一種巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱，包括兩塊T型鋼和一塊工字鋼；所述T型鋼安裝在工字鋼兩側(cè)形成帶側(cè)板的十字形柱體結(jié)構(gòu)；所述柱體結(jié)構(gòu)上、中、下分別設(shè)有兩層加勁板、在所述柱體結(jié)構(gòu)的側(cè)板上設(shè)有栓釘，在所述工字鋼上與所述加勁板的連接處設(shè)有牛腿。本實用新型所述的巨柱，在保證了柱承重力的同時，最大限度的簡化了柱的結(jié)構(gòu)，節(jié)約了原材料，節(jié)省成本，增加了有效的建筑使用面積，同時減少結(jié)構(gòu)自重，減小結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。
【專利說明】一種巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼結(jié)構(gòu)，具體涉及一種巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱。

【背景技術(shù)】
[0002]武漢綠地中心位于武昌濱江商務(wù)區(qū)核心區(qū)域，與漢口百年外灘隔江相望，地理位置十分優(yōu)越，是武漢新一輪城市發(fā)展的重點區(qū)域。武漢綠地中心由一幢主塔樓、一幢辦公輔樓、一幢公寓樓及裙樓組成，其中主塔樓地下室6層，地上125層，地上建筑面積32.3萬平方米，總建筑高度為606米。是一座集辦公、會展、酒店、觀光娛樂、商業(yè)等為一體的綜合大樓，建成后將成為武漢超高層地標(biāo)性建筑。
[0003]塔樓框架采用適合商用超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系:巨型框架一核心筒一伸臂桁架結(jié)構(gòu)體系。該體系由三個部分組成:內(nèi)置鋼骨柱和鋼板的鋼筋混凝土核心筒、外框型鋼混凝土柱和樓層鋼梁形成巨型框架，相應(yīng)樓層部位設(shè)置環(huán)帶桁架、伸臂桁架加強(qiáng)外框與內(nèi)筒的連接。地下鋼結(jié)構(gòu)主要由12根鋼骨巨柱、樓層鋼梁、核心筒鋼骨柱鋼板剪力墻三大部分組成，
[0004]鋼骨巨柱包括組合H型截面和十字形截面；十字形截面巨柱分段長度較長，分段外形尺寸較大，且重量較重，屬超長、超寬構(gòu)件，對運輸影響較大。鋼骨巨柱分段結(jié)構(gòu)相對簡單，與其連接的僅只有樓層鋼梁牛腿，故其內(nèi)部僅局部有加勁肋。由于巨柱分段外形尺寸大，腹板高度高，結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生變形，因此需考慮結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)，防止倒運、吊裝過程中產(chǎn)生塑性變形。巨柱分段對外形尺寸精度要求較高，工廠加工制作時應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了解決施工過程中運輸不便、現(xiàn)場加工難度大，施工面要求高的問題，更便于質(zhì)量控制、節(jié)約安裝成本，本發(fā)明提供一種巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱，包括兩塊T型鋼和一塊工字鋼；所述T型鋼安裝在工字鋼兩側(cè)形成為帶側(cè)板的十字形柱體結(jié)構(gòu)；所述柱體結(jié)構(gòu)上、中、下分別設(shè)有兩層加勁板、在所述柱體結(jié)構(gòu)的側(cè)板上設(shè)有栓釘，在所述工字鋼上與所述加勁板的連接處設(shè)有牛腿。
[0007]所述柱體結(jié)構(gòu)采用板厚40彡t < 60mm、材質(zhì)為Q345GJC-Z15的鋼板或板厚t彡60mm、材質(zhì)為Q345GJC-Z25的鋼板制成。
[0008]所述兩個T型鋼板之間的夾角為1.5±0.2度。
[0009]所述巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱的制作方法，包括如下步驟:
[0010](I)采用2000噸油壓機(jī)對工字鋼和T型鋼進(jìn)行矯平，采用數(shù)控直條切割機(jī)或數(shù)控等離子切割機(jī)對牛腿、栓釘進(jìn)行切割，切割時預(yù)留焊接收縮量和加工余量，切割后進(jìn)行填補(bǔ)、打磨、除潰和毛刺；
[0011](2)在車間平臺上畫出相關(guān)的巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱中心線、牛腿中心線、角度線、牛腿端面企口位置線，設(shè)置胎架；
[0012](3)在胎架上將兩個T型鋼相向組裝、對角焊縫進(jìn)行自動埋弧焊接，將T型鋼拆開、矯正；
[0013](4)在胎架上定位、安裝工字鋼，在工字鋼的兩側(cè)定位、安裝T型鋼，采用氣體保護(hù)焊和自動埋弧焊結(jié)合焊接，焊接后矯正；
[0014](5)安裝加勁板，焊接，并進(jìn)行檢查測量；
[0015](6)對十字形端面進(jìn)行端統(tǒng),對安裝好的構(gòu)件進(jìn)行矯正、檢測；
[0016](7)定位、安裝牛腿，栓釘劃線、焊接；
[0017](8)整體測量，驗收。
[0018]所述步驟(4)定位包括:定位時必須對組裝角度用專用樣板進(jìn)行檢測，定位正確后與胎架點焊接牢固，零件局部平面度不超過2mm，外形尺寸±lmm，裝配基準(zhǔn)線±0.5mm；構(gòu)件定位時，以一端為正作端進(jìn)行加工制作，余量放在另外一端；安裝前將與工字鋼連接處進(jìn)行打磨光滑；所述步驟(4)的焊接包括:采用電加熱板對焊縫兩側(cè)進(jìn)行預(yù)熱，嚴(yán)格按電加熱數(shù)字溫控箱和測溫筆進(jìn)行監(jiān)控，預(yù)熱后采用埋弧焊接，點焊工字鋼一端面與兩側(cè)T型鋼的連接處，待焊至坡口深度一半時翻身進(jìn)行清根再焊接連接工字鋼另一端面與兩側(cè)T型鋼的連接處，同樣焊至一半坡口深度后翻身焊工字鋼原端面與兩側(cè)T型鋼的連接處，依此通過不斷翻身對稱焊接，控制焊接變形，焊后探傷檢測；焊縫處50mm范圍以內(nèi)的鐵銹、油污等應(yīng)進(jìn)行打磨清理干凈，直至露出金屬光澤后才能進(jìn)行拼裝；在專用工字鋼自動組裝機(jī)或者專用組裝平臺上組裝成十字形構(gòu)件，工字鋼和T型板中心線必須對齊；工字鋼拼裝定位焊所采用的焊接材料須與正式焊縫的要求相同，定位焊的焊腳不應(yīng)大于設(shè)計焊縫的2/3，且不得大于8mm，定位焊縫長度宜為500mnT6(K)mm，定位焊不得有裂紋、氣孔、夾渣，否則必須清除后重新焊接；矯正時檢查如下參數(shù):間隙:± 1.0mm，垂直度:b/200，且不應(yīng)大于2.0，長、寬、高:±2.0mm,中心偏移:± 1.0mm。
[0019]所述步驟(5)包括:對整體進(jìn)行檢查測量，特別是巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱上下兩端的截面尺寸以及工字鋼和T型鋼的垂直度、直線度，必須由專職檢查人員進(jìn)行全面測量檢查，同時對主要焊縫進(jìn)行超聲波探傷，滿足要求后采用鋼針劃線的方法劃出上下端面的端銑加工位置線，并用洋沖印進(jìn)行標(biāo)記，作為端銑時的檢查基準(zhǔn)，然后進(jìn)行下一步構(gòu)件端面端?先。
[0020]所述步驟(6)包括:在端面機(jī)加工平臺上定好巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱的中心線和水平度，進(jìn)行端面的整體端銑加工，端銑加工過程中應(yīng)注意以洋沖印作為基準(zhǔn)，端銑時應(yīng)留半只洋沖印，端銑后進(jìn)行分段接口處的焊接坡口切割；端銑允許偏差為:兩端銑平時構(gòu)件外形尺寸:±2.0mm，銑平面的平整度:0.3mm，銑平面對軸線的垂直度L/1500。
[0021]所述步驟(7)包括:牛腿安裝前，應(yīng)矯正好牛腿的垂直度、直線度、平整度，并先進(jìn)行螺栓孔的制孔，符合要求后才能進(jìn)行安裝，安裝時采用臨時定位板進(jìn)行定位和調(diào)整，必須保證牛腿位置的正確無誤，特別是螺栓孔群與鋼柱中心線的距離要保證，同時重點控制牛腿的角度及其他相對位置；栓釘與鋼柱之間的焊縫成形效果與焊接用瓷環(huán)也有一定的關(guān)系，在進(jìn)行栓釘焊接之前一定注意栓釘與焊接用瓷環(huán)之間的吻合度，必須緊密貼合。
[0022]所述步驟(8)包括:需采用全站儀和地面定位線方法進(jìn)行綜合測量，以確保其精度；構(gòu)件焊接矯正后公差要求:鋼柱高度:± 1mm、鋼柱寬度；±2mm、腹板中心偏移:± 1mm、翼緣板垂直度；± 2mm、柱身彎曲矢度:L/1000mm、且不大于10mm，腹板局部平整度2mm，柱身扭曲:H/250、且不大于5mm。
[0023]有益效果:本發(fā)明所述的巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱及其制作方法具有如下優(yōu)點:
[0024]1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎、在保證了柱承重力的同時，最大限度的簡化了柱的結(jié)構(gòu)，節(jié)約了原材料，節(jié)省成本，增加了有效的建筑使用面積，同時減少結(jié)構(gòu)自重，減小結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，提聞支撐效果。
[0025]2、本發(fā)明所述的制作方法，解決了工廠化生產(chǎn)的問題，大大加快了制作的進(jìn)度，縮短了工期，同時合理的設(shè)計減少了焊接的難度及工作量，方便施工，減少施工措施費用，并節(jié)省工期。
[0026]3、本發(fā)明中整體合理的組裝順序、焊接順序和焊接方法，進(jìn)一步保證了制作出的巨柱的質(zhì)量；減小分段加工過程中的焊接變形，同時保證大尺度鋼柱的外形精度；嚴(yán)格控制安裝過程中精度以及總體尺寸等，保證現(xiàn)場安裝的方便快捷以及安裝質(zhì)量，同時為減少拼裝工作量。
[0027]4、本發(fā)明為典型的超高層建筑結(jié)構(gòu)，所提供的超大型組合H型截面鋼柱的結(jié)構(gòu)及其制作方法可以推廣到其他高層建筑結(jié)構(gòu)的建造，并為交叉施工提供便捷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為本發(fā)明的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖3為步驟(3)的示意圖。
[0031]圖4為步驟(4)的示意圖。
[0032]圖5為步驟(5)的示意圖。

【具體實施方式】
[0033]下面通過附圖對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實施例。
[0034]實施例1:如圖1和圖2所示的巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱，包括兩塊T型鋼2和一塊工字鋼I ;T型鋼2安裝在工字鋼I兩側(cè)形成為帶側(cè)板的十字形柱體結(jié)構(gòu)，兩個T型鋼2板之間的夾角為1.5度；柱體結(jié)構(gòu)上、中、下分別設(shè)有兩層加勁板3、在柱體結(jié)構(gòu)的側(cè)板上設(shè)有栓釘5，在工字鋼I上與加勁板3的連接處設(shè)有牛腿4。
[0035]柱體結(jié)構(gòu)采用板厚45mm、材質(zhì)為Q345GJC-Z15的鋼板和板厚60mm、材質(zhì)為Q345GJC-Z25的鋼板制成。
[0036]上述巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱的制作方法，具體包括如下步驟:
[0037](I)采用2000噸油壓機(jī)對工字鋼和T型鋼進(jìn)行矯平，采用數(shù)控直條切割機(jī)或數(shù)控等離子切割機(jī)對牛腿、栓釘進(jìn)行切割，切割時預(yù)留焊接收縮量和加工余量，切割后進(jìn)行填補(bǔ)、打磨、除潰和毛刺；
[0038](2)在車間平臺上畫出相關(guān)的巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱中心線、牛腿中心線、角度線、牛腿端面企口位置線，設(shè)置胎架；
[0039](3)在胎架上將兩個T型鋼相向組裝、如圖3所示，對角焊縫進(jìn)行自動埋弧焊接，將T型鋼拆開、矯正；
[0040](4)在胎架上定位、安裝工字鋼，在工字鋼的兩側(cè)定位、安裝T型鋼，采用氣體保護(hù)焊和自動埋弧焊結(jié)合焊接，焊接后矯正，如圖4所示；定位時必須對組裝角度和反變形值用專用樣板進(jìn)行檢測，定位正確后與胎架點焊接牢固，零件局部平面度不超過2mm，外形尺寸±lmm,裝配基準(zhǔn)線±0.5mm ;構(gòu)件定位時，以一端為正作端進(jìn)行加工制作,余量放在另外一端；安裝前將與工字鋼連接處進(jìn)行打磨光滑；采用電加熱板對焊縫兩側(cè)進(jìn)行預(yù)熱，嚴(yán)格按電加熱數(shù)字溫控箱和測溫筆進(jìn)行監(jiān)控，預(yù)熱后采用埋弧焊接，點焊工字鋼一端面與兩側(cè)T型鋼的連接處，待焊至坡口深度一半時翻身進(jìn)行清根再焊接連接工字鋼另一端面與兩側(cè)T型鋼的連接處，同樣焊至一半坡口深度后翻身焊工字鋼原端面與兩側(cè)T型鋼的連接處，依此通過不斷翻身對稱焊接，控制焊接變形，焊后探傷檢測；焊縫處50_范圍以內(nèi)的鐵銹、油污等應(yīng)進(jìn)行打磨清理干凈，直至露出金屬光澤后才能進(jìn)行拼裝；在專用工字鋼自動組裝機(jī)或者專用組裝平臺上組裝成十字形構(gòu)件，工字鋼和T型板中心線必須對齊；工字鋼拼裝定位焊所采用的焊接材料須與正式焊縫的要求相同，定位焊的焊腳不應(yīng)大于設(shè)計焊縫的2/3，且不得大于8mm，定位焊縫長度宜為500mnT6(K)mm，定位焊不得有裂紋、氣孔、夾渣，否則必須清除后重新焊接；矯正時檢查如下參數(shù):間隙:±1.0mm，垂直度:b/200，且不應(yīng)大于2.0，長、寬、高:±2.Ctam,中心偏移:±1.Ctam ;
[0041](5)安裝加勁板、焊接，如圖5所示，并進(jìn)行檢查測量；對整體進(jìn)行檢查測量，特別是巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱上下兩端的截面尺寸以及工字鋼和T型鋼的垂直度、直線度，必須由專職檢查人員進(jìn)行全面測量檢查，同時對主要焊縫進(jìn)行超聲波探傷，滿足要求后采用鋼針劃線的方法劃出上下端面的端銑加工位置線，并用洋沖印進(jìn)行標(biāo)記，作為端銑時的檢查基準(zhǔn)，然后進(jìn)行下一步構(gòu)件端面端銑；
[0042](6)對十字形端面進(jìn)行端銑，對安裝好的構(gòu)件進(jìn)行矯正、檢測；在端面機(jī)加工平臺上定好巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱的中心線和水平度，進(jìn)行端面的整體端銑加工，端銑加工過程中應(yīng)注意以洋沖印作為基準(zhǔn)，端銑時應(yīng)留半只洋沖印，端銑后進(jìn)行分段接口處的焊接坡口切割；端銑允許偏差為:兩端銑平時構(gòu)件外形尺寸:±2.0mm，銑平面的平整度:0.3mm，銑平面對軸線的垂直度L/1500 ；
[0043](7)定位、安裝牛腿，栓釘劃線、焊接；牛腿安裝前，應(yīng)矯正好牛腿的垂直度、直線度、平整度，并先進(jìn)行螺栓孔的制孔，符合要求后才能進(jìn)行安裝，安裝時采用臨時定位板進(jìn)行定位和調(diào)整，必須保證牛腿位置的正確無誤，特別是螺栓孔群與鋼柱中心線的距離要保證，同時重點控制牛腿的角度及其他相對位置；栓釘與鋼柱之間的焊縫成形效果與焊接用瓷環(huán)也有一定的關(guān)系，在進(jìn)行栓釘焊接之前一定注意栓釘與焊接用瓷環(huán)之間的吻合度，必須緊密貼合；
[0044](8)整體測量，驗收；需采用全站儀和地面定位線方法進(jìn)行綜合測量，以確保其精度；構(gòu)件焊接矯正后公差要求:鋼柱高度:± 1mm、鋼柱寬度；±2mm、腹板中心偏移:± 1臟、翼緣板垂直度；± 2mm、柱身彎曲矢度:L/1000mm、且不大于10mm，腹板局部平整度2mm，柱身扭曲:H/250、且不大于5mm。
[0045]如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱，其特征在于:包括兩塊T型鋼和一塊工字鋼；所述T型鋼安裝在工字鋼兩側(cè)形成為帶側(cè)板的十字形柱體結(jié)構(gòu)；所述柱體結(jié)構(gòu)上、中、下分別設(shè)有兩層加勁板、在所述柱體結(jié)構(gòu)的側(cè)板上設(shè)有栓釘，在所述工字鋼上與所述加勁板的連接處設(shè)有牛腿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱，其特征在于:所述柱體結(jié)構(gòu)采用板厚40彡t < 60mm、材質(zhì)為Q345GJC-Z15的鋼板或板厚t彡60mm、材質(zhì)為Q345GJC-Z25的鋼板制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巨型十字結(jié)構(gòu)組合柱，其特征在于:所述十字形兩個T型鋼板之間的夾角為1.5±0.2度。
【文檔編號】E04C3/32GK204081261SQ201420500405
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】顧曉付, 顧晨華, 王小寧, 顧濤, 張建新 申請人:江蘇滬寧鋼機(jī)股份有限公司