[发明专利]一种超大型组合H型截面钢柱及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢结构和钢结构的制作方法，具体涉及一种超大型组合H型截面钢柱及其制作方法。

背景技术

武汉绿地中心位于武昌滨江商务区核心区域，与汉口百年外滩隔江相望，地理位置十分优越，是武汉新一轮城市发展的重点区域。武汉绿地中心由一幢主塔楼、一幢办公辅楼、一幢公寓楼及裙楼组成，其中主塔楼地下室6层，地上125层，地上建筑面积32.3万平方米，总建筑高度为606米。是一座集办公、会展、酒店、观光娱乐、商业等为一体的综合大楼，建成后将成为武汉超高层地标性建筑。

塔楼框架采用适合商用超高层建筑的结构体系：巨型框架—核心筒—伸臂桁架结构体系。该体系由三个部分组成：内置钢骨柱和钢板的钢筋混凝土核心筒、外框型钢混凝土柱和楼层钢梁形成巨型框架，相应楼层部位设置环带桁架、伸臂桁架加强外框与内筒的连接。地下钢结构主要由12根钢骨巨柱、楼层钢梁、核心筒钢骨柱钢板剪力墙三大部分组成，

钢骨巨柱包括组合H型截面和十字型截面；组合H型截面巨柱分段长度较长，分段外形尺寸较大，且重量较重，属超长、超宽构件，对运输影响较大。钢骨巨柱分段结构相对简单，与其连接的仅只有楼层钢梁牛腿，故其内部仅局部有加劲肋。由于巨柱分段外形尺寸大，腹板高度高，结构易产生变形，因此需考虑结构的加强，防止倒运、吊装过程中产生塑性变形。巨柱分段对外形尺寸精度要求较高，工厂加工制作时应进行严格控制。

发明内容

发明目的：为了解决施工过程中运输不便、现场加工难度大，施工面要求高的问题，更便于质量控制、节约安装成本，本发明提供一种超大型组合H型截面钢柱及其制作方法。

技术方案：本发明所述的超大型组合H型截面钢柱，包括两块工字钢和连接腹板；所述两块工字钢分别安装在所述连接腹板两侧，安装后的截面呈H型；所述连接腹板的上端面与两侧工字钢形成凹形结构，沿凹形结构设有加劲板、在加劲板上设有加强杆。

所述工字钢侧面安装有牛腿和栓钉。

所述超大型组合H型截面钢柱尺寸为4050x2350x70x80mm，采用Q345GJC-Z25钢板制成。

所述两块工字钢呈不平行设置，相互之间的角度为1.5±0.2度。

所述超大型组合H型截面钢柱的制作方法，包括如下步骤：

（1）采用2000吨油压机对工字钢和连接腹板进行矫平，采用数控直条切割机或数控等离子切割机对牛腿、栓钉进行切割，切割时预留焊接收缩量和加工余量，切割后进行填补、打磨、除渍和毛刺；

（2）在车间平台上画出相关的巨柱中心线、牛腿中心线、角度线、牛腿端面企口位置线，设置卧式胎架，卧式胎架分三行设置、中间胎架高、两侧胎架低；

（3）在卧式胎架的中间胎架上定位、安装连接腹板，在卧式胎架的两侧胎架上依次定位、安装工字钢；

（4）对连接腹板与两侧工字钢的连接处进行焊接；

（5）安装加劲板和加强杆；

（6）划控制线，对安装好的构件进行矫正、检测，对H型端面进行端铣；

（7）在工字钢侧面定位、安装牛腿、并焊接，在工字钢侧面定位、安装栓钉、并焊接；

（8）整体测量，验收。

所述步骤（3）包括定位时将腹板中心线及外边线对齐地面位置线，同时控制其端部与地面位置的吻合度。定位正确后与胎架点焊接牢固；零件局部平面度不超过2mm，外形尺寸±1mm，装配基准线±0.5mm。构件定位时，以一端为正作端进行加工制作，余量放在另外一端。

所述步骤（4）的焊接包括：采用电加热板对焊缝两侧进行预热，严格按电加热数字温控箱和测温笔进行监控，预热后采用埋弧焊接，点焊连接腹板上端面与两侧工字钢的连接处，待焊至坡口深度一半时翻身进行清根再焊接连接腹板下端面与两侧工字钢的连接处，同样焊至一半坡口深度后翻身焊连接腹板上端面与两侧工字钢的连接处，依此通过不断翻身对称焊接，控制焊接变形，焊后探伤检测；焊缝处50mm范围以内的铁锈、油污等应进行打磨清理干净，直至露出金属光泽后才能进行拼装；在专用工字钢自动组装机或者专用组装平台上组装成H型构件，工字钢和连接腹板中心线必须对齐；工字钢拼装定位焊所采用的焊接材料须与正式焊缝的要求相同，定位焊的焊脚不应大于设计焊缝的得大于8mm，定位焊缝长度宜为500mm~600mm，定位焊不得有裂纹、气孔、夹渣，否则必须清除后重新焊接。