專利名稱：一種異形復雜v型連接鋼柱及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種大型鋼結構主體，具體是一種用于連接其他鋼結構分段的異形復雜V型連接鋼柱。
背景技術：
國家網(wǎng)球中心新館位于北京市朝陽區(qū)奧林匹克公園北區(qū)場館群網(wǎng)球中心2號場地南側，建成后將成為北京地區(qū)最大、具有國際先進水平的網(wǎng)球比賽場館。作為以網(wǎng)球比賽、訓練為主的多功能體育、文化活動中心場所?？偨ㄖ娣e約51199 m2，其中地上建筑面積48708m2，地下建筑面積M91m2。賽時觀眾總數(shù)為13598人，總用地面積約17公頃。為了滿足賽事要求及多種使用功能需要，建筑采用了可開啟式活動屋蓋。本工程中通過計算機深化計算將設計圖轉化為鋼結構骨架；其主體結構平面呈圓形，采用鋼筋混凝土框架結構體系，屋面網(wǎng)架桿件眾多，根據(jù)屋面結構的特點，可將整體屋面分成下部平面網(wǎng)架層和上部弧形網(wǎng)架層，網(wǎng)架結構支撐于下部20組樹狀支撐上，網(wǎng)球中心屋面網(wǎng)架桿件總計7000余根。圓形屋蓋直徑約140m，建筑最大高度約為46m，整個工程設計多節(jié)點，接口數(shù)量較多、截面異形，所以節(jié)點柱的結構設計的設計直觀重要，既要能夠滿足承重要求，又要實現(xiàn)整個設計造型。對于焊接變形與安裝誤差對結構內力影響較大，如何步驟結構布置以及構件分段，如何避免構件焊接收縮時產(chǎn)生的空間三維變形以盡量減少變形對結構內力的影響都至關重要。

發(fā)明內容
發(fā)明目的為了解決現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明提供了一種承重能力強、用于連接其他鋼結構分段的異形復雜V型連接鋼柱。技術方案為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所述的一種異形復雜V型連接鋼柱，包括 下部組合鋼骨柱、中間復雜梯形節(jié)點和上部異形組合鋼牛腿構成；所述中間復雜梯形節(jié)點分為內柱和外柱，所述外柱包裹于內柱的外側下部；所述下部組合鋼骨柱安裝于中間復雜梯形節(jié)點的底部；所述上部異形組合鋼牛腿固定于外柱的上部并與內柱固定連接。本發(fā)明中所述下部組合鋼骨柱是由斜H型鋼A、斜H型鋼B、斜H型鋼C和斜H型鋼D圍成的一個梯形組合柱；斜H型鋼A和斜H型鋼B、斜H型鋼C和斜H型鋼D橫向之間通過橫向連接綴材固定在一起；斜H型鋼A和斜H型鋼C、斜H型鋼B和斜H型鋼D橫向之間通過橫向連接綴材固定在一起。本發(fā)明中所述中間復雜梯形節(jié)點分內柱和外柱，內柱和外柱通過橫向加勁板和縱向加勁板固定連接在一起。本發(fā)明還公開了一種異形復雜V型連接鋼柱的制作方法，該制作方法的具體步驟如下
(a)首先將異形復雜V型連接鋼柱采用計算機進行三維數(shù)控放樣，將其先分解成異形板件；加工成異形板件；上述步驟具體方法是采用計算機進行三維數(shù)控放樣，將其先分解成異形板件；并將異形板件進行排版，計算出每塊異形板件的長度、寬度、彎曲半徑，和平面切割線位置坐標; 將異形板件的長度、寬度、平面切割線位置坐標輸入數(shù)控切割機，數(shù)控切割機按照輸入的數(shù)據(jù)進行下料切割；對切割好的平面鋼板按照要求的彎曲半徑加工成異形板件； (b)制作焊裝胎架；
(C)在焊裝胎架上拼接內柱并進行焊接矯正；
(d)安裝內柱的橫向加勁板和縱向加勁板；然后在內柱下部安裝焊接外柱上面板、外柱下面板和兩側外柱腹板，并進行焊接；完成中間復雜梯形節(jié)點的制作；
(e)制作斜H型鋼A、斜H型鋼B、斜H型鋼C和斜H型鋼D；
(f )將斜H型鋼A、斜H型鋼B、斜H型鋼C和斜H型鋼D吊裝上焊裝胎架，固定焊接在中間復雜梯形節(jié)點的底部；
(g)采用橫向連接綴材E將斜H型鋼A和斜H型鋼B、斜H型鋼C和斜H型鋼D橫向之間固定焊接在一起；采用橫向連接綴材F將斜H型鋼A和斜H型鋼C、斜H型鋼B和斜H 型鋼D橫向之間固定焊接在一起；即完成了下部組合鋼骨柱和中間復雜梯形節(jié)點的固定焊接；
(h)將上部異形組合鋼牛腿定位在內柱和外柱上，定位后焊接固定，即完成了異形復雜 V型連接鋼柱坯件的制作；
所述步驟(h)中，異形復雜V型連接鋼柱坯件完成后，在異形復雜V型連接鋼柱坯件上安裝耳板、拉結板；
(i )將整個異形復雜V型連接鋼柱坯件涂裝，完成異形復雜V型連接鋼柱的制作。所述內柱由兩塊L型側板、一塊短上面板和一塊長下面板構成，該內柱的制作方法為將L型側板、一塊短上面板和一塊長下面板四塊板進行拼接，并固定焊接。所述斜H型鋼A、斜H型鋼B、斜H型鋼C和斜H型鋼D都分別三塊鋼板構成兩塊面板、一塊腹板；上述斜H型鋼的制作方法如下將兩塊面板分別安裝固定于腹板兩側，焊接成斜H形鋼件。所述上部異形組合鋼牛腿為斜H型鋼與菱形箱體組合部件；斜H型鋼形狀同斜H 型鋼A，菱形箱體即橫截面為菱形的鋼構件箱體。上部異形組合鋼牛腿的形狀與其需對接的鋼構件的形狀相匹配。有益效果本發(fā)明的優(yōu)點是
1、本發(fā)明所述的異形復雜V型連接鋼柱結構設計巧妙，具有很強的承重能力；同時使國家網(wǎng)球中心新館的多節(jié)點、多接口的造型得以實現(xiàn)。2、本發(fā)明所述的異形復雜V型連接鋼柱的制作方法，通過調整焊接順序和焊接方式，降低來焊接變形與安裝誤差對結構內力影響，減小了焊接時的空間三維變形；使制作出的異形復雜V型連接鋼柱結構堅固，并且實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖。圖2為本發(fā)明中下部組合鋼骨柱的結構示意圖。圖3為本發(fā)明中下部組合鋼骨柱的橫斷面示意圖。
圖4為本發(fā)明中中間復雜梯形節(jié)點的結構示意圖。圖5為本發(fā)明中內柱的結構示意圖。圖6為本發(fā)明中斜H型鋼A的橫斷面示意圖。圖7為本發(fā)明中斜H型鋼A的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定。
實施例如圖1所示的一種異形復雜V型連接鋼柱，包括下部組合鋼骨柱1、中間復雜梯形節(jié)點2和上部異形組合鋼牛腿3。所述上部異形組合鋼牛腿3固定于中間復雜梯形節(jié)點 2外柱22的上部并與內柱21固定連接。所述下部組合鋼骨柱1安裝于中間復雜梯形節(jié)點 2的底部。如圖2、圖3所述下部組合鋼骨柱1是由四根斜H型鋼圍成梯形組合柱斜H型鋼 A 11、斜H型鋼B 12、斜H型鋼C 13和斜H型鋼D 14 ；斜H型鋼A 11和斜H型鋼B 12、斜 H型鋼C 13和斜H型鋼D 14之間通過橫向連接綴材E15固定在一起；斜H型鋼All和斜H 型鋼C13、斜H型鋼B12和斜H型鋼D14橫向之間通過橫向連接綴材F16固定在一起。如圖6、圖7所述斜H型鋼A 11、斜H型鋼B12、斜H型鋼C13和斜H型鋼D14都分別三塊鋼板構成兩塊面板、一塊腹板；上述斜H型鋼的制作方法如下將兩塊面板分別安裝固定于腹板兩側，焊接成斜H形鋼件。如圖5所示，中間復雜梯形節(jié)點2分為內柱21和外柱22，所述外柱22包裹于內柱 21的外側下部；所述中間復雜梯形節(jié)點2中內柱21和外柱22通過橫向加勁板6和縱向加勁板7固定連接在一起。如圖5所述的內柱21由兩塊L型側板、一塊短上面板和一塊長下面板構成，該內柱的制作方法為將L型側板、一塊短上面板和一塊長下面板四塊板進行拼接，并固定焊接。本實施例所述異形復雜V型連接鋼柱制作方法的具體步驟如下
(a)首先將異形復雜V型連接鋼柱采用計算機進行三維數(shù)控放樣，將其先分解成異形板件；加工成異形板件；
(b)制作焊裝胎架；
(c)在焊裝胎架上拼接內柱21并進行焊接矯正；
(d)安裝內柱的橫向加勁板6和縱向加勁板7；然后在內柱21下部安裝焊接外柱上面板221、外柱下面板222和兩側外柱腹板223，完成中間復雜梯形節(jié)點2的制作；外柱上面板 221、外柱下面板222和兩側外柱腹板223構成外柱22 ；
(e)制作斜H型鋼All、斜H型鋼B12、斜H型鋼C13和斜H型鋼D14；
(f)將斜H型鋼All、斜H型鋼B12、斜H型鋼C13和斜H型鋼D14吊裝上焊裝胎架，固定焊接在中間復雜梯形節(jié)點2的底部；
(g)采用橫向連接綴材E15將斜H型鋼All和斜H型鋼B12、斜H型鋼C13和斜H型鋼
6D14之間固定焊接在一起；采用橫向連接綴材F16斜H型鋼All和斜H型鋼C13、斜H型鋼 B12和斜H型鋼D14之間固定焊接在一起；即完成了下部組合鋼骨柱1和中間復雜梯形節(jié)點2的固定焊接；
(h)將上部異形組合鋼牛腿定位在內柱21和外柱22上，定位后焊接固定，即完成了整個異形復雜V型連接鋼柱坯件；異形復雜V型連接鋼柱坯件完成后，在異形復雜V型連接鋼柱坯件上安裝耳板、拉結板；
(i )將整個異形復雜V型連接鋼柱坯件涂裝，完成異形復雜V型連接鋼柱的制作。
權利要求
1.一種異形復雜V型連接鋼柱，其特征在于它包括下部組合鋼骨柱(1)、中間復雜梯形節(jié)點(2)和上部異形組合鋼牛腿(3)構成；所述中間復雜梯形節(jié)點(2)分為內柱(21) 和外柱(22)，所述外柱(22)包裹于內柱(21)的外側下部；所述下部組合鋼骨柱(1)安裝于中間復雜梯形節(jié)點(2)的底部；所述上部異形組合鋼牛腿(3)固定于外柱(22)的上部并與內柱(21)固定連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種異形復雜V型連接鋼柱，其特征在于所述下部組合鋼骨柱(1)是由斜H型鋼A(Il)、斜H型鋼B (12)、斜H型鋼C (13)和斜H型鋼D (14)圍成的一個梯形組合柱；斜H型鋼A(Il)和斜H型鋼B (12)、斜H型鋼C (13)和斜H型鋼D (14)橫向之間通過橫向連接綴材(15)固定在一起；斜H型鋼A(Il)和斜H型鋼C (13)、斜 H型鋼B (12)和斜H型鋼D (14)橫向之間通過橫向連接綴材(16)固定在一起。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種異形復雜V型連接鋼柱，其特征在于所述中間復雜梯形節(jié)點(2)中內柱(21)和外柱(22)通過橫向加勁板(6)和縱向加勁板(7)固定連接在一起。
4.一種異形復雜V型連接鋼柱的制作方法，其特征在于該制作方法的具體步驟如下(a)首先將異形復雜V型連接鋼柱采用計算機進行三維數(shù)控放樣、數(shù)控下料；(b)制作焊裝胎架；(c )在焊裝胎架上拼接內柱(21)并進行焊接矯正；(d)安裝內柱的橫向加勁板(6)和縱向加勁板(7);然后在內柱(21)下部安裝焊接外柱上面板(221)、外柱下面板(222)和兩側外柱腹板(223)，并進行焊接；完成中間復雜梯形節(jié)點(2)的制作；(e)制作斜H型鋼A(Il)、斜H型鋼B(12)、斜H型鋼C (13)和斜H型鋼D (14)；(f)將斜H型鋼A(Il)、斜H型鋼B(12)、斜H型鋼C (13)和斜H型鋼D (14)吊裝上焊裝胎架，固定焊接在中間復雜梯形節(jié)點(2)的底部；(g)采用橫向連接綴材E(15)將斜H型鋼A(Il)和斜H型鋼B(12)、斜H型鋼C (13) 和斜H型鋼D (14)之間固定焊接在一起；采用橫向連接綴材F將(16)斜H型鋼A(Il)和斜H型鋼C (13)、斜H型鋼B (12)和斜H型鋼D (14)之間固定焊接在一起；即完成了下部組合鋼骨柱(1)和中間復雜梯形節(jié)點(2)的固定焊接；(h)將上部異形組合鋼牛腿定位在內柱(21)和外柱(22)上，定位后焊接固定，即完成了整個異形復雜V型連接鋼柱坯件；(i)將整個異形復雜V型連接鋼柱坯件涂裝，完成異形復雜V型連接鋼柱的制作。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種異形復雜V型連接鋼柱的制作方法，其特征在于所述斜H型鋼A(Il)、斜H型鋼B (12)、斜H型鋼C (13)和斜H型鋼D (14)都分別三塊鋼板構成兩塊面板、一塊腹板；上述斜H型鋼的制作方法如下將兩塊面板分別安裝固定于腹板兩側，焊接成斜H形鋼件。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種異形復雜V型連接鋼柱的制作方法，其特征在于所述內柱(21)由兩塊L型側板、一塊短上面板和一塊長下面板構成，該內柱的制作方法為將L 型側板、一塊短上面板和一塊長下面板四塊板進行拼接，并固定焊接。
7.根據(jù)權利要求4所述的一種異形復雜V型連接鋼柱的制作方法，其特征在于所述上部異形組合鋼牛腿為斜H型鋼與菱形箱體組合部件。
8.根據(jù)權利要求4所述的一種異形復雜V型連接鋼柱的制作方法，其特征在于所述步驟(h)中，V型連接鋼柱坯件完成后，在V型連接鋼柱坯件上安裝耳板、拉結板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種異形復雜V型連接鋼柱，包括下部組合鋼骨柱、中間復雜梯形節(jié)點和上部異形組合鋼牛腿構成；所述下部組合鋼骨柱安裝于中間復雜梯形節(jié)點的底部；所述上部異形組合鋼牛腿固定于中間復雜梯形節(jié)點上。本發(fā)明還公開了異形復雜V型連接鋼柱的制作方法。本發(fā)明所述的異形復雜V型連接鋼柱結構設計巧妙，具有很強的承重能力；通過V型連接鋼柱的連接，國家網(wǎng)球中心新館的多節(jié)點、多接口的造型得以實現(xiàn)。本發(fā)明所述的制作方法，通過調整焊接順序和焊接方式，降低來焊接變形與安裝誤差對結構內力影響，減小了焊接時的空間三維變形；使制作出的異形復雜V型連接鋼柱結構堅固，并且實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號E04C3/32GK102277929SQ20111012173
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權日2011年5月11日
發(fā)明者余其平, 胡海國, 錢志忠, 顧曉付 申請人:江蘇滬寧鋼機股份有限公司