CN108517960A - 一种类米字型交叉转换连接节点制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复杂米字型交叉转换连接节点，其中两个H型牛腿对称布置于中间拉板两侧，四个箱型牛腿两两对称布置于中间拉板两侧，同时布置于中间拉板一侧的两个箱型牛腿对称布置于同侧H型牛腿的两侧，在所述H型牛腿内侧布置有加劲板，与牛腿翼板垂直，所述加劲板通过H型牛腿封板封装在内部，在所述箱型牛腿内侧布置栓钉，与中间拉板呈对称布置的两个箱型牛腿内布置有端部隔板，另外两个箱型牛腿布置有端部封板，其中一个H型牛腿上设有连接板，在所述中间拉板上垂直布置有拉板连接板，在四个H型牛腿的端部外侧布置有用于吊装的吊耳。根据复杂的节点制定专项的制作方案，为类似难度的构件制作提供了一定的经验，易于推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种连接钢柱、钢梁、桁架、斜撑等的交叉转换节点，具体是一种类米字型交叉转换连接节点及其制作方法。属于建筑钢结构技术领域。
背景技术
随着国内大型超高层复杂钢结构工程的增多，钢结构工程中的巨柱跨度越来越大，形式也越来越复杂，制造难度加大，而构件的制作精度要求也越来越高。为提高构件的制作效率，缩短项目工期，如何采用合理简单高效的制作方法完成构件的制作，不仅满足设计的受力要求，而且保证较高制作精度焊接质量，现在成为了钢结构建筑行业的重要研究热点之一。
该项目位于宁波市东部新城核心区C3.6地块，北至中山路，东至海晏路。建筑面积15.18万平米，地上建筑面积约11万平米，由一栋43层约208米高的办公塔楼与一栋4层约23.35米高的商业裙房组成。本工程钢结构主要分布于塔楼及商业裙房，总用钢量约14000吨。外筒结构形式新颖，为巨型斜交网格结构；裙房主体结构为钢筋混凝土结构，顶部钢屋架由方管柱与变截面钢梁组成。
地上部分塔楼外框部分布着18个X形节点，本转换连接节点结构复杂，节点构件由中间拉板、水平牛腿、四个箱型牛腿及其它附属零部件组成，采用何种装配流程是完成构件制作的重点。H型牛腿与中间插板呈90°直角，两侧箱型牛腿与未伸出的中间腹板夹角仅为28°，且腹板板厚厚达80mm，牛腿板厚40mm，厚板小夹角施焊难度大。因本节点需与上下倾斜钢柱及水平钢梁连接，钢柱倾斜角度为76°，制作精度要求高，如何在制作中克服整体的尺寸控制、加工精度及焊接变形等不利因素，成为构件制作的难点。
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类米字型交叉转换连接节点制作方法，从整体的制作方法及组焊流程、尺寸控制及焊接质量等方面着手，探究高效、高质量的制作方法，为此类节点的制作提供一定的制作经验。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种复杂米字型交叉转换连接节点，主要由中间拉板、两个H型牛腿、四个箱型牛腿组成，其中两个H型牛腿对称布置于中间拉板两侧，四个箱型牛腿两两对称布置于中间拉板两侧，同时布置于中间拉板一侧的两个箱型牛腿对称布置于同侧H型牛腿的两侧，在所述H型牛腿内侧布置有加劲板，与牛腿翼板垂直，所述加劲板通过H型牛腿封板封装在内部，在所述箱型牛腿内侧布置栓钉，与中间拉板呈对称布置的两个箱型牛腿内布置有端部隔板，另外两个箱型牛腿布置有端部封板，其中一个H型牛腿上设有连接板，在所述中间拉板上垂直布置有拉板连接板，在四个H型牛腿的端部外侧布置有用于吊装的吊耳。
优选地，所述H型牛腿与中间拉板呈90°直角连接。
优选地，所述箱型牛腿与中间拉板之间呈14°夹角布置。
优选地，所述连接板与H型牛腿封板成56°夹角布置。
本发明提供一种上述复杂米字型交叉转换连接节点的制作方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤一、将两个H型牛腿与中间拉板组焊，H型牛腿本体先部分组焊完成后，再与中间拉板组焊，组焊时应控制好垂直度；
步骤二、装焊H型牛腿内侧加劲板，待H型牛腿翼板与中间拉板焊接完成后，装焊H型牛腿内侧加劲板；
步骤三、装焊H型牛腿封板，对称施焊，注意焊前预热及焊后保温；
步骤四、箱型牛腿U型组立，箱型牛腿先散拼组立成U型，预先在牛腿翼腹板需要焊接栓钉的位置画线示出，在划线位置采用栓钉植焊机植焊栓钉；组立时控制好翼腹板垂直度；
步骤五、箱型牛腿U型组焊，采用全站仪与放地样配合的方式，控制好牛腿与中间拉板角度及端面尺寸，复核端部控制点无误后进行定位焊接，并加设临时支撑；
步骤六、箱型牛腿腹板组焊，将节点箱型牛腿翼板进行定位，定位合格后进行主焊缝整体焊接；
步骤七、H型牛腿和中间拉板的连接板组焊，根据H型牛腿翼板及封板确定连接板倾斜角度，角度确定无误后进行焊接；
步骤八、吊耳组焊，整体焊接完成24h后，进行端部吊耳板焊缝探伤。构件制作完成后进行整体验收，检验是否合格。
优选地，步骤一中组焊时牛腿翼板与中间拉板开设双面坡口，内侧焊接，外侧清根，焊接时，安排两名焊工对称施焊，先焊接内侧焊缝至两层，然后在外侧气刨清根，进行填充至1/3，再将内外侧的焊缝填满盖面。
优选地，步骤三中，焊接过程中将层间温度控制在120-250℃，焊接完成后采用电加热对构件进行后热处理，温度应达到250-350℃，保温2～3h，并用石棉布覆盖保温缓冷至室温。
优选地，步骤四中，焊接形式采用单面坡口衬垫焊，焊接方法为GMAW+SAW，先采用气保焊打底，熔深达到板厚t/3时，用埋弧焊填充盖面，U型箱体焊接时内部加设临时支撑防止变形。
优选地，步骤五中，采用外焊内清根的焊接方式，焊接时采用对称焊接，多层多道焊，以减少焊接变形。
优选地，步骤六中，焊接方法采用气保焊打底，埋弧焊填充盖面，焊前进行预热，温度为150-180℃，层间温度150-250℃，焊后采用电加热至250-350℃，保温2h。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明根据构件的整体结构特点，构件采用散拼式组装，“分步制作，分步检验”，先对称组焊H型牛腿，后U型组焊箱型牛腿，待箱型牛腿翼缘板与中间腹板小角度焊缝焊接完成后，再组焊其它附属结构，“整体把控”构件的精度，装配工艺方面重点关注箱型牛腿与中间拉板倾斜角度及连接板定位，根据深化设计坐标点，采用端部设置控制点、全站仪与放地样结合的方式进行辅助测控定位；焊接工艺方面充分考虑构件截面焊接收缩变形、焊接质量控制等，从最初制定合理的坡口形式、焊接组装顺序、施焊参数的控制、焊前预热及后热措施等方面着手，保证了构件整体焊接质量以及构件的制作精度。
附图说明
图1、图2为本发明复杂米字型交叉转换连接节点结构示意图。
图3～图11为本发明复杂米字型交叉转换连接节点的制作方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图1—2，本发明涉及一种复杂米字型交叉转换连接节点，主要由中间拉板1、两个H型牛腿2、四个箱型牛腿3组成，其中两个H型牛腿2对称布置于中间拉板1 两侧，呈90°直角连接，四个箱型牛腿3两两对称布置于中间拉板1两侧，且呈14°夹角布置，同时布置于中间拉板1一侧的两个箱型牛腿3对称布置于同侧H型牛腿2 的两侧，在所述H型牛腿2内侧布置有加劲板4，与牛腿翼板垂直，所述加劲板4通过 H型牛腿封板5封装在内部，在所述箱型牛腿3内侧布置栓钉6，与中间拉板1呈对称布置的两个箱型牛腿3内布置有端部隔板7，另外两个箱型牛腿3布置有端部封板8，其中一个H型牛腿2上设有连接板9，所述连接板9与H型牛腿封板5成56°夹角布置，在所述中间拉板1上垂直布置有拉板连接板10，在四个H型牛腿2的端部外侧布置有用于吊装的吊耳11。
本实例中复杂米字型交叉转换连接节点的制作方法具体步骤如下：
(1)参见图3，将两个H型牛腿与中间拉板组焊，H型牛腿本体先部分组焊完成后，再与中间拉板组焊，组焊时应控制好垂直度。其中牛腿翼板厚度为60mm，中间拉板厚度为80mm，为控制焊接变形，牛腿翼板与中间拉板开设双面坡口，内侧焊接，外侧清根，焊接时，安排两名焊工对称施焊，先焊接内侧焊缝至两层，然后在外侧气刨清根，进行填充至1/3，再将内外侧的焊缝填满盖面焊接参数严格按照焊接作业指导书进行。
(2)参见图4，装焊H型牛腿内侧加劲板，待H型牛腿翼板与中间拉板焊接完成后，装焊H型牛腿内侧加劲板，注意控制加劲板垂直度。
(3)参见图5，装焊H型牛腿封板，因封板厚度为60mm，封板与中间拉板、牛腿焊缝要求为全熔透二级，开设单坡，为避免产生较大焊接应力，产生焊接变形，焊接时安排两名焊工对称施焊，尤其需要注意焊前预热及焊后保温，焊接过程中严格将层间温度控制在120-250℃，焊接完成后采用电加热对构件进行后热处理，温度应达到 250-350℃，保温2～3h，并用石棉布覆盖保温缓冷至室温。
(4)参见图6，箱型牛腿U型组立，箱型牛腿先散拼组立成U型，预先在牛腿翼腹板需要焊接栓钉的位置画线示出，在划线位置采用栓钉植焊机植焊栓钉；组立时控制好翼腹板垂直度，箱型牛腿自身翼腹板之间的角接焊缝要求为全熔透二级焊缝，焊接形式采用单面坡口衬垫焊，焊接方法为GMAW+SAW，先采用气保焊打底，熔深达到板厚 t/3时，用埋弧焊填充盖面，注意此U型箱体焊接时内部可加设临时支撑防止变形。
(5)参见图7，箱型牛腿U型组焊，U型牛腿与本体组立时，为提高整体的定位精度，采用全站仪与放地样配合的方式，注意控制好牛腿与中间拉板角度及端面尺寸，复核端部控制点无误后进行定位焊接，并加设临时支撑。靠近中间拉板的牛腿翼板与拉板间角度仅为14°，为解决小夹角焊接问题，采用外焊内清根的焊接方式。焊接时采用对称焊接，多层多道焊，以减少焊接变形。
(6)参见图9，箱型牛腿腹板组焊，将节点箱型牛腿翼板进行定位，定位合格后进行主焊缝整体焊接，此处焊缝要求为通长全熔透，焊接方法采用气保焊打底，埋弧焊填充盖面。焊前应进行预热，温度为150-180℃,层间温度150-250℃，焊后采用电加热至 250-350℃，保温2h。
(7)参见图10，H型牛腿和中间拉板的连接板组焊，根据H型牛腿翼板及封板确定连接板倾斜角度，角度确定无误后进行焊接，焊缝要求为双面角焊缝。
(8)参见图11，吊耳组焊，按照深化图纸组焊连接耳板等零部件，整体焊接完成24h后，进行端部吊耳板焊缝探伤。构件制作完成后进行整体验收，检验外观尺寸、焊缝成型等是否合格。
以上所述仅为本发明的一种较佳实现方案而已，并不用以限制本发明，凡在本发明原则范围内所做的非根本性修改、替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复杂米字型交叉转换连接节点，其特征在于：主要由中间拉板、两个H型牛腿、四个箱型牛腿组成，其中两个H型牛腿对称布置于中间拉板两侧，四个箱型牛腿两两对称布置于中间拉板两侧，同时布置于中间拉板一侧的两个箱型牛腿对称布置于同侧H型牛腿的两侧，在所述H型牛腿内侧布置有加劲板，与牛腿翼板垂直，所述加劲板通过H型牛腿封板封装在内部，在所述箱型牛腿内侧布置栓钉，与中间拉板呈对称布置的两个箱型牛腿内布置有端部隔板，另外两个箱型牛腿布置有端部封板，其中一个H型牛腿上设有连接板，在所述中间拉板上垂直布置有拉板连接板，在四个H型牛腿的端部外侧布置有用于吊装的吊耳。
2.根据权利要求1所述的一种复杂米字型交叉转换连接节点，其特征在于：所述H型牛腿与中间拉板呈90°直角连接。
3.根据权利要求1所述的一种复杂米字型交叉转换连接节点，其特征在于：所述箱型牛腿与中间拉板之间呈14°夹角布置。
4.根据权利要求1所述的一种复杂米字型交叉转换连接节点，其特征在于：所述连接板与H型牛腿封板成56°夹角布置。
5.一种如权利要求1所述的复杂米字型交叉转换连接节点的制作方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤一、将两个H型牛腿与中间拉板组焊，H型牛腿本体先部分组焊完成后，再与中间拉板组焊，组焊时应控制好垂直度；
步骤二、装焊H型牛腿内侧加劲板，待H型牛腿翼板与中间拉板焊接完成后，装焊H型牛腿内侧加劲板；
步骤三、装焊H型牛腿封板，对称施焊，注意焊前预热及焊后保温；
步骤四、箱型牛腿U型组立，箱型牛腿先散拼组立成U型，预先在牛腿翼腹板需要焊接栓钉的位置画线示出，在划线位置采用栓钉植焊机植焊栓钉；组立时控制好翼腹板垂直度；
步骤五、箱型牛腿U型组焊，采用全站仪与放地样配合的方式，控制好牛腿与中间拉板角度及端面尺寸，复核端部控制点无误后进行定位焊接，并加设临时支撑；
步骤六、箱型牛腿腹板组焊，将节点箱型牛腿翼板进行定位，定位合格后进行主焊缝整体焊接；
步骤七、H型牛腿和中间拉板的连接板组焊，根据H型牛腿翼板及封板确定连接板倾斜角度，角度确定无误后进行焊接；
步骤八、吊耳组焊，整体焊接完成24h后，进行端部吊耳板焊缝探伤。构件制作完成后进行整体验收，检验是否合格。
6.根据权利要求5所述的一种复杂米字型交叉转换连接节点的制作方法，其特征在于：步骤一中组焊时牛腿翼板与中间拉板开设双面坡口，内侧焊接，外侧清根，焊接时，安排两名焊工对称施焊，先焊接内侧焊缝至两层，然后在外侧气刨清根，进行填充至1/3，再将内外侧的焊缝填满盖面。
7.根据权利要求5所述的一种复杂米字型交叉转换连接节点的制作方法，其特征在于：步骤三中，焊接过程中将层间温度控制在120-250℃，焊接完成后采用电加热对构件进行后热处理，温度应达到250-350℃，保温2～3h，并用石棉布覆盖保温缓冷至室温。
8.根据权利要求5所述的一种复杂米字型交叉转换连接节点的制作方法，其特征在于：步骤四中，焊接形式采用单面坡口衬垫焊，焊接方法为GMAW+SAW，先采用气保焊打底，熔深达到板厚t/3时，用埋弧焊填充盖面，U型箱体焊接时内部加设临时支撑防止变形。
9.根据权利要求5所述的一种复杂米字型交叉转换连接节点的制作方法，其特征在于：步骤五中，采用外焊内清根的焊接方式，焊接时采用对称焊接，多层多道焊，以减少焊接变形。
10.根据权利要求5所述的一种复杂米字型交叉转换连接节点的制作方法，其特征在于：步骤六中，焊接方法采用气保焊打底，埋弧焊填充盖面，焊前进行预热，温度为150-180℃，层间温度150-250℃，焊后采用电加热至250-350℃，保温2h。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180911 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |