复杂变径圆管柱制作工艺研究（论文）.pdf

·243 · 复杂变径圆管柱制作工艺研究 段洪勇，  葛英献 （中通钢构股份有限公司， 252000 ，山东聊城） 　　 摘　要 ：在当前国际钢结构行业中，众多设计者不仅局限于钢结构的功能性作用，更多地依托三维建模 深化设计软件的强大功能，使钢结构造型更加的美观、多样化。构件往往具有多角度、扭曲、异形等特点， 不同程度上给制作加工带来了一定的困难，很多的异形构件无法从典型的二维图纸中进行分析、组装，需要 借助更高技术的软件或设备进行点与点的空间测量，保证控制点精度，实现施工现场的顺利安装。以复杂变 径圆管柱为例，介绍了其制作工艺、难点、对策，以及现场安装的正确步骤。 　　 关键词： 圆管柱；变径；空间放样；托座定位 　　 中图分类号： TU 74 文献标志码： B 文章编号： 1000 -4726(2018)09 -0243 -02 1 研究背景 复杂变径圆管柱指由两节或两节以上圆管及变径 管顺向焊接而成，圆管外侧连接了多个托座且托座与 圆管成不同角度连接的形式构件。以复杂变径圆管柱 设计为例，因其单节多层，深化后的构件详图仅靠常 规的二维视图或剖面图无法清晰地反映零部件的基本 性质，并且图纸标注过多，传统出图思路无法满足构 件中零件的定位，容易造成零件定位不准确、施工现 场安装困难，甚至无法安装等后果。针对此类问题， 分析复杂变径圆管柱制作的关键要点，即圆管柱相对 于水平面的倾斜角度、连接水平梁托座的精度等，由 于圆管柱环向托座数量较多，对深化设计详图提出了 更高的要求，在保证工艺定位要求的前提下，需对复 杂节点处托座进行三维尺寸标注，便于制作过程中典 型控制点的精度保障，由此克服了二维图纸中标注多、 标准乱、无法测量的困难。 2 工程实例 2.1 实例分析 某市金融商务中心钢结构项目整体结构形式为框 架核心筒混合结构，由钢管混凝土外框柱、钢筋混凝 土核心筒和钢框架梁组成，圆管柱的截面形式有以下 几种：圆管PD1 800 mm×32 mm、锥形管 1 800 mm× （32~1 700） mm、圆管PD1 700 mm×32 mm；柱梁 连接采用托座栓焊且所有变径墙角柱、墙面柱均呈多 角度布置，钢框梁水平布置。因此，圆管柱与钢框梁 连接托座的定位需逐一进行空间放样和方向核定，单 个圆管构件看似外形简洁，但托座定位基准点不易掌 握（图1）。 收稿日期： 2018–06–22 作者简介： 段洪勇（ 1983—），男，山东聊城人，工程师， e-mail： duanhy@cztss.com. 图1 圆管柱布置 图 1中高亮部分构件 W5GKZ-9即该案例高层项 目5节变径非同心圆管柱构件，圆管柱整体向内侧倾 斜，圆柱体内部焊接圆环内隔板，外部托座成米字形 上下两层布置，且上层托座位于椎管处。 2.2 施工难点 （1）PD1800×32 圆管与锥形管中心轴一致，但 锥形管与PD1700×32 圆管中心轴相对于水平布置基 准轴线存在双角度，其相对位置至关重要，决定了与 钢梁连接托座的位置及是否能与上柱顺利连接。 （2）所有变径圆管柱施工详图深化均以平面 布置轴线 A -C、 B -D为基准进行投影，由于直径 1 700 mm筒节存在摆头状态，因此确定 A -C、 B - D轴线至关重要，否则容易导致零部件环向定位错误。 （3）内环板厚度均为 60 mm，重量较大，布置 方向与圆管中心轴线不垂直，且带有纵向隔板，组装 精度高，施工难度大。 （4）托座数量较多，存在多角度，且体量及焊 接量较大，其定位精度、端口尺寸及变形控制成为制 作时的控制重点。 2018 ? 98 1\ 49 ??: *1? ? _ Architecture Technology ·244 · 2.3 技术对策 （1）针对此变径管的复杂结构，对深化图纸进 行二次深化，形成变径管制作工艺图，对大直径变径 管进行100%检验，保证合格部件的流转。 （2）通过分析、计算和放样，只有确定了变径 管最短边或最长边才能准确定位 4条轴线，通过计算 和工艺图绘制，折算相应弧长以确定零部件定位基 准线。 （3）考虑母材损耗，内环板采用 1/4切割，拼 接合格后，采用型钢推进法进行组装，以利于施焊， 内环板的定位则采用四点法，以下管端为基准，在 A/B/C/D 轴线的径向尺寸定位环板。 （4）托座组装原则：零件 –部件 –构件，托座 采用四点法进行空间定位，以保证托座在圆管环向及 径向的空间尺寸。 2.4 测量定位加工顺序 （1）圆管平放在平整牢靠的胎架上，使用施工 线坠选择圆管上平面两端平分点，然后线坠下垂选取 下平面两端平分点（即四点平分点），特别注意选取 点基准要与图纸标注斜度相匹配（图 2,3）。 图2 圆管柱 图3 圆管柱四等分 （2）内隔板组装，保证内隔板组装后与托座翼 缘板对齐，内环板定位以下管端为基准，预留端铣余 量 3~5 mm，分别测量出内隔板在圆管四条径向线长 度，进行准确定位（图 4）。 （3）圆管四点选取后依据图纸标注斜度方向定 顶板、内隔板尺寸，同样注意圆管斜度方向，圆管柱 顶板、内隔板焊接完毕后组织端铣（图 5）。 （4）托座定位依据加工前选取的柱下端四点平 分点，利用Tekla软件在模