[发明专利]一种双亚字形巨型柱及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型钢柱，具体是一种双亚字形巨型柱及其制作方法。

背景技术

上海中心大厦地下室结构工程，分为主楼地下室和裙房地下室部分。其中主楼地下室工程外围由8根巨型柱和4根角柱组成井字形框架，中间为钢柱和钢墙板组成的长宽各30米的剪力墙，巨型柱和剪力墙之间有墙板柱和双层钢墙板组成，各构件之间钢接成一个稳定的整体。

本工程设计新颖，造型奇特、结构复杂、特别是各重要节点处理难度相当大；经综合研究、分析本工程的结构形式，其主要难点、特点如下。

(1)工程使用钢板厚度大、强度等级高，地下室钢柱使用的钢板主要以30mm、50mm、55mm为主，柱底板厚度则达到160mm。钢材等级以Q345GJC级为主体、此外局部为Q390GJC级,钢板厚度厚强度高。

(2)结构复杂，焊接残余应力大，变形也大，本工程使用钢材均为厚板、超厚板，焊接时填充焊材熔敷金属量大，焊接时间长，热输入总量高，因此结构焊后应力和变形大；构件施焊时焊缝拘束度高、焊接残余应力大；加之本工程结构复杂，各单体结构均属“复合型”构件，焊接应力方向不一致，纵、横、上、下立体交叉，互相影响极易造成构件综合性变形。

(3)焊缝裂纹的发生可能性大；本工程由于板厚焊接时拘束度大，且节点复杂，焊接残余应力大，焊缝单面施焊熔敷金属量大，施焊作业时间长，工艺复杂。因此在焊接施焊过程中，稍有不慎易产生热裂纹与冷裂纹。

(4)层状撕裂倾向性大；从焊接理论与焊接实践中证实，层状撕裂缺陷最易产生在钢板厚度方向的“十字角接和T形角接”接头上。此类接头在本工程中应用较多，加上其它因素，该层状撕裂倾向性将增大。

(5)大量的高强度螺栓孔精度控制困难；巨型柱上的墙板连接件焊接变形大，几何尺寸难以控制。

综上所述，如何克服上述困难完成上海中心大厦地下室钢结构的制作，最重要的是设计、制作出一种合理的巨型柱。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种设计合理、结构坚固的双亚字形巨型柱，同时还提供了这种双亚字形巨型柱的制作方法。

技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种双亚字形巨型柱，它包括：H形构件、隔板、连接板和柱底板；所述隔板位于H形构件之间；所述连接板位于H形构件的侧面；所述柱底板位于H形构件一端。

为了进一步加强双亚字形巨型柱的牢固度，该双亚字形巨型柱还包括: 横向加筋板和/或水平加筋板；所述水平加筋板位于H形构件之间，所述横向加筋板垂直固定于柱底板同时垂直于H形构件侧边。

本发明中为了加强双亚字形巨型柱的承重能力，所述H形构件为三个或三个以上。

本发明还公开了上述双亚字形巨型柱的制作方法，该方法的具体步骤如下：

（a）选取钢板，按照图纸尺寸将钢板加工H形构件、隔板、连接板和柱底板；

（b）在地面划出定位基准线；

（c）制作双亚字形巨型柱的组装胎架；

（d）底部H形构件的定位组装：将H形钢吊上组装胎架定位组装；定位时根据地面定位基准线，定位H形构件的四角水平度、H形构件两侧翼板的水平度和垂直度，然后在H形构件上驳出中心线，并打上洋冲点，同时根据此中心线划出H形构件上隔板的安装位置线；

（e）定位组装下侧二道水平的隔板；隔板定位合格后点焊固定，并用斜撑将其与H形构件加强固定；

（f）中间H形构件的定位组装；安装中间H形构件时，中间的H形构件的定位与第一根相同，定位时H形构件与下侧中间加劲腹板间的组装间隙通过在H形构件上压上重箱来定位，同时保持H形构件与下方H形构件的垂直度和端部平面度；

（g）将定位后的中间H形构件与下方H形构件焊接：

（h）焊接完成后重新定位；定位后在中间H形构件上划出隔板的安装位置线和中心线；

（i）最上层H形构件的定位组装：最上层的H形构件定位后，将最上部的H形构件与其下方的隔板焊接；

（j）将H形构件与隔板进行加固焊接，焊接后形成组合柱主体；

（k）在组合柱主体两端进行坡口切割；

（l）安装柱底板：预先在画好定位线的柱底板上钻制直径20-22mm的小孔，然后用直径90mm的钻头钻制成孔；再将柱底板定位在组合柱主体一端并焊接固定；在柱底板上打孔，用于将本发明所述的双亚字形巨型柱通过栓钉牢固的固定在地面上不移动；

（m）安装连接板，并在H形构件、隔板和连接板上打上栓钉；在H形构件、隔板和连接板打上栓钉便于与工程中的其他部件连接固定。