用于超高层建筑加强层异型箱中角柱的加工方法与流程

本发明涉及建筑施工用品的技术领域，具体涉及用于超高层建筑加强层异型箱中角柱的加工方法。

背景技术：

随着我国钢结构建筑的蓬勃发展，超高层建筑向功能多样化、结构复杂化逐步发展，越来越多高层建筑需以外框架+核心筒+加强层伸臂桁架等的抗侧力结构体系来满足结构设计要求。在高层建筑中设置加强层，既能满足建筑平面功能的要求，又能满足结构的强度、稳定、位移和延性的要求。其中，伸臂结构将外部框架和核心筒联系起来，增强了结构的整体性，充分发挥空间整体作用，从而进一步增强结构的整体抗侧刚度。

在施工过程中，核心筒的内环桁架和外环桁架通过伸臂桁架相连接，其中，1根核心筒的角柱连接有4个方向的桁架，即一根角柱连接有4个独立牛腿，其连接节点形成箱型结构，传统的节点制作方法：首先，加工角柱的柱身及4个独立箱型牛腿，其次，4个角柱组装菱形的箱体结构，每个角柱上就会有1条焊缝，最后，每个角柱上焊接2个牛腿，使得每个角柱上多了2条焊缝，这样，就使得每个角柱上需要3个焊缝，而菱形的箱体结构有4个角柱，因此，传统的节点制作方法就需要12条焊缝进行焊接，这样就造成整个箱体结构的节点加工时间增长，同时，还增加了人力物力。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于一种加工更加方便，能够有效地提高异型箱中角柱的加工效率，降低异型箱中角柱的加工成本，提高异型箱中角柱结构强度的用于超高层建筑加强层异型箱中角柱的加工方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于超高层建筑加强层异型箱中角柱的加工方法，包括以下步骤：

1）加工十字型通板：根据设计方案，在整块钢板上进行角柱翼缘板和牛腿翼缘板放线，其中，角柱翼缘板的一侧分布有一长牛腿翼缘板，另一侧分布有一短牛腿翼缘板，使角柱翼缘板与两牛腿翼缘板呈十字型分布，并在角柱翼缘板与两牛腿翼缘板的连接处放折弯线，然后根据放线进行切割下料，再根据折弯线的位置通过门式折弯机对角柱翼缘板两侧的牛腿翼缘板进行折弯处理，使两牛腿翼缘板向角柱翼缘板的同一侧方向弯折，并达到设计要求，形成十字型通板；

2）上部角柱第一次装配：在地面或操作台面上搭建第一组装胎架，然后将一块十字型通板放置于该组装胎架上，且两牛腿翼缘板的弯折方向向下，并与组装胎架接触或固定，然后在角柱翼缘板的上侧面装配一短h形牛腿，所述短h形牛腿与角柱翼缘板焊接固定；

3）上部角柱第二次装配：在地面或操作台面上搭建第二组装胎架，然后将步骤3）中加工完成的十字型通板上下翻转并放置在第二组装胎架上，再在角柱翼缘板上方靠近其两侧处分别装配主腹板，并将主腹板与角柱翼缘板焊接，然后，再在短牛腿翼缘板上焊接多块牛腿腹板，并在长牛腿翼缘板上焊接多块隔板；

4）上部角柱第三次装配：另取一块十字型通板，并将其放置于牛腿腹板及隔板上方，并使该十字型通板与牛腿腹板及隔板下方的十字型通板上下重合并且所在平面相互平行，最后再将上方的十字型通板与主腹板、牛腿腹板以及隔板相焊接；

5）上部角柱整体装配：在上方的十字型通板的角柱翼缘板上侧安装另一个长h形牛腿，并将长h型牛腿进行与角柱翼缘板焊接；最后进行整体调校、打磨。

进一步，将上部角柱的角柱翼缘板及主腹板的下端对应与下部角柱的角柱翼缘板及主腹板的上端焊接相连，形成角柱整体。

进一步，在步骤1）中的十字型通板利用tekla钢结构软件建立异型箱角柱的三维模型时，按照设计计算出实际的结构尺寸，选定两个牛腿翼缘板与角柱翼缘板进行组合，建立十字型通板模型。

进一步，按照规范要求对两个十字型通板的角柱翼缘板分别与短h形牛腿和长h形牛腿对接连接处开设有焊接坡口。

进一步，两个十字型通板的角柱翼缘板顶端和底端分别焊接有上翼缘板和下翼缘板。

进一步，在步骤1）中的折弯线在折弯过程中应满足折弯角度小且折弯次数多，其中第一次折弯角度为超折角度，使得折弯角度满足设计要求。

进一步，在步骤2）中第一组装胎架包括一根通长的第一h型钢，位于所述第一h型钢的两侧分别设有用于支撑十字型通板的牛腿板的第一垫块，将十字型通板下侧面放置在第一组装胎架的第一垫块上，并分别在折弯线上焊接两块对短h形牛腿进行定位的第一加强筋板，再将短h形牛腿与十字型通板进行组装。

进一步，在步骤3）中第二组装胎架包括三根通长且处于同一水平面的第二h型钢，三根第二h型钢上翼缘板放置有支撑板，支撑板的两侧放置有第二垫块，分别用于支撑短牛腿翼缘板和长牛腿翼缘板，两个十字型通板上侧面放置在支撑板上，将长h形牛腿焊接在上方的十字型通板的角柱翼缘板上。

进一步，在步骤5）中上方的十字型通板的折弯线上焊接两个第二加强筋板，将长h形牛腿焊接在角柱翼缘板上。

进一步，所述长h形牛腿内焊接有多个隔板，所述短h形牛腿内焊接有多个牛腿腹板。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过优化，将其中2个方向的牛腿翼缘板和角柱翼缘板整体下料，形成2块十字型通板，对十字型通板通板上的两个牛腿翼缘板与角柱翼缘板的连接线按照设计角度进行折弯后组装，可减少4条焊缝，提高异型箱中角柱的加工效率，降低异型箱中角柱的加工成本，提高异型箱中角柱结构强度，经济效益好。

附图说明

图1为本发明用于超高层建筑加强层异型箱中角柱十字型通板的加工结构示意图。

图2为本发明用于超高层建筑加强层异型箱中角柱的加工方法中上部角柱第一次装配+焊接加工结构示意图。

图3为本发明用于超高层建筑加强层异型箱中角柱的加工方法中上部角柱第二次装配+焊接加工结构示意图。

图4为本发明用于超高层建筑加强层异型箱中角柱的加工方法中上部角柱第三次装配+焊接结构示意图。

图5为本发明用于超高层建筑加强层异型箱中角柱的加工方法的上部角柱整体组焊的加工结构示意图。

图中：十字型通板1、上翼缘板2、下翼缘板3、折弯线4、短牛腿翼缘板5、长牛腿翼缘板6、角柱翼缘板7、第一垫块8、第一h型钢9、短h形牛腿10、第一加强筋板11、焊接坡口12、隔板13、牛腿腹板14、长h形牛腿15、第二h型钢16、支撑板17、第二垫块18、第二加强筋板19。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

本实施例：一种用于超高层建筑加强层异型箱中角柱的加工方法，包括以下步骤：

1）参见图1，加工十字型通板1：根据设计方案，在整块钢板上进行角柱翼缘板7和牛腿翼缘板放线，其中，角柱翼缘板7的一侧分布有一长牛腿翼缘板6，另一侧分布有一短牛腿翼缘板5，使角柱翼缘板7与两牛腿翼缘板呈十字型分布，并在角柱翼缘板7与两牛腿翼缘板的连接处放折弯线4，然后根据放线进行切割下料，再根据折弯线4的位置通过门式折弯机对角柱翼缘板7两侧的牛腿翼缘板进行折弯处理。

折弯线4在折弯过程中应满足折弯角度小且折弯次数多，其中第一次折弯角度为超折角度，使得折弯角度满足设计要求，使两牛腿翼缘板向角柱翼缘板7的同一侧方向弯折，并达到设计要求，形成十字型通板1。

其中，十字型通板1为100mm厚，十字型通板1在加工之前，利用tekla钢结构软件建立异型箱角柱的三维模型时，按照设计计算出实际的结构尺寸，选定两个牛腿翼缘板与角柱翼缘板7进行组合，建立十字型通板1模型。

2）参见图2，上部角柱第一次装配：在地面或操作台面上搭建第一组装胎架，第一组装胎架包括一根通长的第一h型钢9，位于第一h型钢9的两侧分别设有用于支撑十字型通板1的牛腿板的第一垫块8，将十字型通板1下侧面放置在第一组装胎架的第一垫块8上，然后，两牛腿翼缘板的弯折方向向下，并与组装胎架接触或固定，在角柱翼缘板7的上侧面装配一短h形牛腿10，短h形牛腿10与角柱翼缘板7焊接固定并分别在折弯线4上焊接两块对短h形牛腿10进行定位的第一加强筋板11，再将短h形牛腿10与十字型通板1进行组装。

3）参见图3和图4，上部角柱第二次装配：在地面或操作台面上搭建第二组装胎架，然后将加工完成的十字型通板1上下翻转并放置在第二组装胎架上，再在角柱翼缘板7上方靠近其两侧处均开有焊接坡口12，在焊接坡口12上分别装配主腹板，并将主腹板与角柱翼缘板7焊接，然后，再在短牛腿翼缘板5上焊接多块牛腿腹板14，并在长牛腿翼缘板6上焊接多块隔板13。

其中，第二组装胎架包括三根通长且处于同一水平面的第二h型钢16，三根第二h型钢16上翼缘板2放置有支撑板17，支撑板17的两侧放置有第二垫块18，分别用于支撑短牛腿翼缘板5和长牛腿翼缘板6，两个十字型通板1上侧面放置在支撑板17上，将长h形牛腿15焊接在上方的十字型通板1的角柱翼缘板7上。

综上步骤2）和步骤3）中按照规范要求对两个十字型通板1的角柱翼缘板7分别与短h形牛腿10和长h形牛腿15对接连接处开设有焊接坡口12。所述长h形牛腿15内焊接有多个隔板13，所述短h形牛腿10内焊接有多个牛腿腹板14。

4）上部角柱第三次装配：另取一块十字型通板1，并将其放置于牛腿腹板14及隔板13上方，并使该十字型通板1与牛腿腹板14及隔板13下方的十字型通板1上下重合并且所在平面相互平行，最后再将上方的十字型通板1与主腹板、牛腿腹板14以及隔板13相焊接；两个十字型通板1的角柱翼缘板7顶端和底端分别焊接有上翼缘板2和下翼缘板3。

5）上部角柱整体装配：在上方的十字型通板1的角柱翼缘板7上侧安装另一个长h形牛腿15，并将长h型牛腿进行与角柱翼缘板7焊接；最后进行整体调校、打磨。将上部角柱的角柱翼缘板7及主腹板的下端对应与下部角柱的角柱翼缘板7及主腹板的上端焊接相连，形成角柱整体。在上方的十字型通板1的折弯线4上焊接两个第二加强筋板19，将长h形牛腿15焊接在角柱翼缘板7上。

本发明通过优化，将其中2个方向的牛腿翼缘板和角柱翼缘板7整体下料，形成2块十字型通板1，对十字型通板1上的两个牛腿翼缘板与角柱翼缘板7的连接线按照设计角度进行折弯后组装，可减少4条焊缝，提高异型箱中角柱的加工效率，降低异型箱中角柱的加工成本，提高异型箱中角柱结构强度，经济效益好。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。