專利名稱：一種雙亞字形巨型柱及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型鋼柱，具體是一種雙亞字形巨型柱及其制作方法。
背景技術(shù)：
上海中心大廈地下室結(jié)構(gòu)工程，分為主樓地下室和裙房地下室部分。其中主樓地下室工程外圍由8根巨型柱和4根角柱組成井字形框架，中間為鋼柱和鋼墻板組成的長寬各30米的剪力墻，巨型柱和剪力墻之間有墻板柱和雙層鋼墻板組成，各構(gòu)件之間鋼接成一個穩(wěn)定的整體。本工程設(shè)計新穎，造型奇特、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、特別是各重要節(jié)點處理難度相當(dāng)大；經(jīng)綜合研究、分析本工程的結(jié)構(gòu)形式，其主要難點、特點如下。(1)工程使用鋼板厚度大、強度等級高，地下室鋼柱使用的鋼板主要以30mm、 50mm、55mm為主，柱底板厚度則達(dá)到160mm。鋼材等級以Q345GJC級為主體、此外局部為 Q390GJC級，鋼板厚度厚強度高。(2)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊接殘余應(yīng)力大，變形也大，本工程使用鋼材均為厚板、超厚板，焊接時填充焊材熔敷金屬量大，焊接時間長，熱輸入總量高，因此結(jié)構(gòu)焊后應(yīng)力和變形大；構(gòu)件施焊時焊縫拘束度高、焊接殘余應(yīng)力大；加之本工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各單體結(jié)構(gòu)均屬“復(fù)合型” 構(gòu)件，焊接應(yīng)力方向不一致，縱、橫、上、下立體交叉，互相影響極易造成構(gòu)件綜合性變形。(3)焊縫裂紋的發(fā)生可能性大；本工程由于板厚焊接時拘束度大，且節(jié)點復(fù)雜，焊接殘余應(yīng)力大，焊縫單面施焊熔敷金屬量大，施焊作業(yè)時間長，工藝復(fù)雜。因此在焊接施焊過程中，稍有不慎易產(chǎn)生熱裂紋與冷裂紋。(4)層狀撕裂傾向性大；從焊接理論與焊接實踐中證實，層狀撕裂缺陷最易產(chǎn)生在鋼板厚度方向的“十字角接和T形角接”接頭上。此類接頭在本工程中應(yīng)用較多，加上其它因素，該層狀撕裂傾向性將增大。(5)大量的高強度螺栓孔精度控制困難；巨型柱上的墻板連接件焊接變形大，幾何尺寸難以控制。綜上所述，如何克服上述困難完成上海中心大廈地下室鋼結(jié)構(gòu)的制作，最重要的是設(shè)計、制作出一種合理的巨型柱。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)堅固的雙亞字形巨型柱，同時還提供了這種雙亞字形巨型柱的制作方法。技術(shù)方案為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所述的一種雙亞字形巨型柱，它包括H形構(gòu)件、隔板、連接板和柱底板；所述隔板位于H形構(gòu)件之間；所述連接板位于H形構(gòu)件的側(cè)面；所述柱底板位于H形構(gòu)件一端。為了進一步加強雙亞字形巨型柱的牢固度，該雙亞字形巨型柱還包括橫向加筋板和/或水平加筋板；所述水平加筋板位于H形構(gòu)件之間，所述橫向加筋板垂直固定于柱底板同時垂直于H形構(gòu)件側(cè)邊。本發(fā)明中為了加強雙亞字形巨型柱的承重能力，所述H形構(gòu)件為三個或三個以上。本發(fā)明還公開了上述雙亞字形巨型柱的制作方法，該方法的具體步驟如下
(a)選取鋼板，按照圖紙尺寸將鋼板加工H形構(gòu)件、隔板、連接板和柱底板；
(b)在地面劃出定位基準(zhǔn)線；
(c)制作雙亞字形巨型柱的組裝胎架；
(d)底部H形構(gòu)件的定位組裝將H形鋼吊上組裝胎架定位組裝；定位時根據(jù)地面定位基準(zhǔn)線，定位H形構(gòu)件的四角水平度、H形構(gòu)件兩側(cè)翼板的水平度和垂直度，然后在H形構(gòu)件上駁出中心線，并打上洋沖點，同時根據(jù)此中心線劃出H形構(gòu)件上隔板的安裝位置線；
(e)定位組裝下側(cè)二道水平的隔板；隔板定位合格后點焊固定，并用斜撐將其與H形構(gòu)件加強固定；
(f )中間H形構(gòu)件的定位組裝；安裝中間H形構(gòu)件時，中間的H形構(gòu)件的定位與第一根相同，定位時H形構(gòu)件與下側(cè)中間加勁腹板間的組裝間隙通過在H形構(gòu)件上壓上重箱來定位，同時保持H形構(gòu)件與下方H形構(gòu)件的垂直度和端部平面度；
(g)將定位后的中間H形構(gòu)件與下方H形構(gòu)件焊接
(h)焊接完成后重新定位；定位后在中間H形構(gòu)件上劃出隔板的安裝位置線和中心線；
(i)最上層H形構(gòu)件的定位組裝最上層的H形構(gòu)件定位后，將最上部的H形構(gòu)件與其下方的隔板焊接；
(j)將H形構(gòu)件與隔板進行加固焊接，焊接后形成組合柱主體； (k)在組合柱主體兩端進行坡口切割；
(1)安裝柱底板預(yù)先在畫好定位線的柱底板上鉆制直徑20-22mm的小孔，然后用直徑 90mm的鉆頭鉆制成孔；再將柱底板定位在組合柱主體一端并焊接固定；在柱底板上打孔， 用于將本發(fā)明所述的雙亞字形巨型柱通過栓釘牢固的固定在地面上不移動；
(m)安裝連接板，并在H形構(gòu)件、隔板和連接板上打上栓釘；在H形構(gòu)件、隔板和連接板打上栓釘便于與工程中的其他部件連接固定。本發(fā)明中所述步驟(g)中，焊接按照如下步驟先焊接隔板和H形構(gòu)件連接處的內(nèi)側(cè)面，焊接時從上而下，并且焊至坡口深度一半；然后對隔板和H形構(gòu)件連接處的外側(cè)面清根，清根深度為2/3 ；再將隔板和H形構(gòu)件連接處焊滿。本發(fā)明中，對于裝有橫向加筋板和/或水平加筋板的雙亞字形巨型柱，在安裝步驟步驟(1)中，在安裝柱底板后，將橫向加筋板和/或水平加筋板安裝于柱底板和組合柱主體上。有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點是
1、本發(fā)明所述的雙亞字形巨型柱結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，具有很強的承重能力；
2、本發(fā)明所述的雙亞字形巨型柱的制作方法，通過調(diào)整焊接順序和焊接方式，使制作出的的雙亞字形巨型柱結(jié)構(gòu)堅固，并且使雙亞字形巨型柱實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率。


圖1為本發(fā)明所述的雙亞字形巨型柱位于胎架上的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明所述雙亞字形巨型柱中組合柱主體的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明實施例中H形構(gòu)件與下方H形構(gòu)件焊接示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
實施例如圖1所示的一種雙亞字形巨型柱，它包括三根H形構(gòu)件1、兩層隔板2、兩層連接板3、一塊柱底板4、十二塊橫向加筋板5、四塊水平加筋板6和若干栓釘。本實施例中， 三根H形構(gòu)件疊加在一起，隔板位于相鄰兩根H形構(gòu)件之間；兩層連接板位于H形構(gòu)件的側(cè)面；所述柱底板位于H形構(gòu)件一端；所述水平加筋板6位于相鄰兩個H形構(gòu)件之間，所述橫向加筋板5垂直固定于柱底板4同時垂直于H形構(gòu)件1側(cè)邊；橫向加筋板5 —端固定于柱底板4上，一端固定于H形構(gòu)件或水平加筋板6表面。本實施例還公開了上述雙亞字形巨型柱的制作方法，具體步驟如下
(a)選取鋼板，按照圖紙尺寸將鋼板加工H形構(gòu)件、隔板、連接板和柱底板；
(b)在地面劃出定位基準(zhǔn)線；
(c)制作雙亞字形巨型柱的組裝胎架7(胎架如圖1所示)；
(d)底部H形構(gòu)件的定位組裝將H形鋼吊上組裝胎架定位組裝；定位時根據(jù)地面定位基準(zhǔn)線，定位H形構(gòu)件的四角水平度、H形構(gòu)件兩側(cè)翼板的水平度和垂直度，然后在H形構(gòu)件上駁出中心線，并打上洋沖點，同時根據(jù)此中心線劃出H形構(gòu)件上隔板的安裝位置線；
(e)定位組裝下側(cè)二道水平的隔板；隔板定位合格后點焊固定，并用斜撐將其與H形構(gòu)件加強固定；
(f )中間H形構(gòu)件的定位組裝；安裝中間H形構(gòu)件時，中間的H形構(gòu)件的定位與第一根相同，定位時H形構(gòu)件與下側(cè)中間加勁腹板間的組裝間隙通過在H形構(gòu)件上壓上重箱來定位，同時保持H形構(gòu)件與下方H形構(gòu)件的垂直度和端部平面度；
(g)將定位后的中間H形構(gòu)件與下方H形構(gòu)件焊接焊接按照如下步驟如圖3所示先焊序號①和②，焊至坡口深度一半；然后焊序號③和④處，焊至坡口深度一半，接著進行序號⑤和⑥處清根，清根深度達(dá)到板厚2/3 ；再對序號⑦和⑧處清根，清根深度達(dá)到板厚2/3， 最后焊滿序號①-⑧處(如圖3所示)；
(h)焊接完成后重新定位；定位后在中間H形構(gòu)件上劃出隔板的安裝位置線和中心線；
(i)最上層H形構(gòu)件的定位組裝最上層的H形構(gòu)件定位后，將最上部的H形構(gòu)件與其下方的隔板焊接；
(j)將H形構(gòu)件與隔板進行加固焊接，焊接后形成組合柱主體； (k)在組合柱主體兩端進行坡口切割；
(1)安裝柱底板預(yù)先在畫好定位線的柱底板上鉆制直徑20mm的小孔，然后用直徑 90mm的鉆頭鉆制成孔；再將柱底板定位在組合柱主體一端并焊接固定；在安裝柱底板后， 將橫向加筋板和水平加筋板安裝于柱底板和組合柱主體上；(m)安裝連接板，并在H形構(gòu)件、隔板和連接板上打上栓釘。
權(quán)利要求
1.一種雙亞字形巨型柱，其特征在于它包括H形構(gòu)件(1)、隔板(2)、連接板(3)和柱底板(4);所述隔板(2)位于H形構(gòu)件(1)之間；所述連接板(3)位于H形構(gòu)件(1)的側(cè)面； 所述柱底板(4)位于H形構(gòu)件(1) 一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙亞字形巨型柱，其特征在于該雙亞字形巨型柱還包括橫向加筋板(5)和/或水平加筋板(6);所述水平加筋板(6)位于H形構(gòu)件(1)之間， 所述橫向加筋板(5)垂直固定于柱底板(4)同時垂直于H形構(gòu)件(1)側(cè)邊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙亞字形巨型柱，其特征在于所述H形構(gòu)件(1)為三個或三個以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙亞字形巨型柱的制作方法，其特征在于該方法的具體步驟如下(a)選取鋼板，按照圖紙尺寸將鋼板加工H形構(gòu)件、隔板、連接板和柱底板；(b)在地面劃出定位基準(zhǔn)線；(c)制作雙亞字形巨型柱的組裝胎架；(d)底部H形構(gòu)件的定位組裝將H形鋼吊上組裝胎架定位組裝；定位時根據(jù)地面定位基準(zhǔn)線，定位H形構(gòu)件的四角水平度、H形構(gòu)件兩側(cè)翼板的水平度和垂直度，然后在H形構(gòu)件上駁出中心線，并打上洋沖點，同時根據(jù)此中心線劃出H形構(gòu)件上隔板的安裝位置線；(e)定位組裝下側(cè)二道水平的隔板；隔板定位合格后點焊固定，并用斜撐將其與H形構(gòu)件加強固定；(f )中間H形構(gòu)件的定位組裝；安裝中間H形構(gòu)件時，中間的H形構(gòu)件的定位與第一根相同，定位時H形構(gòu)件與下側(cè)中間加勁腹板間的組裝間隙通過在H形構(gòu)件上壓上重箱來定位，同時保持H形構(gòu)件與下方H形構(gòu)件的垂直度和端部平面度；(g)將定位后的中間H形構(gòu)件與下方H形構(gòu)件焊接(h)焊接完成后重新定位；定位后在中間H形構(gòu)件上劃出隔板的安裝位置線和中心線；(i)最上層H形構(gòu)件的定位組裝最上層的H形構(gòu)件定位后，將最上部的H形構(gòu)件與其下方的隔板焊接；(j)將H形構(gòu)件與隔板進行加固焊接，焊接后形成組合柱主體；(k)在組合柱主體兩端進行坡口切割；(1)安裝柱底板預(yù)先在畫好定位線的柱底板上鉆制直徑20-22mm的小孔，然后用直徑 90mm的鉆頭鉆制成孔；再將柱底板定位在組合柱主體一端并焊接固定；(m)安裝連接板，并在H形構(gòu)件、隔板和連接板上打上栓釘。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雙亞字形巨型柱的制作方法，其特征在于所述步驟(g) 中，焊接按照如下步驟先焊接隔板和H形構(gòu)件連接處的內(nèi)側(cè)面，焊接時從上而下，并且焊至坡口深度一半；然后對隔板和H形構(gòu)件連接處的外側(cè)面清根，清根深度為2/3 ；再將隔板和H形構(gòu)件連接處焊滿。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雙亞字形巨型柱的制作方法，其特征在于所述步驟(1) 中，在安裝柱底板后，將橫向加筋板和/或水平加筋板安裝于柱底板和組合柱主體上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙亞字形巨型柱，它包括H形構(gòu)件、隔板、連接板和柱底板；所述隔板位于H形構(gòu)件之間；所述連接板位于H形構(gòu)件的頂端；所述柱底板位于H形構(gòu)件一側(cè)。本發(fā)明還公開了上述雙亞字形巨型柱的制作方法。本發(fā)明所述雙亞字形巨型柱結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，具有很強的承重能力；本發(fā)明所述方法，通過調(diào)整焊接順序和焊接方式，使制作出的雙亞字形巨型柱結(jié)構(gòu)堅固，并且使雙亞字形巨型柱實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號E04C3/32GK102182276SQ20111009611
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者盧利杰, 孫祥彬, 龐志彬, 張菊花, 錢志忠, 顧曉付 申請人:江蘇滬寧鋼機股份有限公司