CN107081575B - 一种复杂日字型构件及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种日字型构件，尤其涉及一种复杂日字型构件及其制作方法，属于钢结构领域。包括日字型箱构件，所述的日字型箱构件外套有扩展组件，所述的扩展组件包括一对相间隔分布的环板牛腿翼缘板，一对环板牛腿翼缘板间设有若干与日字型箱构件相固定的牛腿腹板，所述的牛腿腹板中设有连接端面。一种复杂日字型构件及其制作方法结构紧凑，进一步提升制作工艺，提升产品档次。

Description

一种复杂日字型构件及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种日字型构件，尤其涉及一种复杂日字型构件及其制作方法，属于钢结构领域。

背景技术

随着建筑钢结构产业的不断发展，常规的构件截面形式已不能满足钢构件复杂化、多样化的发展趋势，复杂构件的应用越来越广泛；复杂日字型构件就是其中的一类，这类构件具有如下特点：

1.构件外形复杂、尺寸大、重量重，但受力性能比较好，能够承受较大的载荷，常被大型、超大型复杂钢结构工程所采用。

2.焊接量大，成本高，加工周期长和变形难以控制，传统的加工制作方法难以实现。

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，可以降低复杂日字型构件的加工难度，能够很好的解决日字型构件在制作过程中遇到的一些难题的一种复杂日字型构件及其制作方法。

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：

一种复杂日字型构件，包括日字型箱构件，所述的日字型箱构件外套有扩展组件，所述的扩展组件包括一对相间隔分布的环板牛腿翼缘板，一对环板牛腿翼缘板间设有若干与日字型箱构件相固定的牛腿腹板，所述的牛腿腹板中设有连接端面。

作为优选，所述的环板牛腿翼缘板呈菱形分布，一对环板牛腿翼缘板间的四个象限上分别设有牛腿腹板，相邻牛腿腹板间设有与日字型箱构件相固定的牛腿劲板。

作为优选，所述的日字型箱构件中设有中腹板，所述的中腹板与同方向二个牛腿腹板呈直线连接状分布，所述的中腹板的上部与日字型箱构件的上部呈同一水平面分布，所述的中腹板的底部与日字型箱构件的底部呈同一水平面分布；

与扩展组件相对应的日字型箱构件中设有一对呈对称状分布的纵向加劲板，所述的纵向加劲板与同方向牛腿腹板呈直线连接状分布。

作为优选，所述的牛腿腹板的外端面与环板牛腿翼缘板的外端面呈同一水平面分布；所述的日字型箱构件由日字型构件下翼缘板、日字型构件上翼缘板和边腹板拼装而成。

一种复杂日字型构件的制备方法，按以下步骤进行：

(1)、结构分析：

中腹板一块，日字型箱构件一个，日字型箱构件的横截面为矩形，中腹板固定于日字型箱构件的内部，中腹板和日字型箱构件组合横截面为“日”字型构件；环板牛腿翼缘板和牛腿腹板固定在日字型箱构件外表面；

牛腿腹板位于箱体前后左右侧外表面，角度均为90，对称分布，纵向加劲板固定位于箱体内部，位于牛腿腹板对应位置，并垂直与边腹板，日字型箱构件空腔内灌注素混凝土；

(2)、照加工图纸要求放样、下料切割钢板，将钢板制成：

日字型构件下翼缘板、日字型构件上翼缘板、环板牛腿翼缘板、边腹板、中腹板、纵向加劲板、牛腿腹板采用直条切割机两面同时垂直下料，对不规则件采用数控切割机进行下料；

(3)、制作安装胎架：

构件组装以下端面为胎模正造面，胎模与构件接触面采用机械加工，在承重钢平台上划出构件翼缘板的平面位置线、纵向加劲板位置线、环板位置线的投影线和胎架位置线，并以此为基准设置胎架；

(4)、日字型构件下翼缘板定位：

将日字型构件下翼缘板用行车吊放到胎架上，对准端面企口位置线、中心线的投影线后固定在胎架上；

(5)、中腹板组装：

底板上组装中腹板，调整中腹板和日字型构件下翼缘板之间的垂直度不得大于1mm；然后将中腹板和日字型构件下翼缘板进行定位焊接，定位焊接采用CO₂气保护焊；当定位焊上有气孔或裂纹时，必须清除后重新焊；

(6)、日字型构件上翼缘板组装：

将日字型构件上翼缘板吊上，调节其与中腹板的垂直度不得大于1mm；然后将其与中腹板固定，固定定位焊同样采用CO₂气保护焊，焊接完成后形成一个“工”字形；

(7)、纵向加劲板组装：

将事先制作合格的纵向加劲板对准定位基准中心线，然后进行组装，组装焊接定位焊采用手工焊；

(8)、隐蔽验收：

检查中腹板位置、中腹板与日字型构件下翼缘板、日字型构件上翼缘板的垂直度、中腹板与日字型构件下翼缘板、日字型构件上翼缘板面底板的全熔透焊缝UT检测、焊缝外观质量检查、构件内杂物；验收合格后方允许组装边腹板；

(9)、边腹板组装：

利用液压千斤顶将边腹板顶到“工”字形两侧，然后定位焊固定，焊接完成后形成一个“日”字形；定位焊同样采用CO₂气保护焊，焊缝采用全熔透坡口焊，由于壁厚较大，采取焊前预热及焊接后热措施，利用气保焊的小能量焊接减少箱体边腹板的角变形；

(10)、日字型箱构件本体矫正：

箱体本体焊接完成后，在水平胎架上进行初步测量，对箱体本体变形处如直线度、局部平整度、旁弯等进行矫正；矫正采用火焰矫正，其温度值应控制在750～900℃之间，同一部位加热矫正不得超过2次，矫正后，应缓慢冷却，不得用水骤冷；

(11)、日字型箱构件本体端部端铣加工：

采用端面铣床对箱体本体两端面进行机加工，使箱体本体端面与箱体中心线垂直，保证箱体的几何长度，粗糙度、垂直度均应符合规范要求；

(12)、装焊环板牛腿；

各个牛腿以箱体顶部的端铣面为装配基准，确定各牛腿的装配位置线，然后在箱体壁板上划线，环板对准定位基准线，最后进行组装焊接，定位焊采用手工焊,牛腿腹板定位组装焊接，牛腿劲板定位组装焊接,按生产要求控制牛腿的相对位置、垂直度及高强螺栓孔群与箱体中心线的距离。

本发明具有以下优点：

本发明采用合理的焊接顺序，采用对称焊，对收缩量大的部位先焊，进一步保证日字型构件的加工质量；采取合理的火焰矫正，减小分段加工过程中的焊接变形，同时保证大尺度构件的外形精度；严格控制加工过程中精度以及总体尺寸等，保证现场安装的方便快捷以及安装质量，同时减少拼装工作量。日字型构件内灌注混凝土，可发挥钢的抗弯和约束作用、发挥混凝土的抗剪和吸热作用，起到增强结构抗震、防火的综合效果。本发明为典型的超高层建筑结构构件，所提供的复杂日字型构件及其制作方法可以推广到其他高层建筑结构的建造，并为交叉施工提供便捷。

本发明提供一种复杂日字型构件及其制作方法，结构紧凑，进一步提升制作工艺，提升产品档次。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的平面构造结构示意图；

图3是本发明的立面结构示意图。

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和图3所示，一种复杂日字型构件，包括日字型箱构件1，所述的日字型箱构件1外套有扩展组件，所述的扩展组件包括一对相间隔分布的环板牛腿翼缘板2，一对环板牛腿翼缘板2间设有若干与日字型箱构件1相固定的牛腿腹板3，所述的牛腿腹板3中设有连接端面4。

所述的环板牛腿翼缘板2呈菱形分布，一对环板牛腿翼缘板2间的四个象限上分别设有牛腿腹板3，相邻牛腿腹板3间设有与日字型箱构件1相固定的牛腿劲板5。

所述的日字型箱构件1中设有中腹板6，所述的中腹板6与同方向二个牛腿腹板3呈直线连接状分布，所述的中腹板6的上部与日字型箱构件1的上部呈同一水平面分布，所述的中腹板6的底部与日字型箱构件1的底部呈同一水平面分布；

与扩展组件相对应的日字型箱构件1中设有一对呈对称状分布的纵向加劲板7，所述的纵向加劲板7与同方向牛腿腹板3呈直线连接状分布。

所述的牛腿腹板3的外端面与环板牛腿翼缘板2的外端面呈同一水平面分布；所述的日字型箱构件1由日字型构件下翼缘板8、日字型构件上翼缘板9和边腹板10拼装而成。

一种复杂日字型构件的制备方法，按以下步骤进行：

(1)、结构分析：

中腹板一块，日字型箱构件一个，日字型箱构件的横截面为矩形，中腹板固定于日字型箱构件的内部，中腹板和日字型箱构件组合横截面为“日”字型构件；环板牛腿翼缘板和牛腿腹板固定在日字型箱构件外表面；

牛腿腹板位于箱体前后左右侧外表面，角度均为90，对称分布，纵向加劲板固定位于箱体内部，位于牛腿腹板对应位置，并垂直与边腹板，日字型箱构件空腔内灌注素混凝土；

(2)、照加工图纸要求放样、下料切割钢板，将钢板制成：

日字型构件下翼缘板、日字型构件上翼缘板、环板牛腿翼缘板、边腹板、中腹板、纵向加劲板、牛腿腹板采用直条切割机两面同时垂直下料，对不规则件采用数控切割机进行下料；

(3)、制作安装胎架：

构件组装以下端面为胎模正造面，胎模与构件接触面采用机械加工，在承重钢平台上划出构件翼缘板的平面位置线、纵向加劲板位置线、环板位置线的投影线和胎架位置线，并以此为基准设置胎架；

(4)、日字型构件下翼缘板定位：

将日字型构件下翼缘板用行车吊放到胎架上，对准端面企口位置线、中心线的投影线后固定在胎架上；

(5)、中腹板组装：

底板上组装中腹板，调整中腹板和日字型构件下翼缘板之间的垂直度不得大于1mm；然后将中腹板和日字型构件下翼缘板进行定位焊接，定位焊接采用CO₂气保护焊；当定位焊上有气孔或裂纹时，必须清除后重新焊；

(6)、日字型构件上翼缘板组装：

将日字型构件上翼缘板吊上，调节其与中腹板的垂直度不得大于1mm；然后将其与中腹板固定，固定定位焊同样采用CO₂气保护焊，焊接完成后形成一个“工”字形；

(7)、纵向加劲板组装：

将事先制作合格的纵向加劲板对准定位基准中心线，然后进行组装，组装焊接定位焊采用手工焊；

(8)、隐蔽验收：

检查中腹板位置、中腹板与日字型构件下翼缘板、日字型构件上翼缘板的垂直度、中腹板与日字型构件下翼缘板、日字型构件上翼缘板面底板的全熔透焊缝UT检测、焊缝外观质量检查、构件内杂物；验收合格后方允许组装边腹板；

(9)、边腹板组装：

利用液压千斤顶将边腹板顶到“工”字形两侧，然后定位焊固定，焊接完成后形成一个“日”字形；定位焊同样采用CO₂气保护焊，焊缝采用全熔透坡口焊，由于壁厚较大，采取焊前预热及焊接后热措施，利用气保焊的小能量焊接减少箱体边腹板的角变形；

(10)、日字型箱构件本体矫正：

箱体本体焊接完成后，在水平胎架上进行初步测量，对箱体本体变形处如直线度、局部平整度、旁弯等进行矫正；矫正采用火焰矫正，其温度值应控制在750～900℃之间，同一部位加热矫正不得超过2次，矫正后，应缓慢冷却，不得用水骤冷；

(11)、日字型箱构件本体端部端铣加工：

采用端面铣床对箱体本体两端面进行机加工，使箱体本体端面与箱体中心线垂直，保证箱体的几何长度，粗糙度、垂直度均应符合规范要求；

(12)、装焊环板牛腿；

各个牛腿以箱体顶部的端铣面为装配基准，确定各牛腿的装配位置线，然后在箱体壁板上划线，环板对准定位基准线，最后进行组装焊接，定位焊采用手工焊,牛腿腹板定位组装焊接，牛腿劲板定位组装焊接,按生产要求控制牛腿的相对位置、垂直度及高强螺栓孔群与箱体中心线的距离。

Claims (1)

1.一种复杂日字型构件的制备方法，构件包括日字型箱构件（1），所述的日字型箱构件（1）外套有扩展组件，所述的扩展组件包括一对相间隔分布的环板牛腿翼缘板（2），一对环板牛腿翼缘板（2）间设有若干与日字型箱构件（1）相固定的牛腿腹板（3），所述的牛腿腹板（3）中设有连接端面（4）；

所述的环板牛腿翼缘板（2）呈菱形分布，一对环板牛腿翼缘板（2）间的四个象限上分别设有牛腿腹板（3），相邻牛腿腹板（3）间设有与日字型箱构件（1）相固定的牛腿劲板（5）；

所述的日字型箱构件（1）中设有中腹板（6），所述的中腹板（6）与同方向二个牛腿腹板（3）呈直线连接状分布，所述的中腹板（6）的上部与日字型箱构件（1）的上部呈同一水平面分布，所述的中腹板（6）的底部与日字型箱构件（1）的底部呈同一水平面分布；

与扩展组件相对应的日字型箱构件（1）中设有一对呈对称状分布的纵向加劲板（7），所述的纵向加劲板（7）与同方向牛腿腹板（3）呈直线连接状分布；

所述的牛腿腹板（3）的外端面与环板牛腿翼缘板（2）的外端面呈同一水平面分布；所述的日字型箱构件（1）由日字型构件下翼缘板（8）、日字型构件上翼缘板（9）和边腹板（10）拼装而成；

其特征在于按以下步骤进行：

（1）、结构分析：

中腹板一块，日字型箱构件一个，日字型箱构件的横截面为矩形，中腹板固定于日字型箱构件的内部，中腹板和日字型箱构件组合横截面为“日”字型构件；环板牛腿翼缘板和牛腿腹板固定在日字型箱构件外表面；

牛腿腹板位于箱体前后左右侧外表面，角度均为90，对称分布，纵向加劲板固定位于箱体内部，位于牛腿腹板对应位置，并垂直与边腹板，日字型箱构件空腔内灌注素混凝土；

（2）、照加工图纸要求放样、下料切割钢板，将钢板制成：

日字型构件下翼缘板、日字型构件上翼缘板、环板牛腿翼缘板、边腹板、中腹板、纵向加劲板、牛腿腹板采用直条切割机两面同时垂直下料，对不规则件采用数控切割机进行下料；

（3）、制作安装胎架：

构件组装以下端面为胎模正造面，胎模与构件接触面采用机械加工，在承重钢平台上划出构件翼缘板的平面位置线、纵向加劲板位置线、环板位置线的投影线和胎架位置线，并以此为基准设置胎架；

（4）、日字型构件下翼缘板定位：

将日字型构件下翼缘板用行车吊放到胎架上，对准端面企口位置线、中心线的投影线后固定在胎架上；

（5）、中腹板组装：

底板上组装中腹板，调整中腹板和日字型构件下翼缘板之间的垂直度不得大于1mm；然后将中腹板和日字型构件下翼缘板进行定位焊接，定位焊接采用CO₂气保护焊；当定位焊上有气孔或裂纹时，必须清除后重新焊；

（6）、日字型构件上翼缘板组装：

将日字型构件上翼缘板吊上，调节其与中腹板的垂直度不得大于1mm；然后将其与中腹板固定，固定定位焊同样采用CO₂气保护焊，焊接完成后形成一个“工”字形；

（7）、纵向加劲板组装：

将事先制作合格的纵向加劲板对准定位基准中心线，然后进行组装，组装焊接定位焊采用手工焊；

（8）、隐蔽验收：

检查中腹板位置、中腹板与日字型构件下翼缘板、日字型构件上翼缘板的垂直度、中腹板与日字型构件下翼缘板、日字型构件上翼缘板面底板的全熔透焊缝UT检测、焊缝外观质量检查、构件内杂物；验收合格后方允许组装边腹板；

（9）、边腹板组装：

利用液压千斤顶将边腹板顶到“工”字形两侧，然后定位焊固定，焊接完成后形成一个“日”字形；定位焊同样采用CO₂气保护焊，焊缝采用全熔透坡口焊，由于壁厚较大，采取焊前预热及焊接后热措施，利用气保焊的小能量焊接减少箱体边腹板的角变形；

（10）、日字型箱构件本体矫正：

箱体本体焊接完成后，在水平胎架上进行初步测量，对箱体本体变形处的直线度、局部平整度、旁弯进行矫正；矫正采用火焰矫正，其温度值应控制在750～900℃之间，同一部位加热矫正不得超过2次，矫正后，应缓慢冷却，不得用水骤冷；

（11）、日字型箱构件本体端部端铣加工：

采用端面铣床对箱体本体两端面进行机加工，使箱体本体端面与箱体中心线垂直，保证箱体的几何长度，粗糙度、垂直度均应符合规范要求；

（12）、装焊环板牛腿;

各个牛腿以箱体顶部的端铣面为装配基准，确定各牛腿的装配位置线，然后在箱体壁板上划线，环板对准定位基准线，最后进行组装焊接，定位焊采用手工焊,牛腿腹板定位组装焊接，牛腿劲板定位组装焊接,按生产要求控制牛腿的相对位置、垂直度及高强螺栓孔群与箱体中心线的距离。