照钢结构质量验收规范要求执行。
优选地，步骤一中的右侧腹板相对于下侧翼板的倾斜角度为79°。
优选地，步骤二中在焊前进行预热，预热温度60-80℃，焊接时在规定参数范围内采用低电流电压、高速度多层多道焊接，温度控制在80-250℃。
优选地，步骤三中的定位焊长度40～60mm，焊缝厚度最小3mm，最大不超过设计焊缝厚度的2/3，间距300～600mm，主焊缝两端50mm范围不得点焊，焊缝采用通长单面坡口衬垫焊。
优选地，步骤五中的定位焊长度40~60mm，焊缝厚度最小3mm，最大不超过设计焊缝厚度的2/3，间距300~600mm，主焊缝两端50mm范围不得点焊。
优选地，步骤六中的焊接过程中如导致本体翼腹板变形，应及时进行校正，校正温度控制在600-800℃之间。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明从构件的组焊顺序，焊接方法，过程控制及相关注意点等方面来保证构件构件的制作精度及外观质量，也对过程中将遇到的焊接问题给予相对应的解决措施，明确了施焊过程中严格执行焊接工艺参数，避免采用大电流大电压施焊导致构件严重变形无法矫正。
附图说明
图1为本发明一种双排H型截面转箱型截面组合钢柱的结构示意图。
图2为本发明一种双排H型截面转箱型截面组合钢柱的内部结构示意图。
图3～图12为本发明一种双排H型截面转箱型截面组合钢柱的制作方法流程图。
其中：
下侧翼板1、右侧腹板2、中间腹板3、通长腹板4、上侧翼板5、左侧腹板6、水平受力隔板7、外侧封板8、与钢梁连接的各水平牛腿9、钢柱上下端连接耳板10、外侧栓钉11。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图1，本发明涉及一种双排H型截面转箱型截面组合钢柱，它包括下侧翼板1、右侧腹板2、中间腹板3、上侧翼板5、左侧腹板6、外侧封板8和与钢梁连接的各水平牛腿9，所述下侧翼板1与右侧腹板2呈79°倾斜角度竖向布置，所述中间腹板3与右侧腹板2垂直、与下侧翼板1平行之间采用刚性连接，在所述右侧腹板2上方设置与下侧翼板1平行的上侧翼板5，所述左侧腹板6分别与上、下翼板1、5垂直，所述外侧封板8位于上、下翼板5、1之间与其上、下翼板5、1呈79°倾斜角度，在所述上、下翼板5、1及左侧腹板6、外侧封板8外表面设置与钢梁连接的水平牛腿9，在所述上、下翼板5、1及左侧腹板6、右侧腹板2的外表面设置与其垂直的连接耳板10，在所述上、下翼5、1板及左侧腹板6、右侧腹板2、外侧封板8的外表面设置与其垂直的栓钉11。
如图2所示，在所述下侧翼板1上方设置垂直与下侧翼板1的通长腹板4，所述通长腹板4与中间腹板3垂直交叉连接，所述箱型内侧水平受力隔板7分别垂直与上、下翼板5、1之间且相互刚性连接。
本实施例中双排H型截面转箱型截面组合钢柱的制作方法具体步骤如下：
（1）参见图3，根据要求进行柱底部分下侧翼板与右侧腹板进行定位，定位时应将右侧腹板对准下侧翼板上的定位中心线，并注意两者之间的倾斜角度，右侧腹板相对于下侧翼板的倾斜角度为79°，如有偏差及时调整，焊接方法采用GMAW（二氧化碳气体保护焊）；
（2）参见图4，将开槽合格的零件中间腹板进行组焊考虑到焊接操作空间，此处采用单面坡口衬垫焊，坡口朝向外侧，焊接方法为GMAW，焊前应进行预热，预热温度60-80℃，焊接时在规定参数范围内采用低电流电压、高速度多层多道焊接，温度控制在80-250℃；
（3）参见图5，将根据要求进行通长腹板组立，组立时应将通长腹板对准下端已开槽的中间腹板以及下侧翼板上的定位中心线，定位完成进行点焊，定位焊长度40～60mm，焊缝厚度最小3mm，最大不超过设计焊缝厚度的2/3，间距300～600mm，主焊缝两端50mm范围不得点焊，为保证构件外侧焊缝统一，此处焊缝采用通长单面坡口衬垫焊；
（4）参见图6，待通长腹板定位完成后将上侧翼板吊上组装胎架上与已装好的部件进行定位，定位时将上、下侧翼板的两端口对准地样线，并注意右侧腹板、通长腹板与上、下侧翼板之间的角度，如有偏差及时调整。此处上侧翼板与右侧腹板、通长腹板之间焊缝全部采用单面坡口衬垫焊，焊接方法采用, GMAW+SAW；
（5）参见图7，将左侧腹板按照图纸尺寸进行定位，定位时注意与上、下侧翼缘板之间的垂直度，无误后进行点焊，定位焊长度40~60mm，焊缝厚度最小3mm，最大不超过设计焊缝厚度的2/3，间距300~600mm，主焊缝两端50mm范围不得点焊。此处焊缝采用单面坡口衬垫焊，焊接方法为GMAW,过程中应严格执行焊接工艺参数，严禁采用大电流施焊；
（6）参见图8，将箱体内侧水平受力隔板按照从里至外四面依次焊接，坡口朝向箱体外侧，因隔板布置间距太密导致施焊操作空间有限，故采用单面坡口衬垫焊，焊接方法采用GMAW，焊接过程中如导致本体翼腹板变形，应及时进行校正，校正温度控制在600-800℃之间；
（7）参见图9，将本体最后一块外侧封板进行定位，装焊时以上口为基准端进行定位，定位时注意外侧疯吧与上、下侧翼板之间的角度，无误后方可进行点焊，合格后将构件旋转90°焊接两侧腹板与翼板之间的角接焊缝，焊接方法采用气保焊打底埋弧焊盖面，焊接24h后进行超声波检测，合格后方可流入下道工序；
（8）参见图10，将钢柱外侧所有小合拢合格的H型牛腿进行定位，定位时注意各牛腿与钢柱本体翼腹板之间垂直度，牛腿翼板与本体之间采用坡口清根焊，腹板与本体之间采用单面或双面坡口焊，焊接方法为GMAW,牛腿焊接完成后及时对有偏差的部位进行火工矫正，并与24小时内进行焊缝超声波检测；
（9）参见图11，根据图纸上的定位尺寸对钢柱上、下端连接耳板进行定位点焊，采用气保焊进行焊接，坡口形式为单面35°坡口，一侧焊接另一侧清根；
（10）参见图12，根据深化图纸中的栓钉分布位置进行装焊，栓钉采用植焊，并配备相应的磁环，焊接操作采用平焊位置；
（11）待栓钉植焊完毕后进行构件完整性验收，验收参照钢结构质量验收规范要求执行。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双排H型截面转箱型截面组合钢柱的制作方法，所述组合钢柱包括下侧翼板、右侧腹板、中间腹板、上侧翼板、左侧腹板、外侧封板、与钢梁连接的各水平牛腿、水平受力隔板和通长腹板，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤一、根据要求进行下侧翼板与右侧腹板进行定位，定位时应将右侧腹板对准下侧翼板上的定位中心线，并注意两者之间的倾斜角度；
步骤二、将开槽合格的中间腹板进行组焊，采用单面坡口衬垫焊，坡口朝向外侧；
步骤三、将根据要求进行通长腹板组立，组立时将通长腹板对准下端已开槽的中间腹板以及下侧翼板上的定位中心线，定位完成进行点焊；
步骤四、待通长腹板定位完成后将上侧翼板吊上组装胎架上与已装好的部件进行定位，定位时将上、下侧翼板的两端口对准地样线，上侧翼板与右侧腹板、通长腹板之间焊缝全部采用单面坡口衬垫焊；
步骤五、将左侧腹板按照图纸尺寸进行定位；
步骤六、将水平受力隔板按照从里至外四面依次焊接，坡口朝向外侧，采用单面坡口衬垫焊；
步骤七、将外侧封板进行定位，装焊时以上口为基准端进行定位，定位时注意外侧封板与上、下侧翼板之间的角度，无误后方可进行点焊，合格后将构件旋转90°焊接两侧腹板与上、下侧翼板之间的角接焊缝，焊接方法采用气保焊打底埋弧焊盖面，焊接24h后进行超声波检测，合格后方可流入下道工序；
步骤八、将钢柱外侧所有小合拢合格的各水平牛腿进行定位，定位时注意各牛腿与钢柱本体翼腹板之间垂直度，牛腿翼板与本体之间采用坡口清根焊，腹板与本体之间采用单面或双面坡口焊，牛腿焊接完成后及时对有偏差的部位进行火工矫正，并在24小时内进行焊缝超声波检测；
步骤九、根据图纸上的定位尺寸对钢柱上、下端连接耳板进行定位点焊，采用气保焊进行焊接，坡口形式为单面35°坡口，一侧焊接另一侧清根；
步骤十、根据深化图纸中的栓钉分布位置进行装焊，栓钉采用植焊，并配备相应的磁环，焊接操作采用平焊位置；
步骤十一、待栓钉植焊完毕后进行构件完整性验收，验收参照钢结构质量验收规范要求执行。
2.根据权利要求1所述的一种双排H型截面转箱型截面组合钢柱的制作方法，其特征在于：步骤一中的右侧腹板相对于下侧翼板的倾斜角度为79°。
3.根据权利要求1所述的一种双排H型截面转箱型截面组合钢柱的制作方法，其特征在于：步骤二中在焊前进行预热，预热温度60-80℃，焊接时在规定参数范围内采用低电流电压、高速度多层多道焊接，温度控制在80-250℃。
4.根据权利要求1所述的一种双排H型截面转箱型截面组合钢柱的制作方法，其特征在于：步骤三中的定位焊长度40～60mm，焊缝厚度最小3mm，最大不超过设计焊缝厚度的2/3，间距300～600mm，主焊缝两端50mm范围不得点焊，焊缝采用通长单面坡口衬垫焊。
5.根据权利要求1所述的一种双排H型截面转箱型截面组合钢柱的制作方法，其特征在于：步骤五中的定位焊长度40~60mm，焊缝厚度最小3mm，最大不超过设计焊缝厚度的2/3，间距300~600mm，主焊缝两端50mm范围不得点焊。
6.根据权利要求1所述的一种双排H型截面转箱型截面组合钢柱的制作方法，其特征在于：步骤六中的焊接过程中如导致本体翼腹板变形，应及时进行校正，校正温度控制在600-800℃之间。
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