CN109853850A - 一种装配式建筑钢结构箱型钢柱及其制作方法 - Google Patents

一种装配式建筑钢结构箱型钢柱及其制作方法 Download PDF

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CN109853850A CN201811532395.4A CN201811532395A CN109853850A CN 109853850 A CN109853850 A CN 109853850A CN 201811532395 A CN201811532395 A CN 201811532395A CN 109853850 A CN109853850 A CN 109853850A
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刘晓光
郭立湘
唐香君
曹中刚
单银木
杭燕
武广峰
申文志
裴四伟
裴晓俊
王保胜
潘立丞
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Hang Xiao Gang Gou Ltd Co
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Hang Xiao Gang Gou Ltd Co
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Abstract

本发明公开了一种装配式建筑钢结构箱型钢柱及其制作方法,箱型钢柱包括箱型构件和连接件,其中连接件的内端插设在箱型构件内。箱型构件的上下两端分别固定套设有上端法兰连接板和下端法兰连接板,箱型构件外间隔设有若干个牛腿组合。本发明还公开了上述一种装配式建筑钢结构箱型钢柱的制作方法。本发明所述装配式建筑钢结构箱型钢柱结构设计巧妙,具有很强的承重能力;本发明所述的制作方法,通过地样线形配合锤线法控制构件尺寸精度,并调整焊接顺序和焊接方式,降低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;使制作出的钢柱结构满足设计要求,并且实现了工厂化生产,提高了生产效率。

Description

一种装配式建筑钢结构箱型钢柱及其制作方法
技术领域
本发明涉及建筑结构领域,具体涉及一种装配式建筑钢结构箱型钢柱及其制作方法。
背景技术
钢框架结构建筑的主要结构构件采用装配式钢结构,例如首都师范大学附属中学通州校区建设项目教学楼、宿舍楼,均为钢框架结构,其中教学楼由160处箱柱和钢梁组成框架结构,宿舍楼由40处箱柱和钢梁组成框架结构。
装配式钢结构工程设计新颖,节点奇特,特别是钢柱上下节段间的连接节点加工难度相当大、制作精度不易控制。
钢柱节段数量多且作为最主要的竖向承重构件,是装配式钢结构中极其关键的核心所在,其加工制作质量的好坏直接关系到安装和整个项目的质量好坏,因此如何采取措施保证装配式钢柱的加工制作精度满足设计和安装要求是重中之重。
现有的钢柱因安装精度不够存在连接强度不够的问题,会严重影响到现场的安装质量,给现场安装带来极为不利的后果。
发明内容
为了克服现有的钢柱存在的连接强度不够的问题,本发明提供一种装配式建筑钢结构箱型钢柱及其制作方法。
本发明解决上述问题的技术方案是:
本申请实施例提供一种装配式建筑钢结构箱型钢柱,所述箱型钢柱包括箱型构件,所述箱型构件沿长度方向的两头贯通,且所述箱型构件包括箱型构件壁板、箱型构件腹板和箱型构件盖板;所述箱型构件的内腔内沿着所述箱型构件的长度方向间隔设有若干个内隔板,所述内隔板的外边缘与所述箱型构件的内壁相固定,且所述内隔板与所述箱型构件的内壁相垂直;
所述箱型构件沿长度方向的上端设有连接件,且所述连接件的内端插设在所述箱型构件内,所述连接件的外端沿所述箱型构件的长度方向延伸且外露于所述箱型构件;所述连接件包括连接件壁板、连接件腹板和连接件盖板;
所述箱型构件的上下两端上分别固定套设有上端法兰连接板和下端法兰连接板;
所述箱型构件外沿所述箱型构件的长度方向间隔设有若干个牛腿组合;所述牛腿组合包括分别固定设置在所述箱型构件壁板外表面、所述箱型构件腹板外表面和所述箱型构件盖板外表面上的牛腿,且所述牛腿分别与所述牛腿所在的所述箱型构件壁板、所述箱型构件腹板和所述箱型构件盖板相垂直;
所述牛腿上开设有若干个用于连接的第一螺纹孔;所述上端法兰连接板上和所述下端法兰连接板上均间隔设有若干个用于连接的第二螺纹孔;所述连接件的外壁上均间隔设有若干个用于连接的第三螺纹孔。
进一步的,所述牛腿是H形牛腿,所述牛腿包括第一板体和垂直设置在所述第一板体两侧的第二板体,且所述第一板体分别与所述第二板体的中间固定相连,以构成H形。
进一步的,所述第一板体和所述第二板体的底端垂直固定在所述箱型构件的外壁上;且所述第一螺纹孔分别设置在所述第一板体顶端和所述第二板体的两侧。
进一步的,所述上端法兰连接板和所述箱型构件的外壁面之间设有用于加强连接强度的第一法兰加劲板;所述下端法兰连接板和所述箱型构件的外壁面之间设有用于加强连接强度的第二法兰加劲板。
进一步的,所述上端法兰连接板和所述下端法兰连接板均呈框状,且所述第二螺纹孔沿所述上端法兰连接板的边缘或所述下端法兰连接板的边缘围合成一圈。
进一步的,所述连接件壁板、所述连接件腹板和所述连接件盖板上均间隔设有若干个所述第三螺纹孔。
进一步的,所述内隔板上设有用于减轻自重的贯通孔。
本申请实施例还提供一种装配式建筑钢结构箱型钢柱的制作方法,包括以下步骤:
(a)选取钢板,并将所述钢板分别按预定尺寸加工出所需数目的箱型构件壁板、箱型构件腹板、箱型构件盖板、连接件壁板、连接件腹板、连接件盖板、内隔板、上端法兰连接板、下端法兰连接板、牛腿、第一法兰加劲板和第二法兰加劲板;
(b)在水平工作台面上画出平直的定位基准线;
(c)将组装胎架安装在所述水平工作台面上,,所述组装胎架的顶面水平,所述组装胎架位于所述定位基准线的正上方,且所述组装胎架的长度方向与所述定位基准线相平行;
(d)将连接件壁板的内端与所述箱型构件壁板的上端固定相连,所述连接件壁板的中心线与所述箱型构件壁板的中心线对齐,且所述连接件壁板的下表面与所述箱型构件壁板的上表面固定相连,则所述连接件壁板与所述箱型构件壁板组装成一体;
(e)将组装有所述连接件壁板的所述箱型构件壁板平铺在所述组装胎架的顶面上,所述箱型构件壁板的长度方向与所述组装胎架的长度方向相平行,且所述箱型构件壁板的下表面与所述组装胎架的顶面相贴合;
(f)在所述箱型构件壁板上画出各内隔板的安装位置线和各内隔板的厚度中心线,以定位所述内隔板;
(g)将所述箱型构件腹板安装在所述箱型构件壁板的两侧,将所述连接件腹板分别安装在所述连接件壁板的两侧;
(h)依次将各所述内隔板分别安放在所述安装位置线上,并将各所述内隔板焊接固定在所述箱型构件壁板上;
(i)将所述箱型构件盖板安装在所述箱型构件腹板上,以组装成所述箱型构件,将所述连接件盖板安装在所述连接件腹板上,以组装成所述连接件;
(j)依次将各所述内隔板与所述箱型构件盖板和所述箱型构件腹板进行电渣焊固定;将所述箱型构件壁板、所述箱型构件腹板和所述箱型构件盖板之间进行电渣焊固定,从而初步形成第一钢柱预成品;
(k)采用火焰法矫正法对所述第一钢柱预成品的直线度和扭曲度进行矫正,所述第一钢柱预成品矫正合格后,采用锤线基于锤线法将所述第一钢柱预成品在组装胎架上定位;
(l)基于所述定位基准线,在所述箱型构件的上端依次焊接安装所述上端法兰连接板和所述第一法兰加劲板,且安装时保证所述上端法兰连接板与所述箱型构件的中心线垂直;
(m)基于所述定位基准线,采用锤线基于锤线法依次将各牛腿在箱型构件上安装定位;
(n)依次将所述牛腿焊接固定在所述箱型构件的外壁面上;
(o)基于所述定位基准线,在所述箱型构件的下端依次焊接安装所述下端法兰连接板和所述第二法兰加劲板,且安装时保证所述下端法兰连接板与所述箱型构件的中心线垂直,从而形成第二钢柱预成品;
(p)对所述第二钢柱预成品的外形和尺寸进行自检,对所述第二钢柱预成品的焊缝缺陷进行修补和打磨,并采用火焰矫正法对所述上端法兰连接板的平面度和所述下端法兰连接板的平面度进行矫正处理,从而形成第三钢柱预成品;
(q)基于定位基准线对所述第三钢柱预成品进行重新定位,,即确保所述组装胎架位于所述定位基准线的正上方,且所述组装胎架的长度方向与所述定位基准线相平行;定位后在所述第三钢柱预成品上分别画出用于定位所述第一螺栓孔、所述第二螺栓孔、所述第三螺栓孔的十字中心线,并在所述十字中心线上敲上洋冲印;
(r)基于所述十字中心线和所述洋冲印,采用钻床进行钻孔钻出第一螺栓孔、第二螺栓孔、第三螺栓孔,从而形成第四钢柱预成品;
(s)对所述第四钢柱预成品进行探伤,对检验合格的所述第四钢柱预成品进行冲砂除锈、涂装,至此形成所述的箱型钢柱。
进一步的,所述步骤(l)的具体过程如下:
步骤l1:焊接所述上端法兰连接板和所述第一法兰加劲板之间的焊缝,且在焊接过程中始终采用锤线法对准定位基准线来检查所述上端法兰连接板的垂直度,若所述法兰连接板发生偏移,随即进行调整;
步骤l2:焊接所述第一法兰加劲板与所述箱型构件之间的焊缝;
步骤l3:焊接所述上端法兰连接板与所述箱型构件之间的焊缝。
进一步的,所述步骤(o)的具体过程如下:
步骤o1:焊接所述下端法兰连接板和所述第二法兰加劲板之间的焊缝,且在焊接过程中始终采用锤线法对准定位基准线来检查所述下端法兰连接板的垂直度,若所述下端法兰连接板发生偏移,随即进行调整;
步骤o2:焊接所述第二法兰加劲板与所述箱型构件之间的焊缝;
步骤o3:焊接所述下端法兰连接板与所述箱型构件之间的焊缝。
本申请上述实施例中的一个或多个技术方案,至少具有如下一种或多种技术效果:
1、本发明所述的一种装配式建筑钢结构箱型钢柱结构设计巧妙,具有很强的承重能力。由于使用了上端法兰连接板与下端法兰连接板,有效的束缚了箱型钢柱沿上下方向的位移,保证建筑结构轴线的安装精度;采用了连接件节点形式,提高了箱型钢柱上下连接接触面积,使箱型钢柱有效的抵御温度的变化,风荷载及地震的作用;由于相邻两箱型钢柱之间采用全栓连接,完全避免了现有技术中因在现场焊接两箱型钢柱而产生的环保问题,并且该箱型钢柱结构截面适中,因而能够运用于更广的范围,能够实现多高层钢结构的全绿色施工。
2、本发明所述的装配式建筑钢结构箱型钢柱的制作方法,通过采用地样线型配合锤线法,从三维空间来控制箱型钢柱的制作精度,调整焊接顺序和焊接方式,使制作出的的箱型钢柱具有足够的安装精度、结构坚固、满足设计与安装要求,并且使装配式箱型钢柱实现了工厂化生产,提高了生产效率。
3、第一螺纹孔、第二螺纹孔、第三螺纹孔的安装精度是安装现场穿孔率的保证,在制作过程中,严格按照地样线型辅以锤线法,从三维空间来控制其制作精度,从而确保本发明所述箱型钢柱的安装精度和连接强度。
附图说明
图1是一实施例中本发明所述箱型钢柱的结构示意图;
图2是一实施例中本发明在组装胎架组装好后的结构示意图;
图3是一实施例中本发明所述制作方法对应的组装示意图一;
图4是一实施例中本发明所述制作方法对应的组装示意图二;
图5是一实施例中本发明所述制作方法对应的组装示意图三。
具体实施方式
参照附图,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照附图,本实施例提供一种装配式建筑钢结构箱型钢柱,所述箱型钢柱包括箱型构件1,所述箱型构件1沿长度方向的两头贯通,且所述箱型构件1由箱型构件壁板1-1、箱型构件腹板1-2和箱型构件盖板1-3围合而成;所述箱型构件1的内腔内沿着所述箱型构件1的长度方向间隔设有若干个内隔板6,所述内隔板6的外边缘与所述箱型构件1的内壁相固定,且所述内隔板6与所述箱型构件1的内壁相垂直;
具体的,所述箱型构件呈由一块箱型构件壁板1-1、两块箱型构件腹板1-2和一块箱型构件盖板1-3围合而成的箱体状。
所述箱型构件1沿长度方向的上端设有连接件2,且所述连接件2的内端插设在所述箱型构件内,所述连接件2的外端沿所述箱型构件1的长度方向延伸且外露于所述箱型构件1;所述连接件2由连接件壁板2-1、连接件腹板2-2和连接件盖板2-3围合而成;
具体的,所述连接件2呈由一块连接件壁板2-1、两块连接件腹板2-2和一块连接件盖板2-3围合而成的箱体状;且所述连接件2与所述箱型构件1的中心线重合。
具体的,上下相邻的两节箱型钢柱连接时,将位于下方的所述箱型钢柱的连接件2插入位于上方的箱型钢柱内,以起到连接作用。
所述箱型构件1的上下两端上分别固定套设有上端法兰连接板3和下端法兰连接板4;
所述箱型构件1外沿所述箱型构件1的长度方向间隔设有若干个牛腿组合;所述牛腿组合包括分别固定设置在所述箱型构件壁板1-1外表面、所述箱型构件腹板1-2外表面和所述箱型构件盖板1-3外表面上的牛腿5,且所述牛腿5分别与所述牛腿5所在的所述箱型构件壁板1-1、所述箱型构件腹板1-2和所述箱型构件盖板1-3相垂直;
所述牛腿5上开设有若干个用于连接的第一螺纹孔;所述上端法兰连接板上和所述下端法兰连接板上均间隔设有若干个用于连接的第二螺纹孔;所述连接件2的外壁上均间隔设有若干个用于连接的第三螺纹孔。
进一步的,所述牛腿5是H形牛腿,所述牛腿5包括第一板体和垂直设置在所述第一板体两侧的第二板体,且所述第一板体分别与所述第二板体的中间固定相连,以构成H形。
进一步的,所述第一板体和所述第二板体的底端垂直固定在所述箱型构件1的外壁上;且所述第一螺纹孔分别设置在所述第一板体顶端和所述第二板体的两侧。
进一步的,所述上端法兰连接板3和所述箱型构件1的外壁面之间设有用于加强连接强度的第一法兰加劲板8;所述下端法兰连接板4和所述箱型构件1的外壁面之间设有用于加强连接强度的第二法兰加劲板7。
具体的,所述第一法兰加劲板8垂直于所述上端法兰连接板3,且所述第一法兰加劲板8与相连接的所述箱型构件1的外壁面相垂直;所述第二法兰加劲板7垂直于所述下端法兰连接板4,且所述第二法兰加劲板7与相连接的所述箱型构件1的外壁面相垂直。进一步的,所述上端法兰连接板3和所述下端法兰连接板4均呈框状,且所述第二螺纹孔沿所述上端法兰连接板3的边缘或所述下端法兰连接板4的边缘围合成一圈。
进一步的,所述连接件壁板2-1、所述连接件腹板2-2和所述连接件盖板2-3上均间隔设有若干个所述第三螺纹孔。
具体的,为了箱型钢柱整体更稳定,牢固,箱型钢柱与楼层钢梁间采用全栓接的方式进行连接,上下节箱型钢柱之间的现场大接头处设置法兰板(上端法兰连接板3、下端法兰连接板4)、连接件等,现场安装定位、栓接。具体的,所述内隔板6在所述箱型构件1内沿箱型构件1的长度方向的设置位置与所述牛腿5在所述箱型构件1外沿箱型构件1的长度方向的的设置位置相对齐。
进一步的,所述内隔板6上设有用于减轻自重的贯通孔。
本申请实施例还提供所述一种装配式建筑钢结构箱型钢柱的制作方法,包括以下步骤:
(a)选取钢板,并将所述钢板分别按预定尺寸加工出所需数目的箱型构件壁板1-1、箱型构件腹板1-2、箱型构件盖板1-3、连接件壁板2-1、连接件腹板2-2、连接件盖板2-3、内隔板6、上端法兰连接板3、下端法兰连接板4、牛腿5、第一法兰加劲板8和第二法兰加劲板7;
具体的,一个所述箱型钢柱包括一个箱型构件壁板1-1、两个箱型构件腹板1-2、一个箱型构件盖板1-3、一个连接件壁板2-1、两个连接件腹板2-2、一个连接件盖板2-3、若干个内隔板6、一个上端法兰连接板3、一个下端法兰连接板4、若干(4的倍数)个牛腿5、若干个第一法兰加劲板8和若干个第二法兰加劲板7。
(b)在水平工作台面(例如地面)上画出平直的定位基准线(即地样线型)9;
(c)将组装胎架10安装在所述水平工作台面上,所述组装胎架10的顶面水平,所述组装胎架10位于所述定位基准线的正上方,且所述组装胎架10的长度方向与所述定位基准线相平行;
具体的,若干个胎架单元排成一列,从而构成所述组装胎架10,且各所述胎架单元的排列方向即为所述组装胎架10的长度方向。具体的,所述组装胎架10包括沿着所述定位基准线9的长度方向间隔设置的若干门架,且所述门架垂直架设在所述定位基准线9的上方。
(d)将连接件壁板2-1的内端与所述箱型构件壁板1-1的上端固定相连,所述连接件壁板2-1的中心线与所述箱型构件壁板1-1的中心线对齐,且所述连接件壁板2-1的下表面与所述箱型构件壁板1-1的上表面固定相连,则所述连接件壁板2-1与所述箱型构件壁板1-1组装成一体;
(e)将组装有所述连接件壁板2-1的所述箱型构件壁板1-1平铺在所述组装胎架10的顶面上,所述箱型构件壁板1-1的长度方向与所述组装胎架10的长度方向相平行,且所述箱型构件壁板1-1的下表面与所述组装胎架10的顶面相贴合;
(f)在所述箱型构件壁板1-1上画出各内隔板6的安装位置线和各内隔板6的厚度中心线,以定位所述内隔板6,如图3所示;
具体的,各内隔板6的厚度中心线位于所述内隔板6沿厚度方向的中间。
(g)将所述箱型构件腹板1-2安装在所述箱型构件壁板1-1的两侧,将所述连接件腹板2-2分别安装在所述连接件壁板1-1的两侧,如图4所示;
(h)依次将各所述内隔板6分别安放在所述安装位置线上,并将各所述内隔板6焊接固定在所述箱型构件壁板1-1上;
(i)将所述箱型构件盖板1-3安装在所述箱型构件腹板1-2上,以组装成所述箱型构件1,将所述连接件盖板2-3安装在所述连接件腹板2-2上,以组装成所述连接件2,如图5所示;
(j)依次将各所述内隔板6与所述箱型构件盖板1-3和所述箱型构件腹板1-2进行电渣焊固定;将所述箱型构件壁板1-1、所述箱型构件腹板1-2和所述箱型构件盖板1-3之间进行电渣焊固定,从而初步形成第一钢柱预成品;
(k)采用火焰法矫正法对所述第一钢柱预成品的直线度和扭曲度进行矫正,所述第一钢柱预成品矫正合格后,采用锤线11基于锤线法将所述第一钢柱预成品在组装胎架10上定位;
具体的,所述火焰矫正法是指用氧一乙炔火焰或其他气体火焰(一般采用中性焰),以不均匀加热的方式,引起结构变形,来矫正原有的残余变形。其方法是将变形结构件的局部(变形处伸长的部分),加热到600~800℃的温度,此时,钢板呈褐红色至樱红色之间,然后让其自然冷却或强制冷却,使这些变形的局部,在冷却后产生收缩变形,来抵消原有的变形。
具体的,锤线法的具体操作方法为:将锤线11的一端固定在所述第一钢柱预成品的四周(例如所述箱型构件腹板1-2的外表面上、所述箱型构件壁板1-1的下表面上、所述箱型构件壁板1-1的下表面上等),锤线11系有重物的一端自由向下,当所述锤线11与所述定位基准线9垂直时,即可判断所述第一钢柱预成品在组装胎架10上定位准确。
(l)基于所述定位基准线9,在所述箱型构件1的上端依次焊接安装所述上端法兰连接板3和所述第一法兰加劲板8,且安装时保证所述上端法兰连接板3与所述箱型构件的中心线垂直;
(m)基于所述定位基准线9,采用锤线11基于锤线法依次将各牛腿5在箱型构件上安装定位;
(n)依次将所述牛腿5焊接固定在所述箱型构件1的外壁面上;
(o)基于所述定位基准线9,在所述箱型构件1的下端依次焊接安装所述下端法兰连接板4和所述第二法兰加劲板7,且安装时保证所述下端法兰连接板4与所述箱型构件1的中心线垂直,从而形成第二钢柱预成品;
(p)对所述第二钢柱预成品的外形和尺寸进行自检,对所述第二钢柱预成品的焊缝缺陷进行修补和打磨,并采用火焰矫正法对所述上端法兰连接板3的平面度和所述下端法兰连接板4的平面度进行矫正处理,从而形成第三钢柱预成品;
具体的,对所述第二钢柱预成品的外形和尺寸进行自检即检查所述第二钢柱预成品的外形和尺寸是否满足要求。
具体的,焊缝缺陷较小的,采用打磨处理;焊缝缺陷较大的,采用电焊补焊后再修磨处理。
(q)基于定位基准线9对所述第三钢柱预成品进行重新定位,即确保所述组装胎架10位于所述定位基准线的正上方,且所述组装胎架10的长度方向与所述定位基准线相平行;定位后在所述第三钢柱预成品上分别画出用于定位所述第一螺栓孔、所述第二螺栓孔、所述第三螺栓孔的十字中心线,并在所述十字中心线上敲上洋冲印;
(r)基于所述十字中心线和所述洋冲印,采用钻床进行钻孔钻出第一螺栓孔、第二螺栓孔、第三螺栓孔,从而形成第四钢柱预成品;
(s)对所述第四钢柱预成品进行探伤,对检验合格的所述第四钢柱预成品进行冲砂除锈、涂装,至此形成所述的箱型钢柱。
具体的,所述的涂装即在所述第四钢柱预成品的外表面上喷涂油漆。
进一步的,所述步骤(l)的具体过程:
步骤l1:焊接所述上端法兰连接板3和所述第一法兰加劲板8之间的焊缝,且在焊接过程中始终采用锤线法对准定位基准线9来检查所述上端法兰连接板3的垂直度,若所述法兰连接板3发生偏移,随即进行调整;
步骤l2:焊接所述第一法兰加劲板8与所述箱型构件1之间的焊缝;
步骤l3:焊接所述上端法兰连接板3与所述箱型构件1之间的焊缝。
进一步的,所述步骤(o)的具体过程:
步骤o1:焊接所述下端法兰连接板4和所述第二法兰加劲板7之间的焊缝,且在焊接过程中始终采用锤线法对准定位基准线9来检查所述下端法兰连接板4的垂直度,若所述下端法兰连接板4发生偏移,随即进行调整;
步骤o2:焊接所述第二法兰加劲板7与所述箱型构件1之间的焊缝;
步骤o3:焊接所述下端法兰连接板43与所述箱型构件1之间的焊缝。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举,本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式,本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (10)

1.一种装配式建筑钢结构箱型钢柱,其特征在于:所述箱型钢柱包括箱型构件,所述箱型构件沿长度方向的两头贯通,且所述箱型构件包括箱型构件壁板、箱型构件腹板和箱型构件盖板;所述箱型构件的内腔内沿着所述箱型构件的长度方向间隔设有若干个内隔板,所述内隔板的外边缘与所述箱型构件的内壁相固定,且所述内隔板与所述箱型构件的内壁相垂直;
所述箱型构件沿长度方向的上端设有连接件,且所述连接件的内端插设在所述箱型构件内,所述连接件的外端沿所述箱型构件的长度方向延伸且外露于所述箱型构件;所述连接件包括连接件壁板、连接件腹板和连接件盖板;
所述箱型构件的上下两端上分别固定套设有上端法兰连接板和下端法兰连接板;
所述箱型构件外沿所述箱型构件的长度方向间隔设有若干个牛腿组合;所述牛腿组合包括分别固定设置在所述箱型构件壁板外表面、所述箱型构件腹板外表面和所述箱型构件盖板外表面上的牛腿,且所述牛腿分别与所述牛腿所在的所述箱型构件壁板、所述箱型构件腹板和所述箱型构件盖板相垂直;
所述牛腿上开设有若干个用于连接的第一螺纹孔;所述上端法兰连接板上和所述下端法兰连接板上均间隔设有若干个用于连接的第二螺纹孔;所述连接件的外壁上均间隔设有若干个用于连接的第三螺纹孔。
2.如权利要求1所述的一种装配式建筑钢结构箱型钢柱,其特征在于:所述牛腿是H形牛腿,所述牛腿包括第一板体和垂直设置在所述第一板体两侧的第二板体,且所述第一板体分别与所述第二板体的中间固定相连,以构成H形。
3.如权利要求2所述的一种装配式建筑钢结构箱型钢柱,其特征在于:所述第一板体和所述第二板体的底端垂直固定在所述箱型构件的外壁上;且所述第一螺纹孔分别设置在所述第一板体顶端和所述第二板体的两侧。
4.如权利要求1所述的一种装配式建筑钢结构箱型钢柱,其特征在于:所述上端法兰连接板和所述箱型构件的外壁面之间设有用于加强连接强度的第一法兰加劲板;所述下端法兰连接板和所述箱型构件的外壁面之间设有用于加强连接强度的第二法兰加劲板。
5.如权利要求1所述的一种装配式建筑钢结构箱型钢柱,其特征在于:所述上端法兰连接板和所述下端法兰连接板均呈框状,且所述第二螺纹孔沿所述上端法兰连接板的边缘或所述下端法兰连接板的边缘围合成一圈。
6.如权利要求1所述的一种装配式建筑钢结构箱型钢柱,其特征在于:所述连接件壁板、所述连接件腹板和所述连接件盖板上均间隔设有若干个所述第三螺纹孔。
7.如权利要求1所述的一种装配式建筑钢结构箱型钢柱,其特征在于:所述内隔板上设有用于减轻自重的贯通孔。
8.如权利要求1至7任一项所述的一种装配式建筑钢结构箱型钢柱的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
(a)选取钢板,并将所述钢板分别按预定尺寸加工出所需数目的箱型构件壁板、箱型构件腹板、箱型构件盖板、连接件壁板、连接件腹板、连接件盖板、内隔板、上端法兰连接板、下端法兰连接板、牛腿、第一法兰加劲板和第二法兰加劲板;
(b)在水平工作台面上画出平直的定位基准线;
(c)将组装胎架安装在所述水平工作台面上,,所述组装胎架的顶面水平,所述组装胎架位于所述定位基准线的正上方,且所述组装胎架的长度方向与所述定位基准线相平行;
(d)将连接件壁板的内端与所述箱型构件壁板的上端固定相连,所述连接件壁板的中心线与所述箱型构件壁板的中心线对齐,且所述连接件壁板的下表面与所述箱型构件壁板的上表面固定相连,则所述连接件壁板与所述箱型构件壁板组装成一体;
(e)将组装有所述连接件壁板的所述箱型构件壁板平铺在所述组装胎架的顶面上,所述箱型构件壁板的长度方向与所述组装胎架的长度方向相平行,且所述箱型构件壁板的下表面与所述组装胎架的顶面相贴合;
(f)在所述箱型构件壁板上画出各内隔板的安装位置线和各内隔板的厚度中心线,以定位所述内隔板;
(g)将所述箱型构件腹板安装在所述箱型构件壁板的两侧,将所述连接件腹板分别安装在所述连接件壁板的两侧;
(h)依次将各所述内隔板分别安放在所述安装位置线上,并将各所述内隔板焊接固定在所述箱型构件壁板上;
(i)将所述箱型构件盖板安装在所述箱型构件腹板上,以组装成所述箱型构件,将所述连接件盖板安装在所述连接件腹板上,以组装成所述连接件;
(j)依次将各所述内隔板与所述箱型构件盖板和所述箱型构件腹板进行电渣焊固定;将所述箱型构件壁板、所述箱型构件腹板和所述箱型构件盖板之间进行电渣焊固定,从而初步形成第一钢柱预成品;
(k)采用火焰法矫正法对所述第一钢柱预成品的直线度和扭曲度进行矫正,所述第一钢柱预成品矫正合格后,采用锤线基于锤线法将所述第一钢柱预成品在组装胎架上定位;
(l)基于所述定位基准线,在所述箱型构件的上端依次焊接安装所述上端法兰连接板和所述第一法兰加劲板,且安装时保证所述上端法兰连接板与所述箱型构件的中心线垂直;
(m)基于所述定位基准线,采用锤线基于锤线法依次将各牛腿在箱型构件上安装定位;
(n)依次将所述牛腿焊接固定在所述箱型构件的外壁面上;
(o)基于所述定位基准线,在所述箱型构件的下端依次焊接安装所述下端法兰连接板和所述第二法兰加劲板,且安装时保证所述下端法兰连接板与所述箱型构件的中心线垂直,从而形成第二钢柱预成品;
(p)对所述第二钢柱预成品的外形和尺寸进行自检,对所述第二钢柱预成品的焊缝缺陷进行修补和打磨,并采用火焰矫正法对所述上端法兰连接板的平面度和所述下端法兰连接板的平面度进行矫正处理,从而形成第三钢柱预成品;
(q)基于定位基准线对所述第三钢柱预成品进行重新定位,即确保所述组装胎架位于所述定位基准线的正上方,且所述组装胎架的长度方向与所述定位基准线相平行;定位后在所述第三钢柱预成品上分别画出用于定位所述第一螺栓孔、所述第二螺栓孔、所述第三螺栓孔的十字中心线,并在所述十字中心线上敲上洋冲印;
(r)基于所述十字中心线和所述洋冲印,采用钻床进行钻孔钻出第一螺栓孔、第二螺栓孔、第三螺栓孔,从而形成第四钢柱预成品;
(s)对所述第四钢柱预成品进行探伤,对检验合格的所述第四钢柱预成品进行冲砂除锈、涂装,至此形成所述的箱型钢柱。
9.如权利要求8所述的一种装配式建筑钢结构箱型钢柱的制作方法,其特征在于,所述步骤(l)的具体过程如下:
步骤l1:焊接所述上端法兰连接板和所述第一法兰加劲板之间的焊缝,且在焊接过程中始终采用锤线法对准定位基准线来检查所述上端法兰连接板的垂直度,若所述法兰连接板发生偏移,随即进行调整;
步骤l2:焊接所述第一法兰加劲板与所述箱型构件之间的焊缝;
步骤l3:焊接所述上端法兰连接板与所述箱型构件之间的焊缝。
10.如权利要求8所述的一种装配式建筑钢结构箱型钢柱的制作方法,其特征在于,所述步骤(o)的具体过程如下:
步骤o1:焊接所述下端法兰连接板和所述第二法兰加劲板之间的焊缝,且在焊接过程中始终采用锤线法对准定位基准线来检查所述下端法兰连接板的垂直度,若所述下端法兰连接板发生偏移,随即进行调整;
步骤o2:焊接所述第二法兰加劲板与所述箱型构件之间的焊缝;
步骤o3:焊接所述下端法兰连接板与所述箱型构件之间的焊缝。
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