一种基于双层圆套管机制的十字转圆管结构及制作方法与流程

本发明属于钢结构建筑领域，具体涉及一种基于双层圆套管机制的十字转圆管结构及制作方法。

背景技术：

随着建筑钢结构的蓬勃发展，十字柱以其稳定的受力结构在高层、超高层建筑中得到了广泛应用，而圆管柱以独特的圆形截面特性可处理任意方向牛腿节点。对于高层钢结构建筑，为满足保证结构受力安全及地震火灾避难需要，均在一定位置设有桁架层及避难层。桁架层中众多杆件交汇，受力情况复杂，此时可将十字柱转换为圆管柱，以解决受力及杆件连接节点设计问题。有鉴于此，本申请人提供一种基于双层圆套管机制的十字转圆管结构及制作方法，本案由此产生。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种基于双层圆套管机制的十字转圆管结构，以解决十字转圆管结构设计问题。

为实现上述目的，本发明具体提供的技术方案为：一种基于双层圆套管机制的十字转圆管结构，包括从内到外依次设置的十字型芯柱、内套圆管、和外接圆管；还包括贯通插板，所述贯通插板的一端与外接圆管连接，贯通插板的另一端与十字型芯柱连接，贯通插板的两侧面与内套圆管连接。

进一步，所述十字型芯柱由H型钢、两T型钢和四块缀板连结而成。

进一步，所述内套圆管分为四个瓦片，分别通过四块贯通插板与所述十字芯柱连接；所述贯通插板伸出外接圆管表面，将外接圆管分成四块瓦片，贯通插板端面与外接圆管表面平齐。

进一步，所述内套圆管和外接圆管之间设有连接性纵向加劲板；所述外接圆管为异形圆套管。

本发明的第二目的在于提供一种基于双层圆套管机制的十字转圆管结构制作方法，包括如下步骤：步骤一，十字芯柱加工制作；步骤二，贯通插板的装配；步骤三，内套管的装配焊接；步骤四，斜口外接圆管的下料；步骤五，外接圆管的装配焊接；步骤六，空间牛腿的装配。

所述步骤一具体为：将十字柱翼板焊接于两块十字柱大腹板上，然后将其中一块十字柱大腹板沿着预先数控加工的切割线进行切割，切割成两块十字柱小腹板，将两块十字柱小腹板焊接于十字柱大腹板，完成十字柱的装配。

所述步骤二、三具体为：首先在十字芯柱的翼板上划出端头100mm安装基准线，然后以基准线为基准，根据图纸尺寸要求，依次划出贯通插板安装中心线、外轮廓线，完成贯通插板的装配；根据图纸尺寸要求，依次装配内套管的四个瓦片，然后再在内套管上焊接加劲板。

所述步骤四具体为：在展开图中依次画出相贯口切割线、纵向割缝线，为保证外接圆管卷制成型质量，钢板数控下料时，应断续切割。

所述步骤五具体为：首先根据数控加工的割缝，将外接圆管切割成四个大瓦片，瓦片上开设坡口，同时为防止焊缝层状撕裂，贯通插板端部应开设尖角坡口。

所述步骤六具体为：牛腿小件装配焊接 ：牛腿装配，应首先组装成牛腿单元组件，检查合格后方可进行后道工序；

牛腿根部点定位：牛腿根部点定位前，应在外接圆管外表面上采用宽薄铁皮画出安装基准线，依次划出四条纵向基准线，以基准线为基准，根据图纸尺寸要求确定牛腿根部定位点；

牛腿外端点的定位：放地样并搭设胎架，根据深化放样图，在水平平台上划出牛腿的轮廓投影线，包括主体端口、牛腿端口等重要控制部位，并对重要的打上样冲眼；采用吊线锤的方式保证牛腿端部的空间尺寸。

本发明的有益效果：

一、本发明在通过双层圆套管加持方式，实现了十字转圆管结构中力的有效传递，解决了相似连接节点设计问题；

二、本发明在满足设计要求且符合国家相关规范的基础上，采用加劲板贯穿内外圆管的方式，实现了在圆管外部焊接内部焊缝的可能，轻松解决了焊接操作空间小、施焊环境差、焊接质量难以保证等难题。

三、本发明异形斜圆管在卷圆前预留切割缝，既保证了圆管成型质量，同时又方便圆管相贯口的切割。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的十字芯柱的装配示意图；图3为贯通插板的装配事宜图；图4为内套管的装配示意图；

图5为外套管展开示意图；图6为外圆管装配及牛腿根部点划线示意图；图7为牛腿放样装配示意图。

具体实施方式

如图1-7所示，本发明揭示的是一种基于双层圆套管机制的十字转圆管结构，包括十字型芯柱1、中间部位的内套圆管3、贯通插板6以及外围部位的外接圆管5。所述十字型芯柱1由T型钢7和H型钢8组成的十字柱，外加四块连接缀板2围合而成。所述贯通插板6焊接于十字芯柱1的四个面板之上，往外贯穿内套管3、外接圆管5，将之分割为瓦片（每个四块、共八块），且与外接圆管5外表面平齐。

所述内套圆管3和外接圆管5之间设置纵向加劲板4，且呈辐射状分布。

所述外接圆管5上设置空间异形牛腿，用以连接节点外部结构。

一种基于双层圆套管机制的十字转圆管结构制作方法，包括如下步骤：

步骤一、如图2所示为十字芯柱1加工流程。

将十字柱翼板焊接于两块十字柱大腹板上，然后将其中一块十字柱大腹板沿着预先数控加工的切割线进行切割，切割成两块十字柱小腹板，将两块十字柱小腹板焊接于十字柱大腹板，完成十字柱的装配。

步骤二、如图3所示为贯通插板6的装配。

首先在十字芯柱1的翼板上划出端头100mm安装基准线，然后以基准线为基准，根据图纸尺寸要求，依次划出贯通插板6安装中心线、外轮廓线，完成贯通插板的装配。

步骤三、如图4所示为内套管3的装配焊接。

根据图纸尺寸要求，依次装配内套管3的四个瓦片，然后再在内套管上焊接加劲板4。

步骤四、如图5为斜口外接圆管5的下料展开图。

在展开图中依次画出相贯口切割线11、纵向割缝线12，为保证外接圆管5卷制成型质量，钢板数控下料时，应断续切割。

步骤五、如图5为口外接圆管5的装配焊接。

首先根据数控加工的割缝，将外接圆管5切割成四个大瓦片，瓦片上开设坡口，同时为防止焊缝层状撕裂，贯通插板6端部应开设尖角坡口16。

步骤六、如图5、图6所示为空间牛腿的装配流程。

⑴.牛腿小件装配焊接

牛腿装配，应首先组装成牛腿单元组件15，检查合格后方可进行后道工序。

⑵. 牛腿根部点定位

牛腿根部点定位前，应在外接圆管外表面上采用宽薄铁皮画出安装基准线13，依次划出四条纵向基准线12，以基准线为基准，根据图纸尺寸要求确定牛腿根部定位点。

⑶.牛腿外端点的定位

①.放地样并搭设胎架，根据深化放样图，在水平平台上划出牛腿的轮廓投影线，包括主体端口、牛腿端口17等重要控制部位，并对重要的打上样冲眼。

②.采用吊线锤18的方式保证牛腿端部的空间尺寸。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。