钢结构设计之椭圆形变形截面短柱制作.pptx

中国二十二冶集团有限公司,#,北京财富中心工程 椭圆形变型截面短柱制作,-汇报材料-,MCC,1、,概况,北京财富中心工程第二节柱局部设 计为变型截面短节，下口为椭圆形（,2200mm*1600,mm），上口为圆形,（1400,mm）和槽型（700*600）,的组合截面，短节柱高2.7m，宽2.2m,，（如下图所示）；如此的变化过程，意在保证下部椭圆截面圆滑过渡为圆管,与矩形的组合截面。钢板厚度50mm；,材质Q345GJCZ15。,中国二十二冶集团有限公司,MCC,2,.,变型截面短柱制作重、难点分析,（1）,由于在2.7m长的范围内既变形,状、又变截面，且上端槽形口成90,角，下端为规则的椭圆形，上下口的 制作精度，是上下相邻柱节精确对口 连接的关键，是保证第二节柱整根渐 变圆滑过渡的关键。,（2）,截面形状复杂，成型难度大。,（3）,组合截面焊接变形控制难度 大。,变型截面柱图,中国二十二冶集团有限公司,MCC,3.,变径、变截面柱重、难点对策,中国二十二冶集团有限公司,在对重、难点分析的基础上，研究制定科学合理的工 艺对策，以保证上下端尺寸精度，从而有效的保证第二节 柱整根渐变过程的精确。,根据变截面柱的整体形状和尺寸，将其整体分解为A,、B、C三大部件；并按照不同的断面尺寸和形状采取不同,的成形工艺。,（1）由于A和B部件的截面尺寸、板厚及形状所限，无,法用钢板焊制而成，须采取热压成型；又因A和B部件一端,为椭圆形一端为槽形，一次成形困难，须分成两个瓦块热 压后再组成整体部件。,（2）C部件为规矩的圆锥体，成型简单，采用冷作成型,工艺即可完成；,最后将三部分组装焊接。,MCC,3.,变径、变截面柱重、难点对策,变型截面短柱分解图,中国二十二冶集团有限公司,MCC,4.,变型截面柱部件加工工艺,中国二十二冶集团有限公司,（1）号料与切割要求：,号料时卷管方向必须与钢板轧制方向一致；圆台形部件下,料时，必须保证钢板展开两对角线之差3mm；部件号料时长,度方向留不小于50mm的焊接收缩余量，宽度方向留3mm的切,割余量；A部展开宽度号料时应加大预留量，热压成型后与B部,复核确定净料量，以保证A与B组合后的上下口尺寸精度。,钢板采用数控机床切割，坡口采用半自动切割机切割；切 割后断口不得有裂纹，分层以及夹渣等缺陷，并应清除边缘上 的熔瘤和飞溅。,MCC,4.,变型截面柱部件加工工艺,中国二十二冶集团有限公司,（2）A、B部件热压成型要求：,按图纸尺寸分别制作两个胎具（上矩下圆、上圆下矩），,并严格控制胎具精度。将切割好的钢板放入加热炉内加热至,800左右出炉，放置于胎具上用液压机进行压制成型。在压,制过程中重点控制上、下端口几何尺寸。因为几何尺寸偏差过 大易造成装配间隙或错边量过大，从而影响焊接质量，这在胎 具设计制作阶段就应慎重考虑和对待。,MCC,4.变型截面柱部件加工工艺,由于A部件上部的压角为90，与其相连接的上柱槽型部,件为由三块板焊制而成，焊制成型的槽型没有R弧，而A部件 为热压成型，不可避免的要有一定的R弧，此R越小越好，有利,于实现热压成型槽与焊制成型槽的圆滑过渡对接连接。在制作,过程中，通过反复试压，得出：对于材质Q345GJCZ15，,厚板达50mm，槽口尺寸仅,为,700*60,0,的槽 型，最小R为120mm，将压制的槽型试件与,焊制槽型电脑模拟对接，基本实现了圆滑过 渡对接，满足第二节柱整根平滑对接的要,中国二十二冶集团有限公司,MCC,4.,变型截面柱部件加工工艺,中国二十二冶集团有限公司,（3）,C,部件制作要求C部件为规则的锥体，直接在卷板机上冷压成型，,先,进行压头，再滚圆，防止滚制后的纵向对口出现缩弧或 角变形。滚圆时必须卡专用样板对圆弧进行检查，控制,卷制后的钢管管口椭圆度。专用样板采用2-3mm不锈钢,板制成。,MCC,5,部件的质量检查：,中国二十二冶集团有限公司,异形部件几何尺寸检查边长、周长、直角角度、高度等,，圆形部件几何尺寸检查直径、弧度、高度及管口圆度等。还要检查管面对管轴的垂直度、弯曲矢高等其他项目。（角 变形。滚圆时必须卡专用样板对圆弧进行检查，控制卷制后,的钢管管口椭圆度。专用样板采用2-3mm不锈钢板制成。,6,矫,正 成型部件达不到要求时，冷作成型的部件采用卷板机滚,压法进行矫正，热压成型的部件采用火焰加热法进行矫正；重点矫正两端部，严格控制两端部的形状尺寸。,临时固定：检查合格的部件用斜撑进行固定。,MCC,7,短,柱截面整体组装,对冷作部件和热压成型部件认真复核尺寸精度，按设计 尺寸对热压成型部件净料，无误后进行组合截面整体组装。控 制点是两端部形状及尺寸精度，并通过调整组装间隙来实现。,（1）,组装顺序：先B与C组装成BC组合件：,B,与,C,部件组装图,中国二十二冶集团有限公司,MCC,7,短,柱截面整体组装,再A与BC组合件组装成短柱整体截面：8.短柱组合,焊接,短柱焊接时要注意焊接变形的控制。采取了内部加 设支撑体系、分层多道焊等措施达到 了控制焊接变形的目的。,（1）焊缝坡口形：设计要求为全熔透I级焊缝，制,作过程中采取的坡口形式如下：,A,与,B,C,组合件组装成短柱整体截面,中国二十二冶集团有限公司,MCC,7,短,柱截面整体组装,中国二十二冶集团有限公司,（2）组装在测平的平台上进行。钢柱左部组装前要,平台上放A部件实样，复核A部外形尺寸，局部有偏 差时进行修整。,（3）组装时除要重点控制上下口形状及尺寸精度,外，尚要注意上、下端面的平面平行度、圆心垂直 度、平面椭圆度、平面周长等项目的偏差，以及筒,体高度（长度）偏差。,(4)圆弧偏差用周长为1m的圆弧样板检验，偏差,1.5mm，接口处的圆弧偏差只允许外凸，不允许内,凹。,MCC,8,短,柱组合焊接,短柱焊接时要注意焊接变形的控制。采取了内部 加设支撑体系、分层多道焊等措施达到 了控制焊接变形的目的。,（1）焊缝坡口形：设计要求为全熔透I级焊缝，制作,过程中采取的坡口形式如下：,部件单体对接接口,中国二十二冶集团有限公司,短柱组合截面组装接口,MCC,8,短,柱组合焊接,中国二十二冶集团有限公司,（2）焊接方法及焊材选择,：,为,最大限度的控制焊接变形，在 焊接方法的选择上采用了CO2气保焊这一热输入低、效率高的方,法焊接。焊接材料选用ER50-6，直径=1.2mm；并严按照分层,多道焊接的要求施焊。,（3）焊前预热：由于板厚为50mm，且材质为Q345GJCZ15,钢，焊前应进行预热，预热温度为,80,并严格控制层间温度。制,作过程中从预热方法、预热温度、预热范围、测温方法、焊接工 艺评定试验及工艺参数等方法，均进行了细部规定，过程中严格 控制，不仅保证了焊接质量，对焊接变形的控制也起到有一定的 作用，这里不作为重点介绍。,MCC,9,第,二节钢柱整根组装,变型截面短柱焊接成型经检查各项指标均在允许偏差 范围内，在此基础上进行第二节柱的整体对接组装。组装过 程中除控制第二节柱全长尺寸精度、对口精度、直线度外，,重点控制与相邻柱节的中 心偏移，偏移超差时，可 通过调整两端对接口来实 现。,中国二十二冶集团有限公司,MCC,1,0,总结,中国二十二冶集团有限公司,在钢柱制作中，根据钢柱形状及特点确定用 不同的成型工艺对部件进行制作，保证了部件几何 尺寸的精度及第二节柱的整体装配质量。在成型、装配及焊接过程中针对工序难点采取适宜的措施，取得了良好的效果，钢柱质量优良。,MCC,椭圆管柱变组合柱节点,北京财富中心施工现场,中国二十二冶集团有限公司,工程图例,MCC,椭圆管柱变圆管柱节点,中国二十二冶集团有限公司,北京财富中心施工现场,工程图例,MCC,201,1,年十月汇报,中国二十二冶集团有限公司,