一种钢板剪力墙柱的加工方法与流程

本发明属于建筑钢结构领域，特别涉及一种钢板剪力墙柱的加工方法。

背景技术：

在湘江时代工程中，主楼为高94.6m的两栋办公楼，主体采用钢结构的型式，结构体系为组合箱型砼柱—组合箱型钢板剪力墙柱组成的框架结构。随着楼层的逐步升高，板厚逐渐由厚向薄渐变，在组合箱型钢板剪力墙柱结构中，参阅图1、图2所示，主材截面大小为1500mm×300mm，翼板1’、翼板2’、翼板11’、翼板12’、翼板13’、翼板14’板厚为10mm，腹板3’、腹板4’、腹板15’、腹板17’板厚为14mm，腹板16’板厚为10mm，纵向隔板5’、纵向隔板6’、纵向隔板18’、纵向隔板20’为6mm，纵向隔板19’为10mm，截面以箱型组合型式为主的“目”字型或组合“L”型，同时内部存在栓钉7’和栓钉21’，箱体组合焊缝为全熔透焊缝。

单层剪力墙构件，中间连接梁的区域构件主材板厚加厚，两侧箱体板厚相对较薄。

由于钢板薄，刚性小，对于热输入敏感，抵抗变型的能力差，在进行制作组合箱型钢板剪力墙柱过程当中，从钢板下料、坡口加工、焊接、矫正等工序中，常规的制作工艺容易导致成品构件截面尺寸、扭曲变型、钢板平面度会超标，不符合规范要求，容易导致构件报废。

技术实现要素：

本发明在于提供一种热输入均匀，拼装精度好，面板刚度强的钢板剪力墙柱的加工方法。

为达到上述目的，本发明的具体技术方案如下：

一种钢板剪力墙柱的加工方法，包括以下步骤：

第一步，选择钢板；

第二步，通过套料、下料制作第一翼板、第二翼板、第一腹板、第二腹板、第一纵向隔板和第二纵向隔板隔板；

第三步，在刚性平台上设置一个L型胎架；

第四步，将第一翼板平铺于L型胎架上，将第一纵向隔板和第二纵向隔板平行竖立焊接于第一翼板上，在第一翼板和第一纵向隔板、第一翼板和第二纵向隔板的垂直面上焊接若干回字型隔板；

第五步，对应第一翼板，将第二翼板平铺在第一纵向隔板和第二纵向隔板上，焊接内部焊缝；

第六步，组装两侧第一腹板、第二腹板，形成中间目字型箱体，并进行焊接，焊接后进行校正；

第七步，如第四步至第六步所述，制作左侧目字型箱体和右侧目字型箱体，以中间目字型箱体为基准组装两侧目字型箱体；并焊接目字型箱体相邻之间焊缝开口朝上的对接焊缝。

第八步，制作中间日字型箱体，其制作方法如第四步至第六步所述，区别在于纵向隔板数量为一块，形成中间日字型箱体；

第九步，在所述中间目字型箱体后上方组装所述中间日字型箱体；

第十步，如第八步所述，制作左侧日字型箱体和右侧日字型箱体，以中间日字型箱体为基准，组装两侧日字型箱体，并加设斜支撑，进行箱体相对尺寸微调及防焊接变形，然后焊接目字型箱体和日字型箱体接缝处的主体长焊缝。

第十一步，构件下胎，翻转箱体，依次焊接完箱体之间的其它对接焊缝。

为保证面板的刚度，减少制作过程中可能发生的变形几率，所述第一步中的钢板为热轧整平板，材板厚为6~14mm。

为控制热输入，减少钢板受热影响，使热输入均匀，减少变型的不均匀性，所述焊接均利用半自动气保焊机进行焊接，为最大程度减少钢板的变形度，所述第九步的主体长焊缝焊接采取从中间往两边对称施焊的方式。

为保证目字型箱体和日字型箱体之间焊接牢固，所述主体长焊缝的焊缝坡口型式为单面V型小坡口，所述单面V型小坡口的坡口角度为10°~15°。

为增加面板刚度，降低在焊接作用下整个面板平面上的凹凸变型，面板焊接采用间断定位焊，所述相邻回字型隔板之间为等间距焊接。

为有效的提高拼装精度，减少误差，所述第六步的校正方式为采用半自动火焰校正机校正。

为增加面板刚度，所述第二步的套料工艺，单块主体板材相同板厚上无对接焊缝，为提高拼装的精度，加放宽板材度余量；

为实现下料与坡口同步，实现一次性切割，所述第二步的下料工艺，采取离子切割设备进行下料。

本发明通过在选择、套料、主材下料、组装、焊接、火焰校正各个工序中控制热输入，减少钢板受热影响，同时辅以半自动焊接装置，使热输入均匀，减少变型的不均匀性；同时，在组装时，搭设一个L型刚性胎架，可以有效的提高拼装精度。此外，通过在箱体内部增加回字型工艺隔板，与面板焊接采取间断定位焊，增加面板刚度，降低在焊接作用下整个面板平面上的凹凸变型。

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

图1为“目”字型箱型钢板剪力墙柱；

图2为组合“L”型箱型钢板剪力墙柱；

图3为本发明L型拼装胎架示意图；

图4为本发明加工方法第四步的结构示意图；

图5为本发明加工方法第五步的结构示意图；

图6为本发明加工方法第六步的结构示意图；

图7为本发明加工方法第七步的结构示意图；

图8为本发明加工方法第八、九步的结构示意图；

图9为本发明加工方法第十步的结构示意图；

图10为本发明加工方法第十步的结构示意图（包括斜支撑）；

图11为本发明加工方法第十步的结构示意图（包括第二主体长焊缝）；

图12为本发明主体长焊缝的焊缝坡口型式。

图1- 图2的标号说明：

翼板1’ ，翼板2’，腹板3’，腹板4’，纵向隔板5’，纵向隔板6’，栓钉7’，翼板11’，翼板12’，翼板13’，翼板14’，腹板15’，腹板16’，腹板17’，纵向隔板18’，纵向隔板19’，纵向隔板20’，栓钉21’。

图3-图12的标号说明：

第一翼板11，第二翼板12，第一腹板15，第二腹板16，第一纵向隔板18，第二纵向隔板19，刚性平台31，胎架32，回字型隔板41，中间目字型箱体71，左侧目字型箱体72，右侧目字型箱体73, 第一对接焊缝73，第二对接焊缝74，中间日字型箱体81，左侧日字型箱体91，右侧日字型箱体92，第一主体长焊缝93，斜支撑94，第二主体长焊缝100。

具体实施方式

一种钢板剪力墙柱加工的方法，从原材料选择、套料、主材下料、组装、焊接、火焰校正各个工序进行控制或者技术改进，制作截面为细长型箱体剪力墙柱的构件，包括目字型，日目组合和目目组合的L型，日目组合和目目组合的T字型，本实施例以日目组合的L型为例进行说明。

第一步，选材，钢板采用热轧整平板，材板厚为6~14mm；

第二步，制作待组装和焊接的翼板、腹板和隔板（第一翼板、第二翼板、第一腹板、第二腹板、第一纵向隔板和第二纵向隔板隔板）；

其中，套料时，单块主体板材相同板厚上无对接焊缝，同时，翼板加放宽度余量；采取线能量高，热影响区小的数控无限回旋等离子切割设备进行下料，实现下料与坡口同步，实现一次性切割。放宽度余量指的是在钢板粗加工中，会对需要精加工的钢板零件放大尺寸，以留出下一步粗加工的余量。

第三步，在刚性平台31上设计一个L型胎架32（如图3所示）；

第四步，在L型胎架32上依次组装第一翼板11、第一纵向隔板18、第二纵向隔板19和回字型隔板41。

具体操作为：将第一翼板11平铺于L型胎架32上，将第一纵向隔板18和第二纵向隔板19平行竖立焊接于第一翼板11上，然后在第一翼板11和第一纵向隔板18、第一翼板11和第二纵向隔板19的垂直面上焊接若干等间距回字型隔板41，用于固定第一纵向隔板18和第二纵向隔板19于第一翼板11上，并定位焊牢固（如图4所示）；

第五步，组装第二翼板12。

对应第一翼板11，将第二翼板12平铺在第一纵向隔板18和第二纵向隔板19上，焊接内部焊缝（如图5所示）；

第六步，组装两侧第一腹板15、第二腹板16，形成中间目字型箱体71，并进行焊接，焊后采取半自动火焰校正机进行校正（如图6所示）；

第七步，如第四步至第六步所述，制作左侧目字型箱体72和右侧目字型箱体73，其端部截面（宽度、高度）偏差控制在±2mm之内，对角线偏差≤3mm，然后进行目字型总拼装，尺寸检验合格后，以中间目字型箱体71为基准，组装两侧目字型箱体72和73（如图7所示），组装时，控制相邻箱体截面错边在1mm之内，同时进行扭曲偏差调整，调整好后进行对接定位焊牢固，再进行箱体焊缝开口朝上的对接焊缝(第一对接焊缝74、第二对接焊缝75)施焊。

第八步，制作中间日字型箱体81，其制作方法如第二步至第四步所述，区别在于纵向隔板数量为一块，形成中间日字型箱体81（如图8所示）；

第九步，进行“L”型箱体组装，在中间目字型箱体71上方组装中间日字型箱体81，组装时，借助L型胎架，保证构件的直角度及两端部的组装偏差。

第十步，如第八步所述，制作左侧日字型箱体91和右侧日字型箱体92，上述日字型箱体检验合格后，进行二次“L”型箱体组装：以中间日字型箱体81为基准，组装两侧日字型箱体91和92。所述平行设置的目字型箱体和竖直设置的日字型箱体接缝处形成主体长焊缝，分别为前方的第一主体长焊缝93（如图9所示）和后方的第二主体长焊缝100（如图11所示），主体长焊缝93的焊缝坡口型式为单面V型小坡口（10°~15°）（如图10所示），截面加放焊接收缩余量。

在L型箱体之间加设斜支撑94，斜支撑中间位置设置螺栓拉杆，斜支撑94两侧与箱体定位焊牢固。然后进行检查L型直角度及截面尺寸，用斜支撑94上的螺栓拉杆进行微调。

尺寸检验合格后，进行第一主体长焊缝93焊接，焊接方式采取半自动气保焊机进行焊接，采取对称焊接，从中间往两侧施焊；

同时反面用气保焊焊接第二主体长焊缝100，采取对称焊接，从中间往两侧施焊。

第十一步，构件下胎，翻转箱体，依次焊接完箱体之间的其它对接焊缝。

以上单个箱体组合焊缝（所述第四至六步）采取半自动气保焊机进行焊接，组合焊缝（所述第九步）焊接采取从中间往两边对称施焊的方式。

在箱体制作当中，通过在各个工序中控制热输入，减少钢板受热影响，同时辅以半自动焊接装置，使热输入均匀，减少变型的不均匀性，在组装时，搭设一个L型刚性胎架，可以有效的提高拼装精度。同时，通过在箱体内部等间距增加回字型工艺隔板41，与面板焊接采取间断定位焊，增加面板刚度，降低在焊接作用下整个面板平面上的凹凸变型。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。