一种十字形转箱形柱及其加工方法与流程

本发明涉及一种转箱形柱，尤其涉及一种由十字形转箱形柱及其加工方法，属于钢结构领域。

背景技术：

常规的转箱形柱结构复杂，支撑性能不佳，而且制作方法适用性较低。

中国专利201420527410.7，公开一种塔冠钢结构扭转箱形柱的铝方通幕墙，包括扭转箱形柱、与扭转箱形柱连接的背龙骨以及与背龙骨连接的铝方通，所述背龙骨环向、间隔围合在扭转箱形柱的周围；所述铝方通均匀间隔、垂直连接在背龙骨的外侧面，随背龙骨围合在扭转箱形柱的外侧，形成铝方通幕墙，其中，竖直方向上的两节相邻铝方通之间焊接固定；每节铝方通的背面上部开有圆形的固定孔、通过固定螺栓与背龙骨连接，下部开有上窄下宽的长条状的调节孔、通过调节螺栓与背龙骨连接；所述固定螺栓依次穿过背龙骨和铝方通的背面由螺母固定；所述调节螺栓依次穿过铝方通的背面和背龙骨由螺母固定。

此结整体支撑性能相对不强，会影响整体的性能。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种结构更加紧凑，受应力更加均匀，进一步提升整体性能的一种十字形转箱形柱及其加工方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种十字形转箱形柱，包括柱底板、柱顶封板和中间支架组件，所述的中间支架组件设在柱底板与柱顶封板间，所述的中间支架组件的下端设有与柱底板相固定连接的下支撑组件，所述的中间支架组件的上端设有与柱顶封板相固定连接的上支撑组件，所述的上支撑组件与下支撑组件间设有与中间支架组件相固定连接的转换连接组件；

所述的转箱形柱中设有灌浆孔。

作为优选，所述的中间支架组件包括十字形构件，下端十字形构件的宽度小于上端十字形构件的宽度，中端十字形构件底部的宽度等于下端十字形构件的宽度，中端十字形构件上部的宽度等于上端十字形构件的宽度；

所述的下支撑组件包括异形盖板，下端十字形构件的四个方向分别设有异形盖板，所述的异形盖板的上端与十字形构件间设有十字形上部隔板，所述的异形盖板的中端与十字形构件间设有十字形中部隔板，所述的异形盖板的下端与十字形构件间设有十字形下部隔板；

所述的上支撑组件包括箱型翼板和箱型腹板，上端十字形构件的上部与下部分别设有箱型翼板，上端十字形构件左部与右部分别设有与箱型翼板相固定的箱型腹板，上端十字形构件的顶端设有与箱型翼板和箱型腹板相固定的箱型上部隔板，上端十字形构件的底端设有与箱型翼板和箱型腹板相固定的箱型下部隔板，上端十字形构件的中端设有与箱型翼板和箱型腹板相固定的箱型中部隔板，所述的柱顶封板分别与箱型翼板和箱型腹板相固定；

所述的转换连接组件包括转换处盖板，中端十字形构件的四个方向分别设有转换处盖板，所述的转换处盖板分别与异形盖板、箱型翼板、箱型腹板相固定连接。

作为优选，所述的箱型翼板与箱型腹板的外端分别延伸出十字形构件，所述的转换处盖板低端的表面与异形盖板的表面呈同一水平面分布，所述的转换处盖板顶端的表面与箱型翼板和箱型腹板的表面呈同一水平面分布。

作为优选，下端异形盖板的宽度大于上端异形盖板的宽度，下端异形盖板与上端异形盖板间通过圆弧过渡连接，相邻异形盖板间形成装配缺口；

所述的转换处盖板与异形盖板间、转换处盖板与箱型翼板间通过一对相间隔分布的纵向搭接板固定，所述的箱型翼板的下端、异形盖板的上端分别设有与纵向搭接板相对应分布的横向塔接板，所述的纵向搭接板和横向塔接板分别呈竖状分布；

所述的箱型翼板的内壁、箱型腹板的外壁、异形盖板的外壁分别设有呈均匀分布的栓钉。

作为优选，所述的箱型翼板的上端与箱型腹板的上端分别设有吊装耳板。

作为优选，所述的箱型腹板中设有与十字形构件相配接固定的腹板槽，与箱型腹板同侧的转换处盖板中设有与腹板槽相连通的盖板槽，所述的盖板槽与十字形构件相配接。

作为优选，所述的柱底板、柱顶封板、十字形上部隔板、十字形中部隔板、十字形下部隔板、箱型上部隔板、箱型中部隔板、箱型下部隔板中分别设有灌浆孔。

一种十字形转箱形柱的加工方法，按以下步骤进行：

(一)、结构分析：

十字形转箱形柱是下部截面尺寸为800x800mm的十字形，上部截面尺寸为900x900mm的箱形，中间变截面转换过渡；

十字形腹板伸入箱形长度为1650mm，中间变截面转换长度为400mm，十字形和箱形内部均布设有三道隔板，每道隔板均为4块截面尺寸为340x340mm的小隔板组成，其中在靠近柱转换处隔板密，焊接难度大，组装顺序尤为重要；

为了保证隔板焊缝能顺利施焊，先组装十字形和箱型，最后组装转换处盖板，其中隔板采取退装的方法，越靠近转换处的隔板越后组装。

(二)、制作工艺：

1.1h形组焊：

按h形钢构件加工工艺要求，制作h形，局部加热矫正翼缘板；

1.2十字形组焊：

按t形钢构件加工工艺要求制作t形，局部加热矫正翼缘板；h形和t形均矫正合格后，按照十字形钢构件加工工艺要求组装成十字形并焊接；

1.3十字形隔板组焊：

根据设计图纸位置尺寸，先装十字形下部4块隔板并焊接；接着组装十字形中部4块隔板并焊接，隔热坡口朝向柱上端；最后组装十字形上部4块隔板并焊接，隔板坡口朝向柱上端，隔板的位置和倾斜偏差不应大于2.0mm；

1.4箱形中部和上部隔板组焊：

根据设计图纸位置尺寸，组装箱型中部和上部的共8块隔板，箱形中部隔板坡口朝向柱下端，箱形上部隔板坡口朝向柱上端，隔板的位置和倾斜偏差不应大于2.0mm；

1.5箱型翼板组焊:

按照设计图纸位置尺寸组装箱型翼板，焊接隔板的三边焊缝和翼板与十字形腹板的焊缝。最后在箱形中部隔板和箱形上部隔板之间的翼板内壁打上栓钉；

1.6箱型腹板组装:

按照设计图纸位置尺寸组装已在箱形中部隔板和箱形上部隔板之间的内壁区域打上栓钉的箱形腹板，焊接隔板与腹板的焊缝、箱形腹板与十字形腹板的焊缝和箱形主焊缝；

1.7箱型下部内壁栓钉和上部内壁栓钉焊接：

根据设计图纸位置尺寸在箱形内壁打上剩余应焊接的栓钉；

1.8箱型下部隔板和柱顶封板组焊：

按照设计图纸位置尺寸，组装箱型下部隔板和柱顶封板并焊接；

1.9柱转换处盖板组焊：

柱转换处盖板组装，先定位与箱形腹板同侧的盖板，然后定位与箱形翼板同侧的盖板；

1.10柱上端面铣削：

复测十字形转箱形柱长度，在钢柱上端外表面画出铣削线(预留柱底坡口和钢牛腿相关附件焊接收缩余量)，将钢管柱搁置在端面铣床的后置平台上，确保水平并垂直于机床，铣削柱的上端面；

1.11纵向和横向搭接板组焊：

以柱上端铣削面为基准，按照设计图纸位置尺寸组装纵向和横向搭接板；

复测钢柱长度，按照设计图纸要求加工柱底坡口，柱底板上的定位线与十字形截面对齐组装，采用吊线坠的方法，确保柱底板与柱轴线的垂直度，焊后在柱底板的反面进行局部加热矫正，使其平面度符合技术要求；

1.13栓钉、吊耳板组焊：

按照设计图纸位置尺寸，组焊栓钉和吊装耳板，组装前应先在柱体表面画出组装定位线，然后对齐定位线组装。

本发明提供一种十字形转箱形柱及其加工方法，结构紧凑，受力性能更加出色,拼装方法科学。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明中制作工艺1.1的结构示意图；

图3是本发明中制作工艺1.2的结构示意图；

图4是本发明中制作工艺1.3的结构示意图；

图5是本发明中制作工艺1.4的结构示意图；

图6是本发明中制作工艺1.5的结构示意图；

图7是本发明中制作工艺1.6的结构示意图；

图8是本发明中制作工艺1.7的结构示意图；

图9是本发明中制作工艺1.8的结构示意图；

图10是本发明中制作工艺1.9的结构示意图；

图11是本发明中制作工艺1.10的结构示意图；

图12是本发明中制作工艺1.11的结构示意图；

图13是本发明中制作工艺1.12的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12和图13所示，一种十字形转箱形柱，包括柱底板1、柱顶封板2和中间支架组件，所述的中间支架组件设在柱底板1与柱顶封板2间，所述的中间支架组件的下端设有与柱底板1相固定连接的下支撑组件，所述的中间支架组件的上端设有与柱顶封板2相固定连接的上支撑组件，所述的上支撑组件与下支撑组件间设有与中间支架组件相固定连接的转换连接组件；

所述的转箱形柱中设有灌浆孔3。

所述的中间支架组件包括十字形构件4，下端十字形构件4的宽度小于上端十字形构件4的宽度，中端十字形构件4底部的宽度等于下端十字形构件4的宽度，中端十字形构件4上部的宽度等于上端十字形构件4的宽度；

所述的下支撑组件包括异形盖板5，下端十字形构件4的四个方向分别设有异形盖板5，所述的异形盖板5的上端与十字形构件4间设有十字形上部隔板6，所述的异形盖板5的中端与十字形构件4间设有十字形中部隔板7，所述的异形盖板5的下端与十字形构件4间设有十字形下部隔板8；

所述的上支撑组件包括箱型翼板9和箱型腹板10，上端十字形构件4的上部与下部分别设有箱型翼板9，上端十字形构件4左部与右部分别设有与箱型翼板9相固定的箱型腹板10，上端十字形构件4的顶端设有与箱型翼板9和箱型腹板10相固定的箱型上部隔板11，上端十字形构件4的底端设有与箱型翼板9和箱型腹板10相固定的箱型下部隔板12，上端十字形构件4的中端设有与箱型翼板9和箱型腹板10相固定的箱型中部隔板21，所述的柱顶封板2分别与箱型翼板9和箱型腹板10相固定；

所述的转换连接组件包括转换处盖板13，中端十字形构件4的四个方向分别设有转换处盖板13，所述的转换处盖板13分别与异形盖板5、箱型翼板9、箱型腹板10相固定连接。

所述的箱型翼板9与箱型腹板10的外端分别延伸出十字形构件4，所述的转换处盖板13低端的表面与异形盖板5的表面呈同一水平面分布，所述的转换处盖板13顶端的表面与箱型翼板9和箱型腹板10的表面呈同一水平面分布。

下端异形盖板5的宽度大于上端异形盖板5的宽度，下端异形盖板5与上端异形盖板5间通过圆弧过渡连接，相邻异形盖板5间形成装配缺口14；

所述的转换处盖板5与异形盖板5间、转换处盖板13与箱型翼板9间通过一对相间隔分布的纵向搭接板15固定，所述的箱型翼板9的下端、异形盖板5的上端分别设有与纵向搭接板15相对应分布的横向塔接板16，所述的纵向搭接板15和横向塔接板16分别呈竖状分布；

所述的箱型翼板9的内壁、箱型腹板10的外壁、异形盖板5的外壁分别设有呈均匀分布的栓钉17。

所述的箱型翼板9的上端与箱型腹板10的上端分别设有吊装耳板18。

所述的箱型腹板10中设有与十字形构件4相配接固定的腹板槽19，与箱型腹板10同侧的转换处盖板13中设有与腹板槽19相连通的盖板槽20，所述的盖板槽20与十字形构件4相配接。

所述的柱底板1、柱顶封板2、十字形上部隔板6、十字形中部隔板7、十字形下部隔板8、箱型上部隔板11、箱型中部隔板21、箱型下部隔板12中分别设有灌浆孔3。

一种十字形转箱形柱的加工方法，按以下步骤进行：

(一)、结构分析：

十字形转箱形柱是下部截面尺寸为800x800mm的十字形，上部截面尺寸为900x900mm的箱形，中间变截面转换过渡；

十字形腹板伸入箱形长度为1650mm，中间变截面转换长度为400mm，十字形和箱形内部均布设有三道隔板，每道隔板均为4块截面尺寸为340x340mm的小隔板组成，其中在靠近柱转换处隔板密，焊接难度大，组装顺序尤为重要；

为了保证隔板焊缝能顺利施焊，先组装十字形和箱型，最后组装转换处盖板，其中隔板采取退装的方法，越靠近转换处的隔板越后组装。

(二)、制作工艺：

1.1h形组焊：

按h形钢构件加工工艺要求，制作h形，局部加热矫正翼缘板；

1.2十字形组焊：

按t形钢构件加工工艺要求制作t形，局部加热矫正翼缘板；h形和t形均矫正合格后，按照十字形钢构件加工工艺要求组装成十字形并焊接；

1.3十字形隔板组焊：

根据设计图纸位置尺寸，先装十字形下部4块隔板并焊接；接着组装十字形中部4块隔板并焊接，隔热坡口朝向柱上端；最后组装十字形上部4块隔板并焊接，隔板坡口朝向柱上端，隔板的位置和倾斜偏差不应大于2.0mm；

1.4箱形中部和上部隔板组焊：

根据设计图纸位置尺寸，组装箱型中部和上部的共8块隔板，箱形中部隔板坡口朝向柱下端，箱形上部隔板坡口朝向柱上端，隔板的位置和倾斜偏差不应大于2.0mm；

1.5箱型翼板组焊:

按照设计图纸位置尺寸组装箱型翼板，焊接隔板的三边焊缝和翼板与十字形腹板的焊缝。最后在箱形中部隔板和箱形上部隔板之间的翼板内壁打上栓钉；

1.6箱型腹板组装:

按照设计图纸位置尺寸组装已在箱形中部隔板和箱形上部隔板之间的内壁区域打上栓钉的箱形腹板，焊接隔板与腹板的焊缝、箱形腹板与十字形腹板的焊缝和箱形主焊缝；

1.7箱型下部内壁栓钉和上部内壁栓钉焊接：

根据设计图纸位置尺寸在箱形内壁打上剩余应焊接的栓钉；

1.8箱型下部隔板和柱顶封板组焊：

按照设计图纸位置尺寸，组装箱型下部隔板和柱顶封板并焊接；

1.9柱转换处盖板组焊：

柱转换处盖板组装，先定位与箱形腹板同侧的盖板，然后定位与箱形翼板同侧的盖板；

1.10柱上端面铣削：

复测十字形转箱形柱长度，在钢柱上端外表面画出铣削线(预留柱底坡口和钢牛腿相关附件焊接收缩余量)，将钢管柱搁置在端面铣床的后置平台上，确保水平并垂直于机床，铣削柱的上端面；

1.11纵向和横向搭接板组焊：

以柱上端铣削面为基准，按照设计图纸位置尺寸组装纵向和横向搭接板；

复测钢柱长度，按照设计图纸要求加工柱底坡口，柱底板上的定位线与十字形截面对齐组装，采用吊线坠的方法，确保柱底板与柱轴线的垂直度，焊后在柱底板的反面进行局部加热矫正，使其平面度符合技术要求；

1.13栓钉、吊耳板组焊：

按照设计图纸位置尺寸，组焊栓钉和吊装耳板，组装前应先在柱体表面画出组装定位线，然后对齐定位线组装。