CN115889937A - 一种钢结构梁、柱、墙环抱组合节点构件的焊接施工方法 - Google Patents

Abstract

一种钢结构梁、柱、墙环抱组合节点构件的焊接施工方法，先组焊第一钢梁（GL1）与第一钢板墙（QB1），再组焊第一钢柱（GZ1）和第二钢柱（GZ2），之后组焊第一钢牛腿（GL2）、第二钢牛腿（GL3）、第三钢牛腿（GL4），再组焊第二钢板墙（QB2），然后组焊第二钢梁（GL5），最后组焊第一柱撑（ZC1）和第二柱撑（ZC2）。本发明的焊接施工方法可以提高施工的可操作性，并保证构件的组装和焊接质量。

Description

一种钢结构梁、柱、墙环抱组合节点构件的焊接施工方法

技术领域

本发明涉及钢结构建筑技术领域，具体涉及一种钢结构梁、柱、墙环抱式组合节点构件的焊接施工方法，所述钢结构梁、柱、墙环抱式组合节点构件适用于钢结构高层、超高层建筑核心筒与外框柱、桁架等结构的连接处。

背景技术

随着建筑钢结构制作技术的不断成熟发展，钢结构逐渐被广泛应用于大型的公共建筑与高层建筑中。钢结构建筑建设过程由简到难，结构形式也从单一性向复杂性突破，对钢结构的设计和加工制作提出了更高的要求。

单一的梁柱连接节点、柱墙连接节点是钢结构建筑中比较常见的节点形式，其节点构件制作加工也相对较成熟。如 CN108867869A公开的一种用于钢结构梁柱连接的分离式牛腿节点结构及制作方法，CN111677111A公开的一种梁柱连接节点结构及其施工方法、CN110306659A公开的钢结构梁柱连接节点及其施工方法等。但多根钢柱、钢梁及剪力墙共同组合的节点，其节点构件的结构更为复杂，焊接施工时，操作空间狭小，焊缝填充量大，组装、焊接、矫正等工序间相互干扰，组装精度要求与变形控制均对施工流程造成较大影响，施工难度大，钢结构组装和焊接质量难以保证。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种钢结构梁、柱、墙环抱组合节点构件的焊接施工方法，以提高施工的可操作性，并保证构件的组装和焊接质量。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种钢结构梁、柱、墙环抱组合节点构件的焊接施工方法，所述钢结构梁、柱、墙环抱组合节点构件包括竖直的第一钢柱和第二钢柱，连接第一钢柱和第二钢柱的第一钢梁，斜交连接于第二钢柱一侧的第二钢梁，连接于第一钢柱外端的第一钢牛腿，连接于第二钢柱另一侧的第二钢牛腿，连接于第一钢柱与第二钢梁的斜面外端头之间的第三钢牛腿，连接于第一钢梁下面的第一钢板墙，连接于第一钢牛腿下面并与第一钢板墙位于同一平面和高度的第二钢板墙，连接于第二钢牛腿下面的第一柱撑，连接于第三钢牛腿下面的第二柱撑；

所述钢结构梁、柱、墙环抱组合节点构件的焊接施工方法如下：

步骤1：组焊第一钢梁与第一钢板墙，第一钢梁预先采用通用H形构件焊接施工方法进行组焊，然后在水平胎架上组焊第一钢板墙，第一钢板墙顶端焊接于第一钢梁下翼缘板的中线位置，第一钢板墙与第一钢梁下翼缘板之间采用双面清根焊接，并控制第一钢板墙与第一钢梁的下翼缘板垂直；

步骤2：组焊第一钢柱和第二钢柱，将第一钢柱和第二钢柱两侧的翼缘板在靠近钢梁处断开，分为第一钢柱上段翼缘板、第二钢柱上段翼缘板、第一钢柱下段翼缘板、第二钢柱下段翼缘板，施工时先分别组装第一钢柱上段翼缘板和第一钢柱腹板、第二钢柱上段翼缘板和第二钢柱腹板，采用双面清根焊接方法分别将第一钢柱上段翼缘板与第一钢柱腹板连接，将第二钢柱上段翼缘板与第二钢柱腹板连接；然后分别组装第一钢柱下段翼缘板和第一钢柱腹板、第二钢柱下段翼缘板和第二钢柱腹板，采用钢衬垫单面焊接方法分别将第一钢柱下段翼缘板与第一钢柱腹板连接，将第二钢柱下段翼缘板与第二钢柱腹板连接，焊接坡口朝向钢柱腹板外侧；再采用钢衬垫单面焊接方法分别将第一钢柱上段翼缘板与第一钢柱下段翼缘板焊接，将第二钢柱上段翼缘板与第二钢柱下段翼缘板焊接，焊接坡口朝向翼缘板外侧；

步骤3：组焊第一钢牛腿、第二钢牛腿、第三钢牛腿，预先焊接好第一钢牛腿、第二钢牛腿、第三钢牛腿，然后将第二钢柱放平，采用立位方式将第一钢牛腿与第一钢梁对接并用清根焊接方法进行焊接，采用平位方式将第二钢牛腿与第一钢柱一侧的翼缘板用清根焊接方法进行焊接，将第三钢牛腿与第二钢柱一侧的翼缘板用清根焊接方法进行焊接；组焊第二钢牛腿和第三钢牛腿时，在钢牛腿的上翼缘板与钢柱相连接的位置两边添加焊接防变形马板；

步骤4：组焊第二钢板墙：将第二钢板墙的顶面和内侧面分别与第一钢牛腿的底部翼缘板和第一钢柱的腹板进行焊接；

步骤5：组装第二钢梁，将第一钢牛腿和第二钢板墙翻转至位于下方，将第二钢梁的内端与第二钢柱之间采用钢衬垫单面焊接，坡口朝向第二钢梁外侧，第二钢梁的斜面外端头与第三钢牛腿焊接；

步骤6：组焊第一柱撑和第二柱撑：将第一柱撑的顶面和内侧面分别与第二钢牛腿的下翼缘板和第二钢柱的翼缘板进行焊接；将第二柱撑的顶面和内侧面分别与第三钢牛腿的下翼缘板和第一钢柱的翼缘板进行焊接。

进一步地，在上述步骤3组焊完第一钢牛腿、第二钢牛腿、第三钢牛腿后，再在第二钢牛腿和第一柱撑的内侧采用钢衬垫单面焊接方法焊接贴靠第二钢柱翼缘板的加劲板；在第三钢牛腿和第二柱撑的内侧同样采用钢衬垫单面焊接方法焊接贴靠第一钢柱翼缘板的加劲板。

本发明具有以下特点和有益效果：

本发明方法将钢柱翼缘板分为上下两段，并采用合理的装配顺序和坡口朝向，解决了节点内部焊接操作空间狭小的问题；

本发明方法将节点构件划分为两个钢柱、两个钢梁、三个钢牛腿、两个柱撑等多个小单元，各个小单元单独组焊矫正后再进行总装，总装时分别采用平位与立位焊接各个小单元，免除了传统的预拼装工序，极大地提升了制作效率；

本发明方法将牛腿防变形马板与焊接引熄弧板合二为一，最大程度的防止节点构件的焊接变形，保证了节点的制作精度。

附图说明

图1是本发明所述钢结构梁、柱、墙环抱组合节点构件的结构示意图；

图2是本发明所述钢结构梁、柱、墙环抱组合节点构件从后面看的示意图；

图3是第一钢梁与第一钢板墙组装焊接示意图；

图4和图5是组焊钢柱的示意图；

图6是平位组装焊接钢牛腿的示意图；

图7是组装斜交的第二钢梁的示意图；

图8是焊接防变形马板的示意图。

实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步的详细说明。本发明重点阐述钢结构梁、柱、墙环抱式组合节点构件的组装顺序和精度控制，对已经成熟的下料、焊接、小单元制作等问题不做赘述。

图1、图2是本发明所述钢结构梁、柱、墙环抱组合节点构件的结构示意图，该构件包括竖直的第一钢柱GZ1和第二钢柱GZ2，连接第一钢柱和第二钢柱的第一钢梁GL1，斜交连接于第二钢柱一侧的第二钢梁GL5，连接于第一钢柱外端的第一钢牛腿GL2，连接于第二钢柱另一侧的第二钢牛腿GL3，连接于第一钢柱与第二钢梁的斜面外端头之间的第三钢牛腿GL4，连接于第一钢梁下面的第一钢板墙QB1，连接于第一钢牛腿下面并与第一钢板墙位于同一平面和高度的第二钢板墙QB2，连接于第二钢牛腿下面的第一柱撑ZC1，连接于第三钢牛腿下面的第二柱撑ZC2。

所述钢结构梁、柱、墙环抱组合节点构件的焊接施工方法如下：

步骤1：如图3所示，组焊第一钢梁GL1与第一钢板墙QB1，第一钢梁GL1预先采用通用H形构件焊接施工方法进行组焊，然后在水平胎架上组焊第一钢板墙QB1，第一钢板墙QB1顶端焊接于第一钢梁GL1下翼缘板的中线位置，第一钢板墙与第一钢梁下翼缘板之间采用双面清根焊接，并控制第一钢板墙QB1与第一钢梁GL1的下翼缘板垂直。

步骤2：组焊第一钢柱GZ1和第二钢柱GZ2，如图4、图5所示，先将第一钢柱和第二钢柱两侧的翼缘板在靠近钢梁处断开，分为第一钢柱上段翼缘板GZ1-1-a、第二钢柱上段翼缘板GZ2-1-a、第一钢柱下段翼缘板GZ1-1-b、第二钢柱下段翼缘板GZ2-1-b，施工时先分别组装第一钢柱上段翼缘板GZ1-1-a和第一钢柱腹板GZ1-2、第二钢柱上段翼缘板GZ2-1-a和第二钢柱腹板GZ2-2，采用双面清根焊接方法分别将第一钢柱上段翼缘板与第一钢柱腹板连接，将第二钢柱上段翼缘板与第二钢柱腹板连接；然后分别组装第一钢柱下段翼缘板GZ1-1-b和第一钢柱腹板GZ1-2、第二钢柱下段翼缘板GZ2-1-b和第二钢柱腹板GZ2-2，采用钢衬垫单面焊接方法分别将第一钢柱下段翼缘板与第一钢柱腹板连接，将第二钢柱下段翼缘板与第二钢柱腹板连接，焊接坡口朝向钢柱腹板外侧（如图4箭头所示方向）；再采用钢衬垫单面焊接方法分别将第一钢柱上段翼缘板与第一钢柱下段翼缘板焊接，将第二钢柱上段翼缘板与第二钢柱下段翼缘板焊接，焊接坡口朝向翼缘板外侧。

步骤3：组焊第一钢牛腿GL2、第二钢牛腿GL3、第三钢牛腿GL4。预先焊接好H形构件形式的第一钢牛腿、第二钢牛腿、第三钢牛腿，然后如图6所示，将第二钢柱放平，采用立位方式将第一钢牛腿与第一钢梁对接并用清根焊接方法进行焊接，采用平位方式将第二钢牛腿与第一钢柱一侧的翼缘板用清根焊接方法进行焊接，将第三钢牛腿与第二钢柱一侧的翼缘板用清根焊接方法进行焊接。组焊第二钢牛腿和第三钢牛腿时，在钢牛腿的上翼缘板与钢柱相连接的位置两边添加焊接防变形马板MB，该防变形马板同时兼做焊接作业时的引熄弧板。图8所示为第二钢牛腿GL3的上翼缘板与第二钢柱GZ2焊接处两边焊接防变形马板MB的情形。焊完第一钢牛腿GL2、第二钢牛腿GL3、第三钢牛腿GL4后，再在第二钢牛腿GL3和第一柱撑ZC1的内侧采用钢衬垫单面焊接方法焊接贴靠第二钢柱翼缘板的加劲板LB1；在第三钢牛腿GL4和第二柱撑ZC2的内侧同样采用钢衬垫单面焊接方法焊接贴靠第一钢柱翼缘板的加劲板。

步骤4：组焊第二钢板墙QB2：将第二钢板墙QB2的顶面和内侧面分别与第一钢牛腿GL2的底部翼缘板和第一钢柱的腹板进行焊接。

步骤5：组装第二钢梁GL5，如图7所示，将第一钢牛腿和第二钢板墙翻转至位于下方，将第二钢梁的内端与第二钢柱之间采用钢衬垫单面焊接，坡口朝向第二钢梁外侧，第二钢梁的斜面外端头与第三钢牛腿焊接。

步骤6：组焊第一柱撑ZC1和第二柱撑ZC2：将第一柱撑ZC1的顶面和内侧面分别与第二钢牛腿GL3的下翼缘板和第二钢柱GZ2的翼缘板进行焊接；将第二柱撑ZC2的顶面和内侧面分别与第三钢牛腿GL4的下翼缘板和第一钢柱GZ1的翼缘板进行焊接。

本发明的钢柱、钢梁、牛腿均为通用H形构件，其焊接施工方法均为现有的通用方法。本发明所述双面清根焊接、钢衬垫单面焊接均为本技术领域公知的焊接方法。

Claims (2)

1.一种钢结构梁、柱、墙环抱组合节点构件的焊接施工方法，其特征在于，所述钢结构梁、柱、墙环抱组合节点构件包括竖直的第一钢柱（GZ1）和第二钢柱（GZ2），连接第一钢柱和第二钢柱的第一钢梁（GL1），斜交连接于第二钢柱一侧的第二钢梁（GL5），连接于第一钢柱外端的第一钢牛腿（GL2），连接于第二钢柱另一侧的第二钢牛腿（GL3），连接于第一钢柱与第二钢梁的斜面外端头之间的第三钢牛腿（GL4），连接于第一钢梁下面的第一钢板墙（QB1），连接于第一钢牛腿下面并与第一钢板墙位于同一平面和高度的第二钢板墙（QB2），连接于第二钢牛腿下面的第一柱撑（ZC1），连接于第三钢牛腿下面的第二柱撑（ZC2）；

所述钢结构梁、柱、墙环抱组合节点构件的焊接施工方法如下：

步骤1：组焊第一钢梁（GL1）与第一钢板墙（QB1），第一钢梁（GL1）预先采用通用H形构件焊接施工方法进行组焊，然后在水平胎架上组焊第一钢板墙（QB1），第一钢板墙（QB1）顶端焊接于第一钢梁（GL1）下翼缘板的中线位置，第一钢板墙与第一钢梁下翼缘板之间采用双面清根焊接，并控制第一钢板墙（QB1）与第一钢梁（GL1）的下翼缘板垂直；

步骤2：组焊第一钢柱（GZ1）和第二钢柱（GZ2），将第一钢柱和第二钢柱两侧的翼缘板在靠近钢梁处断开，分为第一钢柱上段翼缘板（GZ1-1-a）、第二钢柱上段翼缘板（GZ2-1-a）、第一钢柱下段翼缘板（GZ1-1-b）、第二钢柱下段翼缘板（GZ2-1-b），施工时先分别组装第一钢柱上段翼缘板（GZ1-1-a）和第一钢柱腹板（GZ1-2）、第二钢柱上段翼缘板（GZ2-1-a）和第二钢柱腹板（GZ2-2），采用双面清根焊接方法分别将第一钢柱上段翼缘板与第一钢柱腹板连接，将第二钢柱上段翼缘板与第二钢柱腹板连接；然后分别组装第一钢柱下段翼缘板（GZ1-1-b）和第一钢柱腹板（GZ1-2）、第二钢柱下段翼缘板（GZ2-1-b）和第二钢柱腹板（GZ2-2），采用钢衬垫单面焊接方法分别将第一钢柱下段翼缘板与第一钢柱腹板连接，将第二钢柱下段翼缘板与第二钢柱腹板连接，焊接坡口朝向钢柱腹板外侧；再采用钢衬垫单面焊接方法分别将第一钢柱上段翼缘板与第一钢柱下段翼缘板焊接，将第二钢柱上段翼缘板与第二钢柱下段翼缘板焊接，焊接坡口朝向翼缘板外侧；

步骤3：组焊第一钢牛腿（GL2）、第二钢牛腿（GL3）、第三钢牛腿（GL4），预先焊接好第一钢牛腿、第二钢牛腿、第三钢牛腿，然后将第二钢柱放平，采用立位方式将第一钢牛腿与第一钢梁对接并用清根焊接方法进行焊接，采用平位方式将第二钢牛腿与第一钢柱一侧的翼缘板用清根焊接方法进行焊接，将第三钢牛腿与第二钢柱一侧的翼缘板用清根焊接方法进行焊接；组焊第二钢牛腿和第三钢牛腿时，在钢牛腿的上翼缘板与钢柱相连接的位置两边添加焊接防变形马板（MB）；

步骤4：组焊第二钢板墙（QB2）：将第二钢板墙（QB2）的顶面和内侧面分别与第一钢牛腿（GL2）的底部翼缘板和第一钢柱的腹板进行焊接；

步骤5：组焊第二钢梁（GL5），将第一钢牛腿和第二钢板墙翻转至位于下方，将第二钢梁的内端与第二钢柱之间采用钢衬垫单面焊接，坡口朝向第二钢梁外侧，第二钢梁的斜面外端头与第三钢牛腿焊接；

步骤6：组焊第一柱撑（ZC1）和第二柱撑（ZC2）：将第一柱撑（ZC1）的顶面和内侧面分别与第二钢牛腿（GL3）的下翼缘板和第二钢柱（GZ2）的翼缘板进行焊接；将第二柱撑（ZC2）的顶面和内侧面分别与第三钢牛腿（GL4）的下翼缘板和第一钢柱（GZ1）的翼缘板进行焊接。

2.根据权利要求1所述的一种钢结构梁、柱、墙环抱组合节点构件的焊接施工方法，其特征在于，在上述步骤3组焊完第一钢牛腿（GL2）、第二钢牛腿（GL3）、第三钢牛腿（GL4）后，再在第二钢牛腿（GL3）和第一柱撑（ZC1）的内侧采用钢衬垫单面焊接方法焊接贴靠第二钢柱翼缘板的加劲板（LB1）；在第三钢牛腿（GL4）和第二柱撑（ZC2）的内侧同样采用钢衬垫单面焊接方法焊接贴靠第一钢柱翼缘板的加劲板。

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