本發(fā)明涉及一種日字型構(gòu)件，尤其涉及一種復(fù)雜日字型構(gòu)件及其制作方法，屬于鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，常規(guī)的構(gòu)件截面形式已不能滿足鋼構(gòu)件復(fù)雜化、多樣化的發(fā)展趨勢(shì)，復(fù)雜構(gòu)件的應(yīng)用越來(lái)越廣泛；復(fù)雜日字型構(gòu)件就是其中的一類，這類構(gòu)件具有如下特點(diǎn)：

1.構(gòu)件外形復(fù)雜、尺寸大、重量重，但受力性能比較好，能夠承受較大的載荷，常被大型、超大型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程所采用。

2.焊接量大，成本高，加工周期長(zhǎng)和變形難以控制，傳統(tǒng)的加工制作方法難以實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，可以降低復(fù)雜日字型構(gòu)件的加工難度，能夠很好的解決日字型構(gòu)件在制作過(guò)程中遇到的一些難題的一種復(fù)雜日字型構(gòu)件及其制作方法。

本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：

一種復(fù)雜日字型構(gòu)件，包括日字型箱構(gòu)件，所述的日字型箱構(gòu)件外套有擴(kuò)展組件，所述的擴(kuò)展組件包括一對(duì)相間隔分布的環(huán)板牛腿翼緣板，一對(duì)環(huán)板牛腿翼緣板間設(shè)有若干與日字型箱構(gòu)件相固定的牛腿腹板，所述的牛腿腹板中設(shè)有連接端面。

作為優(yōu)選，所述的環(huán)板牛腿翼緣板呈菱形分布，一對(duì)環(huán)板牛腿翼緣板間的四個(gè)象限上分別設(shè)有牛腿腹板，相鄰牛腿腹板間設(shè)有與日字型箱構(gòu)件相固定的牛腿勁板。

作為優(yōu)選，所述的日字型箱構(gòu)件中設(shè)有中腹板，所述的中腹板與同方向二個(gè)牛腿腹板呈直線連接狀分布，所述的中腹板的上部與日字型箱構(gòu)件的上部呈同一水平面分布，所述的中腹板的底部與日字型箱構(gòu)件的底部呈同一水平面分布；

與擴(kuò)展組件相對(duì)應(yīng)的日字型箱構(gòu)件中設(shè)有一對(duì)呈對(duì)稱狀分布的縱向加勁板，所述的縱向加勁板與同方向牛腿腹板呈直線連接狀分布。

作為優(yōu)選，所述的牛腿腹板的外端面與環(huán)板牛腿翼緣板的外端面呈同一水平面分布；所述的日字型箱構(gòu)件由日字型構(gòu)件下翼緣板、日字型構(gòu)件上翼緣板和邊腹板拼裝而成。

一種復(fù)雜日字型構(gòu)件的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：

(1)、結(jié)構(gòu)分析：

中腹板一塊，日字型箱構(gòu)件一個(gè)，日字型箱構(gòu)件的橫截面為矩形，中腹板固定于日字型箱構(gòu)件的內(nèi)部，中腹板和日字型箱構(gòu)件組合橫截面為“日”字型構(gòu)件；環(huán)板牛腿翼緣板和牛腿腹板固定在日字型箱構(gòu)件外表面；

牛腿腹板位于箱體前后左右側(cè)外表面，角度均為90，對(duì)稱分布，縱向加勁板固定位于箱體內(nèi)部，位于牛腿腹板對(duì)應(yīng)位置，并垂直與邊腹板，日字型箱構(gòu)件空腔內(nèi)灌注素混凝土；

(2)、照加工圖紙要求放樣、下料切割鋼板，將鋼板制成：

日字型構(gòu)件下翼緣板、日字型構(gòu)件上翼緣板、環(huán)板牛腿翼緣板、邊腹板、中腹板、縱向加勁板、牛腿腹板采用直條切割機(jī)兩面同時(shí)垂直下料，對(duì)不規(guī)則件采用數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行下料；

(3)、制作安裝胎架：

構(gòu)件組裝以下端面為胎模正造面，胎模與構(gòu)件接觸面采用機(jī)械加工，在承重鋼平臺(tái)上劃出構(gòu)件翼緣板的平面位置線、縱向加勁板位置線、環(huán)板位置線的投影線和胎架位置線，并以此為基準(zhǔn)設(shè)置胎架；

(4)、日字型構(gòu)件下翼緣板定位：

將日字型構(gòu)件下翼緣板用行車(chē)吊放到胎架上，對(duì)準(zhǔn)端面企口位置線、中心線的投影線后固定在胎架上；

(5)、中腹板組裝：

底板上組裝中腹板，調(diào)整中腹板和日字型構(gòu)件下翼緣板之間的垂直度不得大于1mm；然后將中腹板和日字型構(gòu)件下翼緣板進(jìn)行定位焊接，定位焊接采用co2氣保護(hù)焊；當(dāng)定位焊上有氣孔或裂紋時(shí)，必須清除后重新焊；

(6)、日字型構(gòu)件上翼緣板組裝：

將日字型構(gòu)件上翼緣板吊上，調(diào)節(jié)其與中腹板的垂直度不得大于1mm；然后將其與中腹板固定，固定定位焊同樣采用co2氣保護(hù)焊，焊接完成后形成一個(gè)“工”字形；

(7)、縱向加勁板組裝：

將事先制作合格的縱向加勁板對(duì)準(zhǔn)定位基準(zhǔn)中心線，然后進(jìn)行組裝，組裝焊接定位焊采用手工焊；

(8)、隱蔽驗(yàn)收：

檢查中腹板位置、中腹板與日字型構(gòu)件下翼緣板、日字型構(gòu)件上翼緣板的垂直度、中腹板與日字型構(gòu)件下翼緣板、日字型構(gòu)件上翼緣板面底板的全熔透焊縫ut檢測(cè)、焊縫外觀質(zhì)量檢查、構(gòu)件內(nèi)雜物；驗(yàn)收合格后方允許組裝邊腹板；

(9)、邊腹板組裝：

利用液壓千斤頂將邊腹板頂?shù)健肮ぁ弊中蝺蓚?cè)，然后定位焊固定，焊接完成后形成一個(gè)“日”字形；定位焊同樣采用co2氣保護(hù)焊，焊縫采用全熔透坡口焊，由于壁厚較大，采取焊前預(yù)熱及焊接后熱措施，利用氣保焊的小能量焊接減少箱體邊腹板的角變形；

(10)、日字型箱構(gòu)件本體矯正：

箱體本體焊接完成后，在水平胎架上進(jìn)行初步測(cè)量，對(duì)箱體本體變形處如直線度、局部平整度、旁彎等進(jìn)行矯正；矯正采用火焰矯正，其溫度值應(yīng)控制在750～900℃之間，同一部位加熱矯正不得超過(guò)2次，矯正后，應(yīng)緩慢冷卻，不得用水驟冷；

(11)、日字型箱構(gòu)件本體端部端銑加工：

采用端面銑床對(duì)箱體本體兩端面進(jìn)行機(jī)加工，使箱體本體端面與箱體中心線垂直，保證箱體的幾何長(zhǎng)度，粗糙度、垂直度均應(yīng)符合規(guī)范要求；

(12)、裝焊環(huán)板牛腿；

各個(gè)牛腿以箱體頂部的端銑面為裝配基準(zhǔn)，確定各牛腿的裝配位置線，然后在箱體壁板上劃線，環(huán)板對(duì)準(zhǔn)定位基準(zhǔn)線，最后進(jìn)行組裝焊接，定位焊采用手工焊,牛腿腹板定位組裝焊接，牛腿勁板定位組裝焊接,按生產(chǎn)要求控制牛腿的相對(duì)位置、垂直度及高強(qiáng)螺栓孔群與箱體中心線的距離。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明采用合理的焊接順序，采用對(duì)稱焊，對(duì)收縮量大的部位先焊，進(jìn)一步保證日字型構(gòu)件的加工質(zhì)量；采取合理的火焰矯正，減小分段加工過(guò)程中的焊接變形，同時(shí)保證大尺度構(gòu)件的外形精度；嚴(yán)格控制加工過(guò)程中精度以及總體尺寸等，保證現(xiàn)場(chǎng)安裝的方便快捷以及安裝質(zhì)量，同時(shí)減少拼裝工作量。日字型構(gòu)件內(nèi)灌注混凝土，可發(fā)揮鋼的抗彎和約束作用、發(fā)揮混凝土的抗剪和吸熱作用，起到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震、防火的綜合效果。本發(fā)明為典型的超高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件，所提供的復(fù)雜日字型構(gòu)件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。

本發(fā)明提供一種復(fù)雜日字型構(gòu)件及其制作方法，結(jié)構(gòu)緊湊，進(jìn)一步提升制作工藝，提升產(chǎn)品檔次。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的平面構(gòu)造結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的立面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。

實(shí)施例1：如圖1、圖2和圖3所示，一種復(fù)雜日字型構(gòu)件，包括日字型箱構(gòu)件1，所述的日字型箱構(gòu)件1外套有擴(kuò)展組件，所述的擴(kuò)展組件包括一對(duì)相間隔分布的環(huán)板牛腿翼緣板2，一對(duì)環(huán)板牛腿翼緣板2間設(shè)有若干與日字型箱構(gòu)件1相固定的牛腿腹板3，所述的牛腿腹板3中設(shè)有連接端面4。

所述的環(huán)板牛腿翼緣板2呈菱形分布，一對(duì)環(huán)板牛腿翼緣板2間的四個(gè)象限上分別設(shè)有牛腿腹板3，相鄰牛腿腹板3間設(shè)有與日字型箱構(gòu)件1相固定的牛腿勁板5。

所述的日字型箱構(gòu)件1中設(shè)有中腹板6，所述的中腹板6與同方向二個(gè)牛腿腹板3呈直線連接狀分布，所述的中腹板6的上部與日字型箱構(gòu)件1的上部呈同一水平面分布，所述的中腹板6的底部與日字型箱構(gòu)件1的底部呈同一水平面分布；

與擴(kuò)展組件相對(duì)應(yīng)的日字型箱構(gòu)件1中設(shè)有一對(duì)呈對(duì)稱狀分布的縱向加勁板7，所述的縱向加勁板7與同方向牛腿腹板3呈直線連接狀分布。

所述的牛腿腹板3的外端面與環(huán)板牛腿翼緣板2的外端面呈同一水平面分布；所述的日字型箱構(gòu)件1由日字型構(gòu)件下翼緣板8、日字型構(gòu)件上翼緣板9和邊腹板10拼裝而成。

一種復(fù)雜日字型構(gòu)件的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：

(1)、結(jié)構(gòu)分析：

中腹板一塊，日字型箱構(gòu)件一個(gè)，日字型箱構(gòu)件的橫截面為矩形，中腹板固定于日字型箱構(gòu)件的內(nèi)部，中腹板和日字型箱構(gòu)件組合橫截面為“日”字型構(gòu)件；環(huán)板牛腿翼緣板和牛腿腹板固定在日字型箱構(gòu)件外表面；

牛腿腹板位于箱體前后左右側(cè)外表面，角度均為90，對(duì)稱分布，縱向加勁板固定位于箱體內(nèi)部，位于牛腿腹板對(duì)應(yīng)位置，并垂直與邊腹板，日字型箱構(gòu)件空腔內(nèi)灌注素混凝土；

(2)、照加工圖紙要求放樣、下料切割鋼板，將鋼板制成：

日字型構(gòu)件下翼緣板、日字型構(gòu)件上翼緣板、環(huán)板牛腿翼緣板、邊腹板、中腹板、縱向加勁板、牛腿腹板采用直條切割機(jī)兩面同時(shí)垂直下料，對(duì)不規(guī)則件采用數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行下料；

(3)、制作安裝胎架：

構(gòu)件組裝以下端面為胎模正造面，胎模與構(gòu)件接觸面采用機(jī)械加工，在承重鋼平臺(tái)上劃出構(gòu)件翼緣板的平面位置線、縱向加勁板位置線、環(huán)板位置線的投影線和胎架位置線，并以此為基準(zhǔn)設(shè)置胎架；

(4)、日字型構(gòu)件下翼緣板定位：

將日字型構(gòu)件下翼緣板用行車(chē)吊放到胎架上，對(duì)準(zhǔn)端面企口位置線、中心線的投影線后固定在胎架上；

(5)、中腹板組裝：

底板上組裝中腹板，調(diào)整中腹板和日字型構(gòu)件下翼緣板之間的垂直度不得大于1mm；然后將中腹板和日字型構(gòu)件下翼緣板進(jìn)行定位焊接，定位焊接采用co2氣保護(hù)焊；當(dāng)定位焊上有氣孔或裂紋時(shí)，必須清除后重新焊；

(6)、日字型構(gòu)件上翼緣板組裝：

將日字型構(gòu)件上翼緣板吊上，調(diào)節(jié)其與中腹板的垂直度不得大于1mm；然后將其與中腹板固定，固定定位焊同樣采用co2氣保護(hù)焊，焊接完成后形成一個(gè)“工”字形；

(7)、縱向加勁板組裝：

將事先制作合格的縱向加勁板對(duì)準(zhǔn)定位基準(zhǔn)中心線，然后進(jìn)行組裝，組裝焊接定位焊采用手工焊；

(8)、隱蔽驗(yàn)收：

檢查中腹板位置、中腹板與日字型構(gòu)件下翼緣板、日字型構(gòu)件上翼緣板的垂直度、中腹板與日字型構(gòu)件下翼緣板、日字型構(gòu)件上翼緣板面底板的全熔透焊縫ut檢測(cè)、焊縫外觀質(zhì)量檢查、構(gòu)件內(nèi)雜物；驗(yàn)收合格后方允許組裝邊腹板；

(9)、邊腹板組裝：

利用液壓千斤頂將邊腹板頂?shù)健肮ぁ弊中蝺蓚?cè)，然后定位焊固定，焊接完成后形成一個(gè)“日”字形；定位焊同樣采用co2氣保護(hù)焊，焊縫采用全熔透坡口焊，由于壁厚較大，采取焊前預(yù)熱及焊接后熱措施，利用氣保焊的小能量焊接減少箱體邊腹板的角變形；

(10)、日字型箱構(gòu)件本體矯正：

箱體本體焊接完成后，在水平胎架上進(jìn)行初步測(cè)量，對(duì)箱體本體變形處如直線度、局部平整度、旁彎等進(jìn)行矯正；矯正采用火焰矯正，其溫度值應(yīng)控制在750～900℃之間，同一部位加熱矯正不得超過(guò)2次，矯正后，應(yīng)緩慢冷卻，不得用水驟冷；

(11)、日字型箱構(gòu)件本體端部端銑加工：

采用端面銑床對(duì)箱體本體兩端面進(jìn)行機(jī)加工，使箱體本體端面與箱體中心線垂直，保證箱體的幾何長(zhǎng)度，粗糙度、垂直度均應(yīng)符合規(guī)范要求；

(12)、裝焊環(huán)板牛腿；

各個(gè)牛腿以箱體頂部的端銑面為裝配基準(zhǔn)，確定各牛腿的裝配位置線，然后在箱體壁板上劃線，環(huán)板對(duì)準(zhǔn)定位基準(zhǔn)線，最后進(jìn)行組裝焊接，定位焊采用手工焊,牛腿腹板定位組裝焊接，牛腿勁板定位組裝焊接,按生產(chǎn)要求控制牛腿的相對(duì)位置、垂直度及高強(qiáng)螺栓孔群與箱體中心線的距離。