一种多管组合钢柱及其制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种组合钢柱，尤其涉及一种多管组合钢柱及其制作方法，属于钢结构领域。包括柱底板，所述的柱底板的上部设有主钢管组件，所述的主钢管组件外套有外环隔板，所述的柱底板的上部设有与主钢管组件相固定的小钢管组件，所述的柱底板的底部设有若干抗剪键。一种多管组合钢柱及其制作方法结构紧凑，制作成本低，装配精度高。
【专利说明】
一种多管组合钢柱及其制作方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种组合钢柱，尤其涉及一种多管组合钢柱及其制作方法，属于钢结 构领域。
【背景技术】
[0002] 传统组合钢柱强度较低，同时装配复杂，制作成本相对较高，无法满足现有的需 求。
[0003] 中国专利201010265503.3，公开一种组合钢柱，它包括:上节柱和下节柱;所述下 节柱底部设有过渡连接板，上节柱通过过渡连接板与下节柱相连接。其结构性能相对不出 色，承受力较差，无法适合现有需求。
【发明内容】
[0004] 本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种结构紧凑，节点传力清晰，受 力性能出色的一种多管组合钢柱及其制作方法。
[0005] 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：
[0006] -种多管组合钢柱，包括柱底板，所述的柱底板的上部设有主钢管组件，所述的主 钢管组件外套有外环隔板，所述的柱底板的上部设有与主钢管组件相固定的小钢管组件， 所述的柱底板的底部设有若干抗剪键；
[0007] 所述的主钢管组件包括4根呈间隔状方形分布的主钢管，其中一对相对称分布的 主钢管间通过条形长连接板相定位，所述的外环隔板与主钢管相套接，4根主钢管间设有内 插组件，所述的内插组件包括与主钢管外壁相配接固定的钢柱内插板，所述的钢柱内插板 的上部设有与主钢管外壁相固定的内插十字劲板，另外一对相对称分布的主钢管间通过条 形短连接板相定位，所述的条形短连接板与外环隔板固定；
[0008] 所述的小钢管组件包括连接板，所述的主钢管的外壁、条形短连接板的外壁分别 设有向外延伸的连接板，所述的连接板的外壁设有小钢管，连接板与小钢管的上端分别与 外环隔板固定，连接板与小钢管的底端分别与柱底板相固定；
[0009] 所述的抗剪键中设有与小钢管相对应分布的抗剪钢管；
[0010] 所述的小钢管的外壁与抗剪钢管的外壁分别设有均匀分布的栓钉。
[0011]作为优选，所述的主钢管的上部设有嵌入式的封板，所述的主钢管上部的内端设 有向上延伸的固定板，所述的条形长连接板、内插十字劲板分别与固定板相固定，所述的条 形长连接板的上部、条形短连接板的上部与内插十字劲板的上部呈同一水平面分布。
[0012] 作为优选，所述的外环隔板位于主钢管的上端，所述的柱底板与外环隔板的规格 相等，所述的钢柱内插板与外环隔板中分别设有消泡孔。
[0013] 作为优选，所述的主钢管外端壁设有三片呈均匀分布状分布的连接板，所述的条 形短连接板与连接板呈垂直状分布，所述的抗剪键随小钢管进行分布，所述的小钢管的数 量与抗剪钢管的数量相等。
[0014] 作为优选，所述的主钢管顶端的外壁设有吊装耳板。
[0015] 作为优选，所述的连接板的板厚为36mm，所述的条形长连接板与条形短连接板的 板厚分别为50mm。
[0016] -种多管组合钢柱的制作方法，按以下步骤进行：
[0017] ( -）、主钢管组装：
[0018] 1、复核4根主钢管的编号、材质、规格尺寸的信息，定对组装定位线，控制主钢管与 柱底板的垂直度，进行定位焊接固定；
[0019] 2、主钢管焊接采用C02气体保护焊，斜对称的主钢管宜同时焊接，焊接采用C0 2气体 保护药芯焊丝施焊，焊接工艺参数见表1.1;焊后局部加热矫正柱底板，局部加热温度宜控 制在750 °C~850 °C，最高不得超过900 °C;保证柱底板的平面度，符合设计允许偏差的< 1.0mm;检测主钢管与柱底板的垂直度不大于3.0mm;
[0020] 表1.1 C02气体保护焊焊接工艺参数
[0021]
[0022](二）、主钢管与条形长连接板组装：
[0023] 1、将条形长连接板吊上组装胎架，条形长连接板坡口朝向主钢管外侧，对齐组装 定位线，控制条形长连接板的直线度和条形长连接板与柱底板的垂直度不大于3.0mm，然后 进行定位焊接固定；
[0024] 2、条形长连接板与主钢管焊缝坡口形式为单边V形，焊缝要求为全熔透，焊接采用 C02气体保护焊，条形长连接板两侧焊缝同时对称焊接；
[0025] 3、为防止焊接变形，焊缝分段跳焊且多层多道施焊焊缝宽厚比不得大于22;控制 每道焊缝道间温度大于预热温度，但小于230°C。
[0026](三）、外环隔板组装：
[0027] 1、将外环隔板从主钢管的上部套入，对齐组装定位线，控制外环隔板与主钢管垂 直度和外环隔板与柱底板的平行度，外环隔板与柱底板平行度不得大于0.05mm;然后进行 定位焊接固定；
[0028] 2、外环隔板焊接采用C02气体保护焊，采取双数工人对称旋转施焊，焊后局部加热 矫正外环隔板；
[0029](四）、内插十字劲板组装：
[0030] 1、先进行内插十字劲板与钢柱内隔板组焊，保证内插十字劲板与钢柱内隔板的焊 缝施焊完成；
[0031] 内插十字劲板与钢柱内隔板组焊时，应确保组焊后的内插十字劲板与主钢管焊缝 的坡口朝向后盖条形长连接侧，钢柱内隔板与外环隔板焊缝坡口朝向柱底板；
[0032] 2、将组焊后的内插十字劲板对齐定位线组装，先焊内插十字劲板与主钢管的连接 焊缝，然后焊接钢柱内隔板与外环隔板的连接焊缝；
[0033] 上述焊缝焊接采用C02气体保护药芯焊丝施焊，焊接工艺参数见表1.1;
[0034](五）、主钢管与条形短连接板组装：
[0035] 1、将条形短连接板吊上组装构件，条形短连接板坡口朝向主钢管外侧，对齐组装 定位线，依次进行各条线短链接板7的组装，控制条形短连接板的平行度和条形短连接板与 柱底板的垂直度，然后进行定位焊接固定;平行度不得大于〇. 〇5mm，垂直度不得大于3.0mm;
[0036] 2、条形短连接板与主钢管焊缝坡口形式为单边V形，焊缝要求为全熔透，焊接采用 C02气体保护焊，条形短连接板两侧焊缝同时对称焊接；
[0037] 3、为防止焊接变形，焊缝分段跳焊且多层多道施焊，控制每道焊缝道间温度大于 预热温度，但小于230 °C;
[0038] (六）、小钢管与连接板组装：
[0039] 1、先对齐定位线组装四侧面与条形长连接板相连，中间位置的连接板，控制连接 板的垂直度，进行焊接固定；
[0040] 2、以中间位置的连接板为中心，向两侧组装其余的连接板，焊接时，对称位置焊缝 同时焊接；
[0041 ](七）、小钢管组装：
[0042] 1、同连接板组焊顺序;先对齐定位线组装四侧面中间位置的小钢管，焊接固定；
[0043] 2、然后以中间位置的小钢管为中心，向两侧组装其余小钢管。进行小钢管组装焊 接，先焊与连接板连接焊缝，接着焊与外环隔板和底板连接焊缝，焊接采取C02气体保护药 芯焊丝施焊，焊接工艺参数见表1.1;采用局部加热矫正法，矫正柱底板的平面度应符合现 行国家验收规范规定的允许偏差.〇mm;
[0044] (八）、柱底抗剪键组装：
[0045] 柱底抗剪键与主钢管外围的小钢管相对应，抗剪键组装从四侧面的中间位置开 始，向两侧对称进行；
[0046](九）、栓钉与吊装耳板组装：
[0047] 1、钢柱整体质量检测合格后，根据栓钉位置图，从内向外进行栓钉焊接；
[0048] 2、先焊接主钢管上的栓钉，其次焊接小钢管上的栓钉。
[0049] 效果和优点：
[0050] 1、节点传力清晰、受力性能好：
[0051] 2、现场操作性强：
[0052]本发明提供一种多管组合钢柱及其制作方法，结构紧凑，制作成本低，装配精度 尚。
【附图说明】
[0053]图1是本发明的立体结构示意图；
[0054]图2是本发明不带栓钉的立体结构示意图；
[0055] 图3是本发明中装配步骤(一)的结构示意图；
[0056] 图4是本发明中装配步骤(二)的结构示意图；
[0057] 图5是本发明中装配步骤(三)结构示意图；
[0058] 图6是本发明中装配步骤(四）结构示意图；
[0059] 图7是本发明中内插十字劲板与钢柱内插板的结构示意图；
[0060] 图8是本发明中装配步骤(五)结构示意图；
[0061 ]图9是本发明中装配步骤(六)结构示意图；
[0062] 图10是本发明中装配步骤(七)结构示意图；
[0063] 图11是本发明中装配步骤(八)结构示意图。
【具体实施方式】
[0064] 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。
[0065] 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和图11所示，一种多管 组合钢柱，包括柱底板1，所述的柱底板1的上部设有主钢管组件，所述的主钢管组件外套有 外环隔板2,所述的柱底板1的上部设有与主钢管组件相固定的小钢管组件，所述的柱底板1 的底部设有若干抗剪键3;
[0066] 所述的主钢管组件包括4根呈间隔状方形分布的主钢管4,其中一对相对称分布的 主钢管4间通过条形长连接板5相定位，所述的外环隔板2与主钢管4相套接，4根主钢管4间 设有内插组件，所述的内插组件包括与主钢管4外壁相配接固定的钢柱内插板6,所述的钢 柱内插板6的上部设有与主钢管4外壁相固定的内插十字劲板7，
[0067] 另外一对相对称分布的主钢管4间通过条形短连接板8相定位，所述的条形短连接 板8与外环隔板2固定；
[0068] 所述的小钢管组件包括连接板9,所述的主钢管4的外壁、条形短连接板8的外壁分 别设有向外延伸的连接板9，所述的连接板9的外壁设有小钢管10，连接板9与小钢管10的上 端分别与外环隔板2固定，连接板9与小钢管10的底端分别与柱底板1相固定；
[0069] 所述的抗剪键3中设有与小钢管10相对应分布的抗剪钢管11;
[0070] 所述的小钢管10的外壁与抗剪钢管11的外壁分别设有均匀分布的栓钉12。
[0071] 所述的主钢管4的上部设有嵌入式的封板13,所述的主钢管4上部的内端设有向上 延伸的固定板14,所述的条形长连接板5、内插十字劲板7分别与固定板14相固定，所述的条 形长连接板5的上部、条形短连接板8的上部与内插十字劲板7的上部呈同一水平面分布。
[0072] 所述的外环隔板2位于主钢管4的上端，所述的柱底板1与外环隔板2的规格相等， 所述的钢柱内插板6与外环隔板2中分别设有消泡孔15。
[0073]所述的主钢管4外端壁设有三片呈均匀分布状分布的连接板9,所述的条形短连接 板8与连接板9呈垂直状分布，所述的抗剪键3随小钢管10进行分布，所述的小钢管10的数量 与抗剪钢管11的数量相等。
[0074] 所述的主钢管4顶端的外壁设有吊装耳板16。
[0075] 所述的连接板9的板厚为36mm，所述的条形长连接板5与条形短连接板8的板厚分 别为50mm。
[0076] -种多管组合钢柱的制作方法，按以下步骤进行：
[0077] (一）、主钢管组装：
[0078] 1、复核4根主钢管的编号、材质、规格尺寸的信息，定对组装定位线，控制主钢管与 柱底板的垂直度，进行定位焊接固定；
[0079] 2、主钢管焊接采用C02气体保护焊，斜对称的主钢管宜同时焊接，焊接采用C0 2气体 保护药芯焊丝施焊，焊接工艺参数见表1.1;焊后局部加热矫正柱底板，局部加热温度宜控 制在750 °C~850 °C，最高不得超过900 °C;保证柱底板的平面度，符合设计允许偏差的< 1.0mm;检测主钢管与柱底板的垂直度不大于3.0mm;
[0080] 表1.1 C02气体保护焊焊接工艺参数
[0083](二）、主钢管与条形长连接板组装：
[0084] 1、将条形长连接板吊上组装胎架，条形长连接板坡口朝向主钢管外侧，对齐组装 定位线，控制条形长连接板的直线度和条形长连接板与柱底板的垂直度不大于3.0mm，然后 进行定位焊接固定；
[0085] 2、条形长连接板与主钢管焊缝坡口形式为单边V形，焊缝要求为全熔透，焊接采用 C02气体保护焊，条形长连接板两侧焊缝同时对称焊接；
[0086] 3、为防止焊接变形，焊缝分段跳焊且多层多道施焊焊缝宽厚比不得大于22;控制 每道焊缝道间温度大于预热温度，但小于230°C。
[0087](三）、外环隔板组装：
[0088] 1、将外环隔板从主钢管的上部套入，对齐组装定位线，控制外环隔板与主钢管垂 直度和外环隔板与柱底板的平行度，外环隔板与柱底板平行度不得大于0.05mm;然后进行 定位焊接固定；
[0089] 2、外环隔板焊接采用C02气体保护焊，采取双数工人对称旋转施焊，焊后局部加热 矫正外环隔板；
[0090] (四）、内插十字劲板组装：
[0091] 1、先进行内插十字劲板与钢柱内隔板组焊，保证内插十字劲板与钢柱内隔板的焊 缝施焊完成；
[0092] 内插十字劲板与钢柱内隔板组焊时，应确保组焊后的内插十字劲板与主钢管焊缝 的坡口朝向后盖条形长连接侧，钢柱内隔板与外环隔板焊缝坡口朝向柱底板；
[0093] 2、将组焊后的内插十字劲板对齐定位线组装，先焊内插十字劲板与主钢管的连接 焊缝，然后焊接钢柱内隔板与外环隔板的连接焊缝；
[0094]上述焊缝焊接采用C02气体保护药芯焊丝施焊，焊接工艺参数见表1.1;
[0095](五）、主钢管与条形短连接板组装：
[0096] 1、将条形短连接板吊上组装构件，条形短连接板坡口朝向主钢管外侧，对齐组装 定位线，依次进行各条线短链接板7的组装，控制条形短连接板的平行度和条形短连接板与 柱底板的垂直度，然后进行定位焊接固定;平行度不得大于〇. 〇5mm，垂直度不得大于3.0mm;
[0097] 2、条形短连接板与主钢管焊缝坡口形式为单边V形，焊缝要求为全熔透，焊接采用 C02气体保护焊，条形短连接板两侧焊缝同时对称焊接；
[0098] 3、为防止焊接变形，焊缝分段跳焊且多层多道施焊，控制每道焊缝道间温度大于 预热温度，但小于230 °C;
[0099] (六）、小钢管与连接板组装：
[0100] 1、先对齐定位线组装四侧面与条形长连接板相连，中间位置的连接板，控制连接 板的垂直度，进行焊接固定；
[0101] 2、以中间位置的连接板为中心，向两侧组装其余的连接板，焊接时，对称位置焊缝 同时焊接；
[0102] (七）、小钢管组装：
[0103] 1、同连接板组焊顺序;先对齐定位线组装四侧面中间位置的小钢管，焊接固定；
[0104] 2、然后以中间位置的小钢管为中心，向两侧组装其余小钢管。进行小钢管组装焊 接，先焊与连接板连接焊缝，接着焊与外环隔板和底板连接焊缝，焊接采取C02气体保护药 芯焊丝施焊，焊接工艺参数见表1.1;采用局部加热矫正法，矫正柱底板的平面度应符合现 行国家验收规范规定的允许偏差.〇mm;
[0105] (八）、柱底抗剪键组装：
[0106] 柱底抗剪键与主钢管外围的小钢管相对应，抗剪键组装从四侧面的中间位置开 始，向两侧对称进行；
[0107] (九）、栓钉与吊装耳板组装：
[0108] 1、钢柱整体质量检测合格后，根据栓钉位置图，从内向外进行栓钉焊接；
[0109] 2、先焊接主钢管上的栓钉，其次焊接小钢管上的栓钉。
【主权项】
1. 一种多管组合钢柱，其特征在于:包括柱底板（1)，所述的柱底板（1)的上部设有主钢 管组件，所述的主钢管组件外套有外环隔板(2)，所述的柱底板（1)的上部设有与主钢管组 件相固定的小钢管组件，所述的柱底板(1)的底部设有若干抗剪键(3); 所述的主钢管组件包括4根呈间隔状方形分布的主钢管(4)，其中一对相对称分布的主 钢管(4)间通过条形长连接板(5)相定位，所述的外环隔板(2)与主钢管(4)相套接，4根主钢 管（4)间设有内插组件，所述的内插组件包括与主钢管(4)外壁相配接固定的钢柱内插板 (6)，所述的钢柱内插板(6)的上部设有与主钢管(4)外壁相固定的内插十字劲板(7)， 另外一对相对称分布的主钢管(4)间通过条形短连接板(8)相定位，所述的条形短连接 板(8)与外环隔板(2)固定； 所述的小钢管组件包括连接板(9)，所述的主钢管(4)的外壁、条形短连接板(8)的外壁 分别设有向外延伸的连接板(9 )，所述的连接板(9)的外壁设有小钢管（10 )，连接板(9)与小 钢管（10)的上端分别与外环隔板(2)固定，连接板(9)与小钢管（10)的底端分别与柱底板 (1)相固定； 所述的抗剪键(3)中设有与小钢管（10)相对应分布的抗剪钢管（11); 所述的小钢管（10)的外壁与抗剪钢管（11)的外壁分别设有均匀分布的栓钉(12)。2. 根据权利要求1所述的一种多管组合钢柱，其特征在于:所述的主钢管(4)的上部设 有嵌入式的封板（13)，所述的主钢管(4)上部的内端设有向上延伸的固定板(14)，所述的条 形长连接板(5)、内插十字劲板(7)分别与固定板(14)相固定，所述的条形长连接板(5)的上 部、条形短连接板(8)的上部与内插十字劲板(7)的上部呈同一水平面分布。3. 根据权利要求1所述的一种多管组合钢柱，其特征在于:所述的外环隔板(2)位于主 钢管(4)的上端，所述的柱底板（1)与外环隔板(2)的规格相等，所述的钢柱内插板(6)与外 环隔板(2)中分别设有消泡孔(15)。4. 根据权利要求1所述的一种多管组合钢柱，其特征在于:所述的主钢管(4)外端壁设 有三片呈均匀分布状分布的连接板(9)，所述的条形短连接板(8)与连接板(9)呈垂直状分 布，所述的抗剪键(3)随小钢管（10)进行分布，所述的小钢管（10)的数量与抗剪钢管（11)的 数量相等。5. 根据权利要求1所述的一种多管组合钢柱，其特征在于:所述的主钢管(4)顶端的外 壁设有吊装耳板(16)。6. 据权利要求1所述的一种多管组合钢柱，其特征在于：所述的连接板（9)的板厚为 36mm，所述的条形长连接板(5)与条形短连接板(8)的板厚分别为50mm。7. 根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种多管组合钢柱的制作方法，其特征在于 按以下步骤进行： (一）、主钢管组装： 1、 复核4根主钢管的编号、材质、规格尺寸的信息，定对组装定位线，控制主钢管与柱底 板的垂直度，进行定位焊接固定； 2、 主钢管焊接采用C02气体保护焊，斜对称的主钢管宜同时焊接，焊接采用C02气体保护 药芯焊丝施焊，焊接工艺参数见表1.1;焊后局部加热矫正柱底板，局部加热温度宜控制在 750°C~850°C，最高不得超过900°C ;保证柱底板的平面度，符合设计允许偏差的< 1.0mm; 检测主钢管与柱底板的垂直度不大于3.0mm; 表1.1 C02气体保护焊焊接工艺参数(二） 、主钢管与条形长连接板组装： 1、 将条形长连接板吊上组装胎架，条形长连接板坡口朝向主钢管外侧，对齐组装定位 线，控制条形长连接板的直线度和条形长连接板与柱底板的垂直度不大于3.Omm，然后进行 定位焊接固定； 2、 条形长连接板与主钢管焊缝坡口形式为单边V形，焊缝要求为全熔透，焊接采用(》2气 体保护焊，条形长连接板两侧焊缝同时对称焊接； 3、 为防止焊接变形，焊缝分段跳焊且多层多道施焊焊缝宽厚比不得大于22;控制每道 焊缝道间温度大于预热温度，但小于230°C。 (三） 、外环隔板组装： 1、 将外环隔板从主钢管的上部套入，对齐组装定位线，控制外环隔板与主钢管垂直度 和外环隔板与柱底板的平行度，外环隔板与柱底板平行度不得大于〇.〇5mm;然后进行定位 焊接固定； 2、 外环隔板焊接采用C02气体保护焊，采取双数工人对称旋转施焊，焊后局部加热矫正 外环隔板； (四） 、内插十字劲板组装： 1、 先进行内插十字劲板与钢柱内隔板组焊，保证内插十字劲板与钢柱内隔板的焊缝施 焊完成； 内插十字劲板与钢柱内隔板组焊时，应确保组焊后的内插十字劲板与主钢管焊缝的坡 口朝向后盖条形长连接侧，钢柱内隔板与外环隔板焊缝坡口朝向柱底板； 2、 将组焊后的内插十字劲板对齐定位线组装，先焊内插十字劲板与主钢管的连接焊 缝，然后焊接钢柱内隔板与外环隔板的连接焊缝； 上述焊缝焊接采用C02气体保护药芯焊丝施焊，焊接工艺参数见表1.1; (五） 、主钢管与条形短连接板组装： 1、 将条形短连接板吊上组装构件，条形短连接板坡口朝向主钢管外侧，对齐组装定位 线，依次进行各条线短链接板7的组装，控制条形短连接板的平行度和条形短连接板与柱底 板的垂直度，然后进行定位焊接固定;平行度不得大于0.05mm，垂直度不得大于3.0mm; 2、 条形短连接板与主钢管焊缝坡口形式为单边V形，焊缝要求为全熔透，焊接采用(》2气 体保护焊，条形短连接板两侧焊缝同时对称焊接； 3、 为防止焊接变形，焊缝分段跳焊且多层多道施焊，控制每道焊缝道间温度大于预热 温度，但小于230 °C; (六） 、小钢管与连接板组装： 1、 先对齐定位线组装四侧面与条形长连接板相连，中间位置的连接板，控制连接板的 垂直度，进行焊接固定； 2、 以中间位置的连接板为中心，向两侧组装其余的连接板，焊接时，对称位置焊缝同时 焊接； (七） 、小钢管组装： 1、 同连接板组焊顺序;先对齐定位线组装四侧面中间位置的小钢管，焊接固定； 2、 然后以中间位置的小钢管为中心，向两侧组装其余小钢管。进行小钢管组装焊接，先 焊与连接板连接焊缝，接着焊与外环隔板和底板连接焊缝，焊接采取C02气体保护药芯焊丝 施焊，焊接工艺参数见表1.1;采用局部加热矫正法，矫正柱底板的平面度应符合现行国家 验收规范规定的允许偏差.〇mm; (八） 、柱底抗剪键组装： 柱底抗剪键与主钢管外围的小钢管相对应，抗剪键组装从四侧面的中间位置开始，向 两侧对称进行； (九） 、栓钉与吊装耳板组装： 1、 钢柱整体质量检测合格后，根据栓钉位置图，从内向外进行栓钉焊接； 2、 先焊接主钢管上的栓钉，其次焊接小钢管上的栓钉。
【文档编号】B23K9/173GK105926856SQ201610531600
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】周观根, 刘贵旺, 何挺, 陈志军, 王永梅, 何伟, 周超杰, 张润, 徐齐
【申请人】浙江东南网架股份有限公司