CN116290566A - 一种网格状插板v型柱结构及其制作工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网格状插板V型柱结构及其制作工艺方法，整体形式为“V型”箱型结构形式，包括主体构件，所述主体构件的一端连接有两组牛腿构件，所述牛腿构件内部设置有若干个内隔板，相邻所述内隔板之间设置有纵向加劲板，所述牛腿构件的内侧翼缘板开设有插槽，所述主体构件内设置有与所述插槽配合连接的插板，所述主体构件内设置有对所述牛腿构件进行压力承受的横向挡板。本发明通过在内部设置内隔板等方式，优化了结构形式，增加了结构的整体承载能力，安全可靠、整体性好、传力明确；同时采用了合理的拼装顺序，高效的焊接方法，在确保质量合格的基础上，加快了生产效率，满足了生产计划需求，有效解决了该网格状插板V型柱结构的加工制作。

Description

一种网格状插板V型柱结构及其制作工艺方法

技术领域

本发明涉及建筑钢结构领域，更具体涉及一种网格状插板V型柱结构及其制作工艺方法。

背景技术

伴随着国家大力推广装配式建筑，钢结构建造的地标性大型建筑越来越多。同时，因地标性建筑的造型及结构需求，往往伴随着各种结构形式的柱或梁钢构件。钢结构的节点设计是建筑的重点和难点，节点设计的合理性与否直接决定施工的质量和进度。V型支撑结构具有承载能力强和耐用性强的优点，在建筑钢结构中应用比较广泛。现有的V型支撑结构与梁或柱的连接节点，节点应力集中容易损坏，导致整个结构垮塌，造成安全风险；采用常规的制作工艺方法无法满足相应的质量要求，同时制作难度大，制作工序繁琐，生产效率低。梁柱节点区钢筋密集，为确保节点的承载能力和耗能能力，亟需开发一种满足结构受力以及制作进度需求，安全可靠、整体性好、传力明确的连接节点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种网格状插板V型柱结构及其制作工艺方法，满足结构受力以及制作进度需求，优化了结构形式，同时采用了合理的拼装顺序，高效的焊接方法，有效解决了该网格状插板V型柱结构的加工制作。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种网格状插板V型柱结构，整体形式为“V型”箱型结构形式，包括主体构件，所述主体构件的一端连接有两组牛腿构件，所述牛腿构件内部设置有若干个内隔板，相邻所述内隔板之间设置有纵向加劲板，所述牛腿构件的内侧翼缘板开设有插槽，所述主体构件内设置有与所述插槽配合连接的插板，所述主体构件内设置有对所述牛腿构件进行压力承受的横向挡板。

进一步，所述牛腿构件包括牛腿下腹板和牛腿上腹板，所述牛腿安装在所述插板上，所述牛腿下腹板和牛腿上腹板的两侧分别设置有外侧翼缘板和内侧翼缘板，所述内侧翼缘板长度超过牛腿下腹板和牛腿上腹板，插槽开设在内侧翼缘板上。

进一步，所述主体结构包括主体上腹板、主体下腹板和两侧的主体翼缘板，所述主体翼缘板与所述牛腿外侧翼缘板对接，所述外侧翼缘板的长度短于所述牛腿上腹板和牛腿下腹板，确保牛腿翼腹板焊缝错开，避免应力集中，所述主体翼缘板设置有折弯段，所述折弯段处设置有折弯补强板。

进一步，所述插板为设置在所述主体结构内部的一整块板，且不分段，所述内隔板以插板为中间线，对称分段成上下两块，整体形成网格状形式。

进一步，牛腿内侧翼缘板及横向挡板的宽度方向伸出构件腹板表面，设计为外置焊接。

进一步，所述主体结构内设置有与所述横向挡板方向垂直的纵向隔板。

上述网格状插板V型柱结构的制作工艺方法，包括以下步骤：

一、牛腿构件拼装，

1、牛腿电渣焊内隔板、纵向加劲板组立，电渣焊内隔板的夹板条应该预先进行铣切加工，组立由流水线进行施工，应注意保证电渣焊夹板条平直度；

2、牛腿上腹板组立，进行组立时注意保证尺寸精度，防止牛腿腹板凹陷引起的错边现象，组立完毕后对内部电渣焊内隔板、纵向加劲板的气保焊位置进行施焊，焊接完成经UT探伤合格后进行下一步操作；

3、完成外侧翼缘板和内侧翼缘板的拼装，拼装完毕后对主体焊缝进行焊接，焊接时，首先气保焊打底焊接，要求连续施焊，不可预留电渣焊孔，然后进行埋弧焊填充，填充完成后开设电渣焊孔，完成电渣焊内隔板的焊接之后，进行埋弧焊盖面；

二、整体拼装，

1、将组拼完毕的两根牛腿构件内侧翼缘板插槽分别从左右两侧插在构件本体的插板上，同时保证插板与主体翼缘板之间尺寸垂直，插板插入牛腿构件拼装完毕后，分别将插板与主体结构两侧的主体翼缘板、插板与钢柱内隔板之间进行全熔透施焊；

2、将上下四对内隔板依次推进牛腿构件与插板之间形成的四个腔体内，分别进行全熔透施焊并探伤，注意前道内隔板探伤合格后方可对后道内隔板拼焊；

3、上述四对内隔板施焊探伤完毕后，分别对钢柱主体构件两侧的主体翼缘板进行装配施焊，装配时需注意保证中间插板与主体翼缘板之间的垂直度，施焊完毕后对主焊缝进行全熔透探伤；

4、完成两侧主体翼缘板施焊后，分别装配两对折弯区域折弯补强板，折弯补强板在装配时，装焊完毕后，分别对该四块板进行探伤处理；

5、对于剩下的非内置隐蔽性隔板施工，首先分别在插板上画出其余零件板定位线，然后将剩余的内隔板装配至插板上面，装配时需保证零件板与插板的垂直度，同时在装配前开设好相应的坡口，装配完毕后，对各个零件板与主体构件之间进行全熔透施焊；

6、零件板装焊完毕后，分别装配剩余的主体上腹板和主体下腹板，并将主体上腹板和主体下腹板与主体翼缘板施焊，同时对伸出主体上腹板/主体下腹板的牛腿内侧翼缘板、横向挡板、纵向隔板在外部与腹板之间施焊，其余内置隔板分别从上下洞口内进行与剩余腹板面的焊接；

7、构件主体装焊完毕，经探伤合格，分别对构件上的牛腿、柱上部中间位置封板等零部件进行装配焊接，焊后进行UT探伤，对不合格部位进行返修。

综上所述，本发明通过在内部设置内隔板等方式，优化了结构形式，增加了结构的整体承载能力，安全可靠、整体性好、传力明确；同时采用了合理的拼装顺序，高效的焊接方法，在确保质量合格的基础上，同时加快了生产效率，满足了生产计划需求，有效解决了该网格状插板V型柱结构的加工制作。

附图说明

图1为本发明实施例整体结构示意图；

图2为本发明实施例分解示意图；

图3为本发明实施例中牛腿构件内部示意图；

图4为本发明实施例中内侧翼缘板和横向挡板设置示意图；

图5为本发明实施例插板内置示意图；

图6为本发明实施例内隔板布置示意图；

图7为本发明中牛腿构件内隔板和纵向加劲板设置示意图；

图8-图16为本发明实施例制作分步示意。

标注说明：1、牛腿构件；2、主体构件；3、插槽；4、内侧翼缘板；5、牛腿上腹板；6、牛腿下腹板；7、内隔板；8、外侧翼缘板；9、横向挡板；10、插板；11、主体上腹板；12、纵向加劲板；13、折弯补强板；14、主体翼缘板；15、纵向隔板；16、外部牛腿对应内隔板。

具体实施方式

参照图1至图16对本发明一种网格状插板V型柱结构及其制作工艺方法的具体实施方式作进一步的说明。

一种网格状插板V型柱结构，整体形式为“V型”箱型结构形式（如图1所示），包括主体构件2，所述主体构件2的一端连接有两组牛腿构件1，所述牛腿构件1内部设置有若干个内隔板7，相邻所述内隔板7之间设置有纵向加劲板12，所述牛腿构件1的内侧开设有插槽3，所述主体构件2内设置有与所述插槽3配合连接的插板10，所述主体构件2内设置有对所述牛腿构件1进行压力承受的横向挡板9。

为提高生产效率，加快流转速度，最大限度的让更多生产班组参照制作当中，该网格状插板10V型柱结构可分为上下三块子母构件（分别为两组牛腿构件1和主体构件2）。牛腿构件1内部内隔板7设置电渣焊形式，可以确保采用机械化生产加工，牛腿构件1内侧开设有插槽3，方面后续插入主体构件2内部，具体如图2、图3所示。牛腿构件1上部连接其余构件，为提高牛腿构件1受力强度，该节点在牛腿构件1内侧翼缘板4根部位置设置了一整块横向挡板9，以承受来自上部牛腿构件1压力，具体如图4所示。主体构件2内部居中位置设置了一块大型结构补强插板10，与插槽3配合进行连接，具体如图5所示。

本实施例优选地，所述牛腿构件1包括牛腿下腹板6和牛腿上腹板5，所述牛腿安装在所述插板10上，所述牛腿下腹板6和牛腿上腹板5的两侧分别设置有外侧翼缘板8和内侧翼缘板4，所述内侧翼缘板4长度超过牛腿下腹板6和牛腿上腹板5，插槽3开设在内侧翼缘板4上。

本实施例优选地，所述主体结构包括主体上腹板11、主体下腹板和两侧的主体翼缘板14，所述主体翼缘板14与所述外侧翼缘板8连接，所述外侧翼缘板8的长度短于所述牛腿上腹板5和牛腿下腹板6，所述主体翼缘板14设置有折弯段，所述折弯段处设置有折弯补强板13，为确保结构承载能力，在两组牛腿构件1之间增设一个补强板（两个牛腿内侧翼缘板4之间）。为确保内隔板7的焊接质量，钢柱主体构件外侧翼缘板分成了外侧翼缘板8和主体翼缘板14，分段位置位于8的折弯段上部，增加了后续拼装时内隔板7的焊接空间，具体如图4分段示意。

本实施例优选地，所述插板10为设置在所述主体结构内部的一整块板，且不分段，所述主体构件2内的内隔板以插板10为中间线，对称分段成上下两块，整体形成网格状形式，可以确保构件内部传力的连贯性，具体如附图6所示。

本实施例优选地，内侧翼缘板4及横向挡板9的截面宽度伸出构件表面，设计为外置焊接，增大焊接空间，提高焊缝合格的通过率，具体可参见图4所示。

本实施例优选地，所述主体结构内设置有与所述横向挡板9方向垂直的纵向隔板15，纵向隔板15和横向挡板9呈“T”字型结构设置在主体结构内部，提高结构的承载能力，增加稳定性。

上述网格状插板10V型柱结构的制作工艺方法，包括以下步骤：

一、牛腿构件1拼装：

1、牛腿电渣焊内隔板7、纵向加劲板12组立，电渣焊内隔板7的夹板条应该预先进行铣切加工，组立由流水线进行施工，应注意保证电渣焊夹板条的平直度，具体如图7所示；

2、牛腿上腹板5组立，进行组立时注意保证尺寸精度，防止牛腿上腹板5凹陷引起的错边现象，组立完毕后对内部电渣焊内隔板7、纵向加劲板12的气保焊位置进行施焊，焊接完成经UT探伤合格后进行下一步操作，具体如图8所示；

3、完成外侧翼缘板8和内侧翼缘板4的拼装，拼装完毕后对主体焊缝进行焊接，焊接时，首先气保焊打底焊接，要求连续施焊，不可预留电渣焊孔，，然后进行埋弧焊填充，填充完成后开设电渣焊孔，完成电渣焊内隔板7的焊接之后，进行埋弧焊盖面，具体如图9所示；

二、整体拼装：

1、将组拼完毕的牛腿构件1的内侧翼缘板分别从左右两侧分别插在构件本体的大插板10上，同时保证插板10与牛腿翼缘板4和8之间尺寸垂直，牛腿构件1插入插板10拼装完毕后，分别将插板10与主体结构两侧的主体翼缘板14施焊，同时保证插内隔板7之间进行全熔透施焊，具体如图10所示（图中a表示与内隔板7焊接；b表示与外侧翼缘板8焊接；c表示与内侧翼缘板4焊接）；

2、将上下四对外部牛腿对应内隔板16依次推进牛腿构件1与插板10之间形成的四个腔体内，分别进行全熔透施焊并探伤，注意前道内隔板7探伤合格后方可对后道外部牛腿对应内隔板16拼焊，具体如图11所示；

3、上述四对外部牛腿对应内隔板16施焊探伤完毕后，分别对钢柱主体构件2两侧的主体翼缘板14进行装配施焊，装配时需注意保证中间插板10与主体翼缘板14之间的垂直度，施焊完毕后对主焊缝进行全熔透探伤，具体如图12所示；

4、完成两侧主体翼缘板14施焊后，分别装配两对折弯区域折弯补强板13，折弯补强板13在装配时，装焊完毕后，分别对该四块板进行探伤处理，具体如图13所示；

5、对于剩下的非内置隐蔽性隔板，分别在插板10上画出其余零件板定位线，将剩余的内隔板装配至插板10上面，装配时需保证零件板与插板10的垂直度，同时在装配前开设好相应的坡口，装配完毕后，对各个零件板与主体构件2之间进行全熔透施焊，具体如图14所示；

6、零件板装焊完毕后，分别装配剩余的主体上下腹板11，并将主体上下腹板11与主体翼缘板14施焊，对于伸出主体上下腹板11内侧翼缘板4、横向挡板9、纵向隔板15在外部与腹板之间施焊，其余内置隔板分别从上下洞口内进行与剩余腹板面的焊接，具体如图15所示；

7、构件主体装焊完毕，经探伤合格，分别对构件上的牛腿、柱上部中间位置封板等零部件进行装配焊接，焊后进行UT探伤，对不合格部位进行返修，具体如图16所示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种网格状插板V型柱结构，其特征在于：整体形式为“V型”箱型结构形式，包括主体构件，所述主体构件的一端连接有两组牛腿构件，所述牛腿构件内部设置有若干个内隔板，相邻所述内隔板之间设置有纵向加劲板，所述牛腿构件的内侧翼缘板开设有插槽，所述主体构件内设置有与所述插槽配合连接的插板，所述主体构件内设置有对所述牛腿构件进行压力承受的横向挡板。

2.根据权利要求1所述的网格状插板V型柱结构，其特征在于：所述牛腿构件包括牛腿下腹板和牛腿上腹板，所述牛腿安装在所述插板上，所述牛腿下腹板和牛腿上腹板的两侧分别设置有外侧翼缘板和内侧翼缘板，所述内侧翼缘板长度超过牛腿下腹板和牛腿上腹板，插槽开设在内侧翼缘板上。

3.根据权利要求2所述的网格状插板V型柱结构，其特征在于：所述主体结构包括主体上腹板、主体下腹板和两侧的主体翼缘板，所述主体翼缘板与所述外侧翼缘板对接，所述外侧翼缘板的长度短于所述牛腿上腹板和牛腿下腹板，确保牛腿翼腹板焊缝错开，避免应力集中，所述主体翼缘板设置有折弯段，所述折弯段处设置有折弯补强板。

4.根据权利要求3所述的网格状插板V型柱结构，其特征在于：所述插板为设置在所述主体结构内部的一整块板，且不分段，所述内隔板以插板为中间线，对称分段成上下两块，整体形成网格状形式。

5.根据权利要求2所述的网格状插板V型柱结构，其特征在于：内侧翼缘板及横向挡板的截面宽度伸出构件表面，设计为外置焊接。

6.根据权利要求1所述的网格状插板V型柱结构，其特征在于：所述主体结构内设置有与所述横向挡板方向垂直的纵向隔板。

7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的网格状插板V型柱结构的制作工艺方法，其特征在于：包括以下步骤，

一、牛腿构件拼装，

1、牛腿电渣焊内隔板、纵向加劲板组立，电渣焊内隔板的夹板条应该预先进行铣切加工，组立由流水线进行施工，应注意保证电渣焊与夹板条之间的贴合度；

2、牛腿上腹板组立，进行组立时注意保证尺寸精度，防止牛腿上腹板凹陷引起的错边现象，组立完毕后对内部电渣焊内隔板、纵向加劲板的气保焊位置进行施焊，焊接完成经UT探伤合格后进行下一步操作；

3、完成外侧翼缘板和内侧翼缘板的拼装，拼装完毕后对主体焊缝进行焊接，焊接时，首先气保焊打底焊接，要求连续施焊，不可预留电渣焊孔，然后进行埋弧焊填充，填充完成后开设电渣焊孔，完成电渣焊内隔板的焊接之后，进行埋弧焊盖面；

二、整体拼装，

1、将组拼完毕的两根牛腿构件的内侧翼缘板分别从左右两侧插在构件本体的插板上，同时保证插板与主体翼缘板之间尺寸垂直，插板插入牛腿构件拼装完毕后，分别将插板与主体结构两侧的主体翼缘板、插板与钢柱内隔板之间进行全熔透施焊；

2、将上下四对内隔板依次推进牛腿构件与插板之间形成的四个腔体内，分别进行全熔透施焊并探伤，注意前道内隔板探伤合格后方可对后道内隔板拼焊；

3、上述四对内隔板施焊探伤完毕后，分别对钢柱主体构件两侧的主体翼缘板进行装配施焊，装配时需注意保证中间插板与主体翼缘板之间的垂直度，施焊完毕后对主焊缝进行全熔透探伤；

4、完成两侧主体翼缘板施焊后，分别装配两对折弯区域折弯补强板，折弯补强板在装配时，装焊完毕后，分别对该四块板进行探伤处理；

5、对于剩下的非内置隐蔽性隔板施工，首先分别在插板上画出其余零件板定位线，然后将剩余的内隔板装配至插板上面，装配时需保证零件板与插板的垂直度，同时在装配前开设好相应的坡口，装配完毕后，对各个零件板与主体构件之间进行全熔透施焊；

6、零件板装焊完毕后，分别装配剩余的主体上腹板和主体下腹板，并将主体上腹板和主体下腹板与主体翼缘板施焊，同时对伸出主体上腹板/主体下腹板的牛腿内侧翼缘板、横向挡板、纵向隔板在外部与腹板之间施焊，其余内置隔板分别从上下洞口内进行与剩余腹板面的焊接；

7、构件主体装焊完毕，经探伤合格，分别对构件上的牛腿、柱上部中间位置封板等零部件进行装配焊接，焊后进行UT探伤，对不合格部位进行返修。

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