厚板異形斜牛腿桁架層鋼柱及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)制作技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種厚板異形斜牛腿桁架層鋼柱及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]深圳平安金融中心項(xiàng)目一幢以甲級(jí)寫字樓為主、集購物、觀光、餐飲、娛樂為一體的綜合性大型超高層建筑。其塔樓層數(shù)為118層，主體結(jié)構(gòu)高度為558.45米，塔尖高度為660.00米。主體結(jié)構(gòu)分為塔樓和裙房結(jié)構(gòu)，由8根巨柱、7道環(huán)桁架、巨型支撐及樓層梁構(gòu)成外框筒結(jié)構(gòu)，核心筒采用下部鋼板剪力墻，上部為勁性鋼柱剪力墻，外框筒與核心筒之間通過4道伸臂桁架連接形成整體巨型框架一核心筒結(jié)構(gòu)體系。
[0003]由于桁架連接節(jié)點(diǎn)和樓層鋼梁均焊在箱型鋼柱上，而且筒外伸臂桁架異形板斜向與鋼柱連接，給箱型鋼柱的加工制作帶來了極大的困難。此外，由于桁架節(jié)點(diǎn)區(qū)域的鋼板較厚，達(dá)到150_，制作質(zhì)量及精度控制難度大，因此，超厚板異形斜牛腿桁架層鋼柱的箱型的加工制作工藝技術(shù)在本工程中非常重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種高效、高質(zhì)量的厚板異形斜牛腿桁架層鋼柱及其制作方法，降低這類復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)的制作難度的同時(shí)填補(bǔ)本領(lǐng)域在此結(jié)構(gòu)上的技術(shù)空白。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種厚板異形斜牛腿桁架層鋼柱，它主要包括由中厚板箱型柱分段、第一厚板箱型過渡段、超厚板箱型柱分段和第二厚板箱型過渡段依次連接而成的鋼柱本體，在所述中厚板箱型柱分段的一側(cè)安裝有H型斜牛腿，在所述超厚板箱型柱分段的一側(cè)設(shè)置有亞字形牛腿，底部設(shè)置有H型直牛腿，上方設(shè)置有異形斜牛腿，所述異形斜牛腿的上、下翼板異形，且同方向1°彎折兩次，與鋼柱本體成44°夾角，所述H型斜牛腿、亞字形牛腿、異形斜牛腿、和H型直牛腿分別連接外框梁、連接筒外伸臂桁架、筒內(nèi)伸臂桁架和鋼骨梁。
[0006]所述超厚板箱型柱分段為非對(duì)稱板組成的正方形截面，在其一側(cè)設(shè)置有上、下對(duì)稱的延伸突出部分，該延伸突出部分與亞字形牛腿相連。
[0007]所述中厚板箱型柱分段內(nèi)部設(shè)置電渣焊隔板，所述超厚板箱型柱分段內(nèi)部設(shè)置工藝隔板。
[0008]本發(fā)明還涉及一種厚板異形斜牛腿桁架層鋼柱的制作方法，所述方法包括以下步驟:
步驟一、放樣、號(hào)料
按圖紙尺寸并考慮加工余量及焊接收縮余量后放樣、號(hào)料，檢查核對(duì)材料，在材料上劃出加工位置，打上樣沖標(biāo)記，標(biāo)出零件編號(hào)；
步驟二、搭設(shè)組裝胎架在胎架位置上劃出鋼柱本體的中心線、基準(zhǔn)線和端口定位線，劃出地面線形，設(shè)置異形斜牛腿定位點(diǎn)，保證所有點(diǎn)的水平度在±lmm范圍之內(nèi)；
步驟三、組裝焊接各個(gè)箱型柱分段
分段制作厚板箱型柱分段、第一厚板箱型過渡分段、超厚板箱型柱分段和第二厚板箱型過渡段，其中厚板箱型柱分段和第一厚板箱型過渡分段采用先板拼接后組箱體的方法，最后將組裝好的厚板箱型柱分段和第一厚板箱型過渡分段與超厚板箱型柱分段、第二厚板箱型過渡段組裝焊接，超厚板箱型柱分段為不等邊截面，焊接時(shí)采用多次翻身、連續(xù)施焊的方式進(jìn)行，焊后采用電加熱做后熱處理，焊前預(yù)熱溫度控制在120-150°C之間，埋弧焊的焊劑在焊接前烘干至350°C，烘干時(shí)間至少2h，焊接層間溫度控制在120-250°C之間，焊后用石棉覆蓋，保溫3h。
[0009]步驟四、鋼柱本體裝配后檢驗(yàn)
鋼柱本體的柱頂端劃基準(zhǔn)線，箱體端面加工，檢查端面與鋼柱中心垂直度，端面平整度；
步驟五、組裝焊接各個(gè)牛腿
根據(jù)地面線形和控制點(diǎn)，按照H型斜牛腿、H型直牛腿、亞字形牛腿和異形斜牛腿的先后順序裝配，異形斜牛腿采用全站儀測(cè)定控制點(diǎn)，異形斜牛腿的直腹板與翼板組裝后，與鋼柱本體裝配，再裝配斜腹板，焊接各牛腿完成厚板異形斜牛腿桁架層鋼柱的制作。
[0010]亞字形牛腿的組裝焊接采用下述方式:(1)組裝亞字形牛腿的腹板與上、下翼板，焊前預(yù)熱，溫度為120-150°c ; (2)然后裝配亞字形牛腿，定位焊固定；(3)最后焊接亞字形牛腿與鋼柱本體的焊縫，氣保焊打底，氣保焊或埋弧焊填充蓋面，平焊位置，焊接溫度120-250°C。
[0011]異形斜牛腿的組裝焊接采用下述方式:(1)組焊異形斜牛腿，焊前預(yù)熱溫度不低于150°C，層間溫度150-250°C ; (2)異形斜牛腿的腹板內(nèi)側(cè)貼鋼襯墊；(3)根據(jù)襯墊定位，裝配異形牛腿，定位焊固定；(4)焊前預(yù)熱溫度不低于150°C，焊接層間溫度控制在150-250°C之間，焊后采用石棉覆蓋，保溫2h ; (5)焊接異形斜牛腿與鋼柱本體焊縫，氣保焊焊接。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明提供一種厚板異形斜牛腿桁架層鋼柱及其制作方法，鋼柱本體為1~4段不等厚箱型對(duì)接，鋼柱牛腿分布多，異形牛腿結(jié)構(gòu)復(fù)雜；針對(duì)超厚板，復(fù)雜牛腿的工廠制作，將本體
1、2分段板拼接后組成箱型段，由三段整體拼接，有效的控制了裝配精度及焊接質(zhì)量，箱體連接超厚板異形牛腿采用全站儀三維坐標(biāo)定位，保證了牛腿裝配精度。在整個(gè)制作過程中采用“分段制作、分部品控”，有效降低了制作難度，保證了構(gòu)件制作精度，大大提高了加工速度，解決了工廠化生產(chǎn)的問題。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一種厚板異形斜牛腿桁架層鋼柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明的中厚板箱型柱分段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明的超厚板箱型柱分段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為本發(fā)明的亞字形牛腿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖5為本發(fā)明的異形斜牛腿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖6為本發(fā)明的超厚板箱型柱分段裝配時(shí)的截面剖視圖。
[0019]圖7-圖18為本發(fā)明超厚板箱型柱分段的組裝焊接工藝流程圖。
[0020]其中
中厚板箱型柱分段I 第一厚板箱型過渡段2 超厚板箱型柱分段3 第二厚板箱型過渡段4 H型斜牛腿5 亞字形牛腿6 異形斜牛腿7 H型直牛腿8。
【具體實(shí)施方式】
[0021]參見圖1一圖5，本發(fā)明涉及一種厚板異形斜牛腿桁架層鋼柱，主要包括板厚為
35mm的中厚板箱型柱分段1、板厚為70_的第一厚板箱型過渡段2、板厚為150_的超厚板箱型柱分段3和板厚為70mm的第二厚板箱型過渡段4。所述中厚板箱型柱分段1、厚板箱型過渡分段2、超厚板箱型柱分段3和第二厚板箱型過渡段4依次連接，在所述中厚板箱型柱分段I的一側(cè)安裝有H型斜牛腿5，在所述超厚板箱型柱分段3的一側(cè)設(shè)置有亞字形牛腿
6，亞字形牛腿6由上下翼板和中間兩塊腹板組成，板厚均為100mm，牛腿截面560x1378mm，
底部設(shè)置有H型直牛腿8，上方設(shè)置有異形斜牛腿7，所述異形斜牛腿7的上下翼板異形，且同方向1°彎折兩次，與超厚板箱型柱分段3成135°夾角，牛腿腹板包括兩塊直腹板和一塊斜腹板，異形斜牛腿板厚均為100mm，截面800x3971mm，所述H型斜牛腿5、亞字形牛腿6、
異形斜牛腿7、和H型直牛腿8分別連接外框梁、連接筒外伸臂桁架、筒內(nèi)伸臂桁架和鋼骨m
ο
[0022]如圖5，超厚板箱型柱分段3為非對(duì)稱板組成的正方形截面，在其一側(cè)設(shè)置有上、下對(duì)稱的延伸突出部分，該延伸突出部分與亞字形牛腿6相連，中厚板箱型柱分段I內(nèi)部設(shè)置電渣焊隔板1.1，因?yàn)橹泻癜逑湫椭侄蜪的箱體截面小，人不能鉆進(jìn)去焊，故需采用電渣焊，超厚板箱型柱分段3內(nèi)部設(shè)置兩塊工藝隔板3.1，因?yàn)槌癜逑湫椭侄?的焊接量大，焊接收縮大，為了保證截面不變形的目的，工藝隔板3.1的三面焊接一面刨平頂緊，第二厚板箱型過渡段4開口處設(shè)置端頭封板，所述異形斜牛腿7包括上彎折翼板7.1和下彎折翼板7.2，在所述上彎折翼板7.1和下彎折翼板7.2之間設(shè)置有直腹板7.3和斜腹板7.4，厚度均為100mm，所述超厚板箱型柱分段3與所述異形牛腿7呈135°角連接。
[0023]本發(fā)明還公開了一種超厚板異形斜牛腿桁架層鋼柱的制作方法，按如下步驟進(jìn)行:
步驟一、放樣、號(hào)料
按圖紙尺寸并考慮加工余量及焊接收縮余量后放樣、號(hào)料，翼板、腹板等板料可用直條火焰氣割機(jī)下料，腹板坡口采用半自動(dòng)切割機(jī)進(jìn)行加工，檢查核對(duì)材料；在材料上劃出切害J、銑、刨、彎曲、鉆孔等加工位置；打上樣沖標(biāo)記；標(biāo)出零件編號(hào)。氣割線要?jiǎng)濍p線控制或注明留線割。坡口加工時(shí)應(yīng)注意坡口正、反向的區(qū)別，嚴(yán)格按照工藝文件要求控制坡口角度，處理好半熔透和全熔透焊接坡口的過渡，切割面不大于Imm的缺棱。
[0024]步驟二、搭設(shè)組裝胎架
在胎架位置上劃出鋼柱本體的中心線、基準(zhǔn)線和端口定位線，劃出地面線形，設(shè)置異形牛腿定位點(diǎn)，用