一种组合椭圆形截面构件及其加工方法技术

本发明专利技术涉及一种钢结构构件，尤其涉及一种组合椭圆形截面构件及其加工方法，适用于造型类钢结构和大踌度钢结构领域。包括底撑和腹板，所述的腹板的上部设有连接件，所述的腹板的下部设在底撑中，所述的底撑和腹板通过拼装机构相固定，所述的拼装机构包括横向加强板，所述的腹板底部的两端分别插接有与之相垂直分布的横向加强板，所述的横向加强板的底部侧壁与底撑的内壁相匹配贴合，所述的底撑、横向加强板间和腹板通过封板相封装。一种组合椭圆形截面构件及其加工方法结构简单，支撑性能强，受力合理，降低成本，施工方便灵活。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钢结构构件，尤其涉及，适用于造型类钢结构和大鋳度钢结构领域。
技术介绍
目前现有技术的钢结构建筑领域快速发展，结构体系受力复杂，结构造型千变万化，不断应用到格构式钢柱、空间桁架等结构形式，以适应构件多方向受力要求。对于传统的对称截面和等截面形式构件，当结构单一方向受力较大或多个方向受力不均匀时，会使整体构件截面加大，加大了用钢量以及结构自重，不利于结构的稳定性和安全性，而且延展性较差。
技术实现思路
本专利技术主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种结构简单，而且更加有利于大型钢结构多方向合理受力分布的组合椭圆形截面构件及其加工方法。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的 一种组合椭圆形截面构件，包括底撑和腹板，所述的腹板的上部设有连接件，所述的腹板的下部设在底撑中，所述的底撑和腹板通过拼装机构相固定，所述的拼装机构包括横向加强板，所述的腹板底部的两端分别插接有与之相垂直分布的横向加强板，所述的横向加强板的底部侧壁与底撑的内壁相匹配贴合，所述的底撑、横向加强板间和腹板通过封板相封装； 横向加强板保证椭圆截面的准确性，便于构件对接时截面的准确性。此结构适用于造型类建筑和多方向受力不一致的大跨度建筑体系，与现有的格构柱、空间桁架相比，不但造型新颖、美观自然，而且可以根据结构受力特点，对底撑的半椭圆件长短轴，以及半椭圆覆盖率进行调整，合理分配结构受力，以最大程度降低了用钢量，并且减小构件自重和所占用的空间位置。适用于钢柱、钢梁、桁架等多种构件形式。或，所述的拼装机构包括上纵向加强板和上横向加强板，所述的腹板底部的设有与底撑上部宽度相等的上纵向加强板，所述的上纵向加强板的底部侧壁与底撑的内部相匹配贴合，所述的腹板底部的两端分别设有与之相垂直上横向加强板，所述的上横向加强板插接入上纵向加强板并向上部延伸，所述的上横向加强板和上纵向加强板相垂直分布，所述的上横向加强板间、腹板和底撑上通过上撑件相密封，所述的上撑件与底撑相互匹配形成一个整体。作为优选，所述的底撑为大于、等于或小于1/2的半椭圆件，所述的封板设在底撑水平象限点上，所述的腹板设在底撑的垂直象限点上，所述的封板分别设在腹板的两侧； 或，所述的底撑为1/2椭圆件，所述的上撑件为2个1/4椭圆件，所述的上撑件分别设在腹板的两侧，所述的上纵向加强板设在底撑的水平象限点上，所述的上横向加强板的外壁与底撑的内壁相贴合，所述的腹板设在底撑的垂直象限点上。作为优选，所述的底撑、封板、腹板、横向加强板和连接件间通过焊接层相固定；所述的底撑、腹板、上纵向加强板、上横向加强板和上撑件间通过焊接层相固定；所述的腹板上设有穿接孔，所述的连接件是圆管、矩形管、槽钢或钢板。作为优选，所述的穿接孔是圆形孔、椭圆形孔或矩形孔。一种组合椭圆形截面构件的加工方法，按以下步骤进行 (1)、设计展开对底撑进行放样，以底撑壁厚中心层为基准进行展开，同时预放20 30mm加工余量； (2)、切割下料采用数控切割机进行钢板下料，腹板下料时，将板上穿接孔的孔位一并割出; (3)、成形加工将底撑假设为整体椭圆，采用近似椭圆划法，将此假设椭圆分成两两相对的四段圆弧，根据底撑在假设椭圆上的覆盖面，在按展开图切割后的钢板上划出圆弧分界线，并在不同直径的圆弧上各划出其等分线，作为底撑成形折弯线，折弯线间距为10(Tl50mm ;钢板折弯采用液压机模具成形，上模为T形凸模，与液压机压头采用T形螺栓相固定，下模为平行凹模，下模底板与液压机平台采用T形螺栓相固定；先进行两端圆弧折弯成形，再进行中间圆弧折弯成形，压制过程中采用I :1样板跟踪检测，随压随调； (4)、矫正根据底撑内壁尺寸，搭设半椭圆件矫正胎架，矫正采用火焰加热配合千斤顶施加外力； (5)、组装焊接采用二次组装法进行组装，即先进行底撑、腹板和连接件的小组装，先形成一个T字形截面；再进行总装，完成其它零件板组装； 小组装焊接可采用自动埋弧焊或CO2气体保护焊进行焊接，总装焊接采用CO2气体保护焊打底，半自动埋弧焊进行填充和盖面；焊接时，应采用对称焊接法，CO2气体保护焊应双数焊工同参数、同方向、同时施焊，焊接宜采用从中间向两端进行。I、满足结构多方向受力要求，可根据结构受力选用不同的组合形式进行合理搭配，在确保结构受力的前提下，以最大程度减少结构用钢量，比传统结构减少用钢量25% 40%，使成本降至最低，并减轻了结构自重； 2.构件截面尺寸，可根据结构受力要求，进行变化调整(如半椭圆件的长、短轴调整，组合件的规格调整，腹板的宽度调整等)，构件轻巧、灵活，便于设计和施工； 3.构件截面形式简单，便于加工，仅需采用一套压模进行半椭圆件液压成形，其它均在胎架上装焊，有效的保证了加工精度，并可缩短加工周期109Γ20% ； 4.构件焊缝均为直焊缝，可采用CO2气体保护焊打底，埋弧焊填充和盖面，焊接质量容易保证，焊接效率提高15°/Γ20%。可快速、准确、方便的进行椭圆形截面构件的设计、下料、成形、装焊，且十分经济，原材料及加工成本只占传统格构式构件的35%。一种组合椭圆形截面构件的加工方法，按以下步骤进行 (I)、设计展开对底撑的1/2椭圆件和上撑件的1/4椭圆件进行放样，先将其合并成一整体椭圆，以此椭圆壁厚中心层为基准进行展开，再将其分成两个1/2椭圆展开图，同时预放2(T30mm加工余量； (2)、切割下料采用数控切割机进行钢板下料，腹板下料时，将板上穿接孔的孔位一并割出，椭圆件下料按1/2椭圆件展开图进行下料，待成形后，将其中一块1/2椭圆件剖切成两个1/4椭圆件； (3)、成形加工将两个1/2椭圆件，假设为一整体椭圆，采用近似椭圆划法，将此假设椭圆分成两两相对的四段圆弧，根据近拟圆弧弧长，在按展开图切割后的钢板上划出圆弧分界线，并在不同直径的圆弧上各划出其等分线，作为椭圆主体成形折弯线，折弯线间距为10(Tl50mm ;钢板折弯采用液压机模具成形，上模为T形凸模，与液压机压头采用T形螺栓相固定，下模为平行凹模，下模底板与液压机平台采用T形螺栓相固定；先进行两端圆弧折弯成形，再进行中间圆弧折弯成形，压制过程中采用I :1样板跟踪检测，随压随调； (4)、矫正根据椭圆件内壁尺寸，搭设椭圆件矫正胎架；矫正采用火焰加热配合千斤顶施加外力； (5)1/4椭圆件加工将矫正合格的1/2椭圆件，通过半自动火焰切割机进行剖切加工，使其成为两个1/4椭圆件；切割时，应将椭圆件置于稳定胎架下，使其与半自动切割机导轨平行，并使其椭圆外壁朝上； (5)、组装焊接采用二次组装法进行组装，即先进行腹板、上纵向加强板和连接件的小组装，先形成一个工字形截面；再进行总装，完成其它零件板组装； 小组装焊接可采用自动埋弧焊进行焊接，总装焊接，采用CO2气体保护焊打底，半自动埋弧焊进行填充和盖面；焊接时，应采用对称焊接法，CO2气体保护焊应双数焊工同参数、同方向、同时施焊，焊接宜采用从中间向两端进行。作为优选，步骤(5)中的半椭圆件矫正胎架，包括胎架台，所述的胎架台上部的右端设有椭圆成形架，所述的胎架台上部的左端设有连接件搁架，所述的椭圆成形架的内侧设有成形缺口，所述的连接件搁架的顶部设有内凹槽。作为优选，所述的椭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周观根，赵鑫，王保胜，刘贵旺，陈亚春，陈志军，郭丁鑫，杨弘生，严永忠，
申请(专利权)人：浙江东南网架股份有限公司，
类型：发明
国别省市：