[发明专利]一种变截面箱型钢柱结构及其制作方法

说明书

提供一种变截面箱型钢柱结构及其制作方法，包括两个腹板和两个翼缘板，两个腹板相互对称而设，两个翼缘板设于两个腹板上下两侧，两个腹板之间垂直设有隔板，隔板与翼缘板连接边左右两侧均设有衬条，腹板与翼缘板通过焊接固定连接，腹板用于与翼缘板焊接连接的边沿开制有坡口，腹板开制有坡口的边沿两端预留有端头顶紧定位台，腹板用于与翼缘板焊接连接的坡口内侧面设有垫板。本发明通过对腹板的坡口形式进行改进后，由间隙装配改成局部顶紧装配，即能保证外形尺寸，又能确保焊接间隙的大小一致，解决变截面部位的外形尺寸和焊缝全熔透问题。

技术领域

本发明属于建筑钢结构制作技术领域，具体涉及一种变截面箱型钢柱结构及其制作方法。

背景技术

随着国家对建筑钢结构应用的支持与鼓励，越来越多的大型建筑把钢结构作为建筑主体，充分体现了绿色环保的建筑理念。这些大型建筑主体由于承载力和抗震要求，主体立柱大多选用箱型钢立柱，特别在多层和高层建筑中，为了节约成本减少自重，在保证结构安全稳定的情况下，箱型立柱都采用了一个或多个变截面。该箱型变截面钢柱是由两块腹板2’、两块装在腹板两端的翼缘板1’以及隔板组成，如图10所示。这种变截面箱型立柱的变截面区域是立柱应力集中区，为了对抗应力集中对焊缝承载力的影响，设计一般都要求变截面区域的连接焊缝为全熔透焊缝。为了保证腹板和翼板之间全熔透焊缝的焊接质量，一般组对都采用单面坡口零钝边零间隙，但这种结构却很难一次保证箱型柱外形尺寸和焊缝全熔透。图10中可以看出翼腹板间隙焊，难以保证箱型外形尺寸，且全熔透焊缝因焊接间隙的不均匀，难以达到全熔透效果。为此，经过不断研究探索，本申请提出一种有效解决此项问题的方法。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种变截面箱型钢柱结构及其制作方法，本发明通过对腹板的坡口形式进行改进后，由间隙装配改成局部顶紧装配，即能保证外形尺寸，又能确保焊接间隙的大小一致，解决变截面部位的外形尺寸和焊缝全熔透问题。

本发明采用的技术方案：一种变截面箱型钢柱结构，包括两个腹板和两个翼缘板，两个所述腹板相互对称而设，两个所述翼缘板设于两个腹板上下两侧，两个所述腹板之间垂直设有隔板，所述隔板与翼缘板连接边左右两侧均设有衬条，所述腹板与翼缘板通过焊接固定连接，所述腹板用于与翼缘板焊接连接的边沿开制有坡口，所述腹板开制有坡口的边沿两端预留有端头顶紧定位台，所述腹板用于与翼缘板焊接连接的坡口内侧面设有垫板。

进一步的，所述腹板用于与翼缘板焊接连接的边沿按照5mm间隙、45度斜边加工制成坡口。

进一步的，所述腹板边沿两端的端头顶紧定位台的预留宽度为10mm。

一种变截面箱型钢柱结构的制作方法，包括如下步骤：

1)下料：将平整钢板按照净尺寸进行下料出翼缘板、腹板、隔板、衬条及垫板，清除氧化铁后进行备用；

2)坡口切割：将下好料的腹板两边开坡口，坡口两头预留顶紧定位台；

3)隔板装配：利用胎具对有隔板和衬条进行装配，在装配过程中严格及控制隔板和衬条的接触情况，如存在局部接触不好及缝隙大于等于0.5mm时，进行补焊密封；隔板装配完成后备用；将一块翼缘板放置在装配平台上，进行号线，标记好隔板的装配位置和方向，进行尺寸校核，确认无误后安装相应的隔板到对应的位置，调整相应的角度，进行固定点焊；

4)腹板装配：将安装好隔板的翼缘板放置在装配平台上，调整好相应的角度，使箱型钢柱变截面的截面部分垂直地面，将清理好的腹板进行检查确认，将一侧腹板安装在翼缘板一侧，坡口向外，使端头顶紧定位台与翼缘板内侧接触紧密，腹板外侧与翼缘板侧面平齐，进行点焊固定，校正腹板垂直于翼缘板；按照上述要求安装另一腹板，同时使翼缘板与隔板紧密结合，如有大于0.5mm的间隙进行密封焊接；

5)电渣焊焊口切割：腹板装配完毕后，在腹板对电渣焊焊道的位置开制电渣焊焊口，所述电渣焊焊口大小不得小于电渣焊焊道的大小；