专利名称：变截面十字圆管转换钢柱的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种组合钢柱，具体为一种由十字形钢柱、圆管柱和锥形柱组合而成的组合柱。
背景技术：
随着中国经济的高速发展，全国各地的高层建筑如雨后春笋般拔地而起，由于建筑物越来越高，体量越来越大，从结构强度、安全性能等各方面考虑，其结构形式也由钢筋混凝土结构转向钢骨混凝土结构或钢结构。高层建筑中的钢筋混凝土柱已不能满足高层建筑的要求，已被混凝土钢柱所取代。高层建筑中，地下部分受力相对较小，如将钢柱截面从下至上设计成等截面形式，则浪费材料，由于现在钢材的日益短缺，采用何种结构才能够达到减少钢用量，截面最小化，承载力最大化的目的。并且随着建筑设计造型的不断变化，高层建筑中，地上部分的钢结构形状呈现出各种各样的造型，不再是单一的箱形结构，出现了圆柱形，而如果在地下部分采用与地上部分同样截面的钢柱，就大大浪费了用钢量。
实用新型内容实用新型目的为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种可以减少用钢量，可以将建筑地下部分截面做到最小的变截面十字圆管转换钢柱，同时也公开了该变截面十字圆管转换钢柱的制作方法。技术方案为了实现上述目的，本实用新型所述的一种变截面十字圆管转换钢柱，包括上部圆管柱、中部圆锥柱、下部圆形十字柱和钢牛腿；所述圆锥柱的顶端与上部圆管柱装焊在一起，其底端与圆形十字柱装焊在一起；所述钢牛腿装焊于上部圆管柱的外表面。所述上部圆管柱分为上段、中段和下段；所述下段与上段的结构一致；所述上段、中段和下段的外直径相同；所述上段包括十字板、外部圆钢管和加劲板；所述外部圆钢管开设四个槽口 ；所述十字板由三块平面钢板装焊成垂直的十字形，十字板横截面的宽度与外部圆钢管外直径相同，十字板的轴向长度等于外部圆钢管上槽口的长度，十字板的厚度与槽口的宽度一致；加劲板垂直装焊于十字板上，并与外部圆钢管内侧焊接；十字板轴向的四边卡入槽口内并焊接固定；加劲板和十字板在外部圆钢管内部起到了支撑的作用，使上段的承重能力更强。本实用新型中所述圆锥柱为一圆锥台形；所述圆形十字柱其外部整体为圆柱形。上部圆管柱为建筑的地上部分，而下部的圆形十字柱为建筑的地下部分，按照常规做法将建筑的地下部分和地上部分的横截面面积做成一致，但是地下部分受力相对较小，采用这种方式将大大浪费地下部分的钢材用量，本实用新型中采用圆锥柱将将建筑的地下部分和地上部分顺利的过渡，既减少了钢用量，达到了截面最小化，又使承载力最大化。本实用新型还公开了一种变截面十字圆管转换钢柱的制作方法，该方法的具体步骤如下[0009](A)将变截面十字圆管转换钢柱在计算机中划分制作分段；将上部圆管柱作为单独一分段；将圆锥柱和圆形十字柱合并成一个分段；由圆锥柱和圆形十字柱合并成的分段称为异形圆形十字柱；将钢牛腿作为单独的一部分；(B)将上部圆管柱、异形圆形十字柱在计算机中深化放样；所述上部圆管柱分解为上段、中段和下段；并将上段和下段的分解为十字板、外部圆钢管和加劲板；所述中段分解为一个中空的圆形钢管；所述异形圆形十字柱分解为异形H形钢、异形T排钢和内隔板；所述异形H形钢和异形T排钢的面板为弧形面板，该弧形面板的下部高度与宽度一致，上部为一向上倾斜的扇形；(C)将钢板加工成要求尺寸的板单元；然后将各个板单元装焊合拢，构成上部圆管柱的异形H形钢、异形T排钢和内隔板；上部圆管柱中的十字板、外部圆钢管和加劲板，由圆形钢管构成的中段；以及工字形的钢牛腿；(D)将十字板、外部圆钢管和加劲板装焊成上部圆管柱的上段和下段；再将上段、中段和下段装焊成上部圆管柱；(E)将异形H形钢和异形T排钢装焊在一起，构成异形圆形十字柱的外壳，再将内隔板垂直焊接于异形H形钢和异形T排钢上，构成异形圆形十字柱；(F)将异形圆形十字柱与上部圆管柱装焊在一起；(G)将钢牛腿装焊在上部圆管柱的外表面。有益效果本实用新型具有如下优点1、本实用新型实现了高层建筑地下与地上部分钢柱结构形式的转变，为地下部分钢结构节省了大量的钢材，达到了截面最小化，承载力最大化的目的。2、本实用新型中上部圆管柱和圆形十字柱通过中间圆锥柱实现了完美过渡融合，使整个钢结构整体承重能力强。3、本实用新型所述制作方法中将圆锥柱和圆形十字柱作为一个制作分段一起制作，而不是将圆锥柱和圆形十字柱单独制作再拼合；避免了增加对接接头，增强了整体的牢度度和整体质量。
图1是本实用新型所述变截面十字圆管转换钢柱的结构示意图。图2是本实用新型中上部圆管柱的结构示意图。图3是本实用新型中上段的结构示意图。图4是本实用新型中上段的分解结构示意图。图5是本实用新型中外部圆钢管的示意图。图6是本实用新型中异形圆形十字柱的结构示意图。图7是本实用新型中异形圆形十字柱的分解示意图。图8是本实用新型中异形圆形十字柱外壳的示意图。图9是本实用新型中上部圆管柱、圆锥柱、圆形十字柱组合结构示意图。图10为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
实施例如图1所示的一种变截面十字圆管转换钢柱，包括上部圆管柱1、中部圆锥柱2、下部圆形十字柱3和钢牛腿4 ；所述上部圆管柱1的整体外形为一圆柱形；所述圆锥柱2为一圆锥台形；所述圆形十字柱外部整体为圆柱形。上述主要部件之间的连接关系为所述圆锥柱2的顶端与上部圆管柱1的下端装焊在一起，圆锥柱2的底端与圆形十字柱3的上端装焊在一起；所述钢牛腿4装焊于上部圆管柱1的外表面。本实施例中所述上部圆管柱1分为上段11、中段12和下段13 ；所述下段13与上段11的结构一致；所述中段12为一中空的圆形钢管；上段11、中段12和下段13单独制作完成，然后再将三者装焊在一起构成上部圆管柱1。本实施例中所述上段11包括十字板111、外部圆钢管112和加劲板113 ；所述外部圆钢管112上开设四个槽口 114 ；所述十字板111由平面钢板装焊成一个垂直的十字形，十字板111横截面的宽度与外部圆钢管112外直径相同，十字板111的长度等于外部圆钢管112上槽口 114的长度，构成十字板的平面钢板的厚度与槽口的宽度相同；加劲板113垂直装焊于十字板111上；然后将十字板111轴向的四边卡入槽口 114内并焊接固定，构成上段11。本实施例中上段11、中段12和下段13的外直径相同，这样上段11、中段12和下段13装焊后构成外直径一致的上部圆管柱1。本实施例中圆锥柱2为一圆锥台形，其底端外直径与上部圆管柱1 一致，顶端外直径与圆形十字柱3外直径一致。本实施例中还公开了上述变截面十字圆管转换钢柱的制作方法，该方法的具体步骤如下(A)将变截面十字圆管转换钢柱在计算机中划分制作分段；将上部圆管柱1作为一单独的制作分段；将圆锥柱2和圆形十字柱3合并成一个制作分段；由圆锥柱2和圆形十字柱(3)合并成的制作分段称为异形圆形十字柱5，所述异形圆形十字柱5的前端为圆锥形后端为圆柱形；将钢牛腿4作为单独的制作分段；(B)将上部圆管柱1、钢牛腿4、异形圆形十字柱5在计算机中深化放样；将所述上部圆管柱1分解为上段11、中段12和下段13 ；并将上段11和下段13的分解为十字板111、外部圆钢管112和加劲板113 ；所述中段12分解为一个中空的圆形
钢管；所述异形圆形十字柱5分解为异形H形钢51、异形T排钢52和内隔板53 ；所述异形H形钢51和异形T排钢52都是由腹板和面板构成；所述异形H形钢51和异形T排钢52的面板为弧形面板，该弧形面板的下部高度与宽度一致，上部为一向上倾斜的扇形；(C)将钢板加工成要求尺寸的板单元；然后将各个板单元合拢装焊，装焊出上部圆管柱1的异形H形钢51、异形T排钢52和内隔板53 ；上部圆管柱1中的十字板111、外部圆钢管112和加劲板113，由圆形钢管构成的中段12 ；以及工字形的钢牛腿5 ；(D)将十字板111、外部圆钢管112和加劲板113装焊成上部圆管柱1的上段11和下段13 ；再将上段11、中段12和下段13装焊成上部圆管柱1 ；[0045](E)将异形H形钢51和异形T排钢52装焊在一起，构成异形圆形十字柱5的外壳，再将内隔板53垂直焊接于异形H形钢51和异形T排钢52上，构成异形圆形十字柱5 ；(F)将异形圆形十字柱5与上部圆管柱1装焊在一起；(G)将钢牛腿5装焊在上部圆管柱1的外表面。
权利要求1. 一种变截面十字圆管转换钢柱，其特征在于包括上部圆管柱(1)、中部的圆锥柱 (2)、下部的圆形十字柱(3)和钢牛腿(4);所述圆锥柱(2)的顶端与上部圆管柱(1)装焊在一起，其底端与圆形十字柱(3)装焊在一起；所述钢牛腿(4)装焊于上部圆管柱(1)的外表
2.根据权利要求1所述的一种变截面十字圆管转换钢柱，其特征在于所述上部圆管柱(1)分为上段(11)、中段(12)和下段(13);所述下段(13)与上段(11)的结构一致；所述上段(11)、中段(12)和下段(13)的外直径相同；所述上段(11)包括十字板(111)、外部圆钢管(112)和加劲板(113);所述外部圆钢管 (112)开设四个槽口(114)；所述十字板(111)由三块平面钢板装焊成垂直的十字形，十字板(111)横截面的宽度与外部圆钢管(112)外直径相同，十字板的轴向长度等于外部圆钢管(112)上槽口(114)的长度，十字板的厚度与槽口的宽度一致；加劲板(113)垂直装焊于十字板(111)上，并与外部圆钢管(112)内侧焊接；十字板(111)轴向的四边卡入槽口(114) 内并焊接固定。
3.根据权利要求1所述的一种变截面十字圆管转换钢柱，其特征在于所述圆锥柱(2) 为一圆锥台形。
4.根据权利要求1所述的一种变截面十字圆管转换钢柱，其特征在于所述圆形十字柱(3)其外部整体为圆柱形。
专利摘要本实用新型公开了一种变截面十字圆管转换钢柱，包括上部圆管柱、中部圆锥柱、下部圆形十字柱和钢牛腿；所述圆锥柱的顶端与上部圆管柱装焊在一起，其底端与圆形十字柱装焊在一起；所述钢牛腿装焊于上部圆管柱的外表面。本实用新型实现了高层建筑地下与地上部分钢柱结构形式的转变，为地下部分钢结构节省了大量的钢材，达到了截面最小化,承载力最大化的目的。
文档编号E04C3/32GK202324342SQ20112046001
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者余其平, 唐香君, 孙祥彬, 张金叶, 李水明, 潘斌, 蒋良君, 钱志忠 申请人:江苏沪宁钢机股份有限公司