一種三角形截面彎扭構(gòu)件、專用胎架及其加工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三角形截面彎扭構(gòu)件，尤其涉及一種三角形截面彎扭構(gòu)件、專用胎架及其加工方法，應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)中。包括底板、左側(cè)板、右側(cè)板和加強板，所述的底板、左側(cè)板和右側(cè)板形成橫截面為三角形的構(gòu)件，所述的構(gòu)件中的兩側(cè)端和中端分別設(shè)有加強板。所述的支撐架，所述的支撐架的上部設(shè)有組裝胎架，所述的組裝胎架的上部設(shè)有內(nèi)凹狀的三角形裝配缺口。按以下步驟進行：設(shè)計展開→切割下料→成形加工→矯壓和二次切割→組裝焊接。一種三角形截面彎扭構(gòu)件、專用胎架及其加工方法，結(jié)構(gòu)緊湊，造型新穎，結(jié)構(gòu)合理，受力可靠，節(jié)約資源，加工快速精準。
【專利說明】一種三角形截面彎扭構(gòu)件、專用胎架及其加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種三角形截面彎扭構(gòu)件，尤其涉及一種三角形截面彎扭構(gòu)件、專用 胎架及其加工方法，應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)中。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域的高速發(fā)展，國內(nèi)外涌現(xiàn)出一大批設(shè)計新穎、造型獨特的鋼 結(jié)構(gòu)建筑，尤其是空間雙曲構(gòu)件的應(yīng)用，使鋼結(jié)構(gòu)建筑造型向前邁進了一大步，如"鳥巢"的 空間雙曲箱型構(gòu)件、杭州市奧林匹克體育中心的空間雙曲圓鋼管構(gòu)件。如何在建筑造型和 經(jīng)濟合理性上進行再次突破，成為了許多業(yè)內(nèi)人士最為關(guān)心的焦點。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，建筑造型更加新穎、美 觀，且更經(jīng)濟合理的一種三角形截面彎扭構(gòu)件、專用胎架及其加工方法。
[0004] 本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的： 一種三角形截面彎扭構(gòu)件，包括底板、左側(cè)板、右側(cè)板和加強板，所述的底板、左側(cè)板和 右側(cè)板形成橫截面為三角形的構(gòu)件，所述的構(gòu)件中的兩側(cè)端和中端分別設(shè)有加強板。
[0005] 作為優(yōu)選，所述的底板、左側(cè)板、右側(cè)板分別為平直鋼板； 或，所述的底板、左側(cè)板、右側(cè)板分別為彎曲鋼板； 或，所述的底板、左側(cè)板、右側(cè)板分別為雙曲鋼板。
[0006] 作為優(yōu)選，所述的加強板的中間設(shè)有圓孔，所述的加強板呈三角狀，所述的加強板 的三個角部的形狀為圓弧狀或平直狀，所述的構(gòu)件的中端設(shè)有至少一塊加強板。
[0007] 作為優(yōu)選，所述的底板上部的左側(cè)設(shè)有左側(cè)板，所述的底板上部的右側(cè)設(shè)有右側(cè) 板，所述的左側(cè)板的上部疊壓在右側(cè)板上，所述的底板與左側(cè)板間、左側(cè)板與右側(cè)板間、右 側(cè)板與底板間分別通過焊接層相固定，所述的加強板中三個角部的形狀為圓弧狀； 或， 所述的底板上部的左側(cè)設(shè)有左側(cè)板，所述的底板上部的右側(cè)設(shè)有右側(cè)板，所述的右側(cè) 板的上部疊壓在左側(cè)板上，所述的底板與左側(cè)板間、左側(cè)板與右側(cè)板間、右側(cè)板與底板間分 別通過焊接層相固定，所述的加強板中三個角部的形狀為圓弧狀； 或，所述的左側(cè)板底端的內(nèi)壁與右側(cè)板底端的內(nèi)壁間設(shè)有底板，所述的左側(cè)板與右側(cè) 板相對稱分布，所述的左側(cè)板與右側(cè)板間、左側(cè)板的內(nèi)壁與底板間、右側(cè)板的內(nèi)壁與底板間 分別通過焊接層相固定，所述的加強板中三個角部的形狀為平直狀。
[0008] -種三角形截面彎扭構(gòu)件的專用胎架，所述的支撐架，所述的支撐架的上部設(shè)有 組裝胎架，所述的組裝胎架的上部設(shè)有內(nèi)凹狀的三角形裝配缺口。
[0009] 作為優(yōu)選，所述的支撐架與組裝胎架間通過均勻分布的調(diào)節(jié)螺栓相調(diào)節(jié)固定，所 述的三角形裝配缺口的壁厚大于構(gòu)件的厚度，所述的三角形裝配缺口的邊長大于構(gòu)件的邊 長。
[0010] 一種三角形截面彎扭構(gòu)件的加工方法，按以下步驟進行： (1) 、設(shè)計展開： 直線型構(gòu)件的底板和側(cè)板為平直鋼板，只需簡單放樣即可得到其實際尺寸； 彎曲型和雙曲型構(gòu)件，需對底板和側(cè)板進行計算機建模，對構(gòu)件進行異形體展開，以板 厚中心層為基準進行平面展開，同時預(yù)放2(T30mm加工余量； (2) 、切割下料： 直線型構(gòu)件的底板和側(cè)板，以及彎曲型構(gòu)件底板采用直條切割機或數(shù)控切割機進行切 割； 彎曲型構(gòu)件的側(cè)板，以及雙曲型構(gòu)件的底板和側(cè)板應(yīng)采用數(shù)控切割機進行切割； (3) 、成形加工： 直線型構(gòu)件的底板和側(cè)板無需進行此工序，僅需對其進行矯直矯平即可； 彎曲型構(gòu)件底板和側(cè)板采用液壓機壓制成型； 雙曲型構(gòu)件的底板和側(cè)板采用液壓機壓制成形型； 通過計算機建模計算出各折彎線位置和下壓量，并通過試驗測得鋼板反彈量，在鋼板 上依次劃出折彎線，折彎線的間距為10(Tl50mm ; 壓制過程中采用1 :1樣板跟蹤檢測，隨壓隨測； (4) 、矯壓和二次切割： 根據(jù)彎曲和雙曲的底板和側(cè)板，搭設(shè)與之匹配的矯正胎架，利用火焰加熱配合千斤頂 施加外力進行成形偏差矯正； (5) 、組裝焊接： 在專用胎架對構(gòu)件進行組裝，通過調(diào)節(jié)螺栓使專用胎架可適用不同弧度、不同曲率的 構(gòu)件進行組裝，采用倒裝法進行組裝，即按照先進行左側(cè)板或右側(cè)板的定位，然后組裝內(nèi)部 加強板，最后組裝底板的順序進行； 直線型構(gòu)件的組合焊縫可采用自動埋弧焊或半自動埋弧焊進行焊接； 彎曲型構(gòu)件可采用半自動埋弧焊配合弧型導(dǎo)軌或C02氣體保護焊進行焊接； 雙曲型構(gòu)件可采用C02氣體保護焊進行焊接，焊接時，應(yīng)采用對稱焊接法，C02氣體保護 焊應(yīng)雙數(shù)焊工同參數(shù)、同方向、同時施焊，焊接采用從中間向兩端進行。
[0011] 三角形截面彎扭構(gòu)件主要適用于造型類建筑和大跨度桁架結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有的箱型截 面、圓鋼管截面相比，不但造型新穎、美觀自然，而且更經(jīng)濟合理，同時減小了構(gòu)件自重。三 角形截面構(gòu)件適用于鋼柱、鋼梁、桁架等多種構(gòu)件形式。
[0012] 具有以下優(yōu)點： 1、造型新穎獨特，并以三足鼎立之勢具有較強的穩(wěn)定性。在各個方向上觀察，均有不 同觀感變化，構(gòu)件之間相互輝映，如峰巒疊起，宏偉壯觀。
[0013] 2、構(gòu)件輕巧穩(wěn)定、加工方便快捷，在確保結(jié)構(gòu)安全的前提下，比傳統(tǒng)的箱型構(gòu)件 減少用鋼量209Γ25%，有效地降低了成本，并減輕了結(jié)構(gòu)自重。
[0014] 3、構(gòu)件截面形式簡單，便于加工，僅需采用液壓機配合"旋壓成形模"或"雙曲面 成形模"進行底板和側(cè)板的液壓成形，其它均在專用胎架上進行裝焊，有效的保證了加工精 度，并可縮短加工周期1〇%~20%。
[0015] 4、構(gòu)件焊縫大部分采用自動埋弧焊或半自動埋弧焊進行焊接，焊接質(zhì)量容易保 證，焊接效率提高159Γ20%。
[0016] 總之，可快速、準確、方便過進行適用于三角形截面構(gòu)件的設(shè)計、下料、成形、裝焊， 且十分經(jīng)濟,原材料及加工成本只占傳統(tǒng)構(gòu)件的70%。
[0017] 因此，本發(fā)明的一種三角形截面彎扭構(gòu)件、專用胎架及其加工方法，結(jié)構(gòu)緊湊，造 型新穎，結(jié)構(gòu)合理，受力可靠，節(jié)約資源，加工快速精準。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明中平直鋼板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明中平直鋼板的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明中彎曲鋼板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明中彎曲鋼板的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明中雙曲鋼板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明中雙曲鋼板的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本發(fā)明中構(gòu)件的組裝結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是本發(fā)明中構(gòu)件的組裝的另一結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9是本發(fā)明中專用胎架的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10是本發(fā)明中專用胎架的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖11是本發(fā)明中專用胎架與構(gòu)件的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
[0020] 實施例1 :如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10和圖11所示，一 種三角形截面彎扭構(gòu)件，包括底板1、左側(cè)板2、右側(cè)板3和加強板4,所述的底板1、左側(cè)板2 和右側(cè)板3形成橫截面為三角形的構(gòu)件，所述的構(gòu)件中的兩側(cè)端和中端分別設(shè)有加強板4。
[0021] 所述的底板1、左側(cè)板2、右側(cè)板3分別為平直鋼板； 或，所述的底板1、左側(cè)板2、右側(cè)板3分別為彎曲鋼板； 或，所述的底板1、左側(cè)板2、右側(cè)板3分別為雙曲鋼板。
[0022] 所述的加強板4的中間設(shè)有圓孔6,所述的加強板4呈三角狀，所述的加強板4的 三個角部的形狀為圓弧狀或平直狀，所述的構(gòu)件的中端設(shè)有至少一塊加強板4。
[0023] 所述的底板1上部的左側(cè)設(shè)有左側(cè)板2,所述的底板1上部的右側(cè)設(shè)有右側(cè)板3， 所述的左側(cè)板2的上部疊壓在右側(cè)板3上，所述的底板1與左側(cè)板2間、左側(cè)板3與右側(cè)板 3間、右側(cè)板3與底板1間分別通過焊接層相固定，所述的加強板4中三個角部的形狀為圓 弧狀； 或， 所述的底板1上部的左側(cè)設(shè)有左側(cè)板2,所述的底板1上部的右側(cè)設(shè)有右側(cè)板3,所述 的右側(cè)板3的上部疊壓在左側(cè)板2上，所述的底板1與左側(cè)板2間、左側(cè)板2與右側(cè)板3間、 右側(cè)板3與底板1間分別通過焊接層相固定，所述的加強板4中三個角部的形狀為圓弧狀； 或，所述的左側(cè)板2底端的內(nèi)壁與右側(cè)板3底端的內(nèi)壁間設(shè)有底板1，所述的左側(cè)板2 與右側(cè)板3相對稱分布，所述的左側(cè)板2與右側(cè)板3間、左側(cè)板2的內(nèi)壁與底板1間、右側(cè) 板3的內(nèi)壁與底板1間分別通過焊接層相固定，所述的加強板4中三個角部的形狀為平直 狀。
[0024] 所述的支撐架7,所述的支撐架7的上部設(shè)有組裝胎架8,所述的組裝胎架8的上 部設(shè)有內(nèi)凹狀的三角形裝配缺口 9。
[0025] 所述的支撐架7與組裝胎架8間通過均勻分布的調(diào)節(jié)螺栓10相調(diào)節(jié)固定，所述的 三角形裝配缺口 9的壁厚大于構(gòu)件的厚度，所述的三角形裝配缺口 9的邊長大于構(gòu)件的邊 長。
[0026] -種三角形截面彎扭構(gòu)件的加工方法，按以下步驟進行： (1) 、設(shè)計展開： 直線型構(gòu)件的底板和側(cè)板為平直鋼板，只需簡單放樣即可得到其實際尺寸； 彎曲型和雙曲型構(gòu)件，需對底板和側(cè)板進行計算機建模，對構(gòu)件進行異形體展開，以板 厚中心層為基準進行平面展開，同時預(yù)放2(T30mm加工余量； (2) 、切割下料： 直線型構(gòu)件的底板和側(cè)板，以及彎曲型構(gòu)件底板采用直條切割機或數(shù)控切割機進行切 割； 彎曲型構(gòu)件的側(cè)板，以及雙曲型構(gòu)件的底板和側(cè)板應(yīng)采用數(shù)控切割機進行切割； (3) 、成形加工： 直線型構(gòu)件的底板和側(cè)板無需進行此工序，僅需對其進行矯直矯平即可； 彎曲型構(gòu)件底板和側(cè)板采用液壓機壓制成型； 雙曲型構(gòu)件的底板和側(cè)板采用液壓機壓制成形型； 通過計算機建模計算出各折彎線位置和下壓量，并通過試驗測得鋼板反彈量，在鋼板 上依次劃出折彎線，折彎線的間距為10(Tl50mm ; 壓制過程中采用1 :1樣板跟蹤檢測，隨壓隨測； (4) 、矯壓和二次切割： 根據(jù)彎曲和雙曲的底板和側(cè)板，搭設(shè)與之匹配的矯正胎架，利用火焰加熱配合千斤頂 施加外力進行成形偏差矯正； (5) 、組裝焊接： 在專用胎架對構(gòu)件進行組裝，通過調(diào)節(jié)螺栓使專用胎架可適用不同弧度、不同曲率的 構(gòu)件進行組裝，采用倒裝法進行組裝，即按照先進行左側(cè)板或右側(cè)板的定位，然后組裝內(nèi)部 加強板，最后組裝底板的順序進行； 直線型構(gòu)件的組合焊縫可采用自動埋弧焊或半自動埋弧焊進行焊接； 彎曲型構(gòu)件可采用半自動埋弧焊配合弧型導(dǎo)軌或C02氣體保護焊進行焊接； 雙曲型構(gòu)件可采用C02氣體保護焊進行焊接，焊接時，應(yīng)采用對稱焊接法，C02氣體保護 焊應(yīng)雙數(shù)焊工同參數(shù)、同方向、同時施焊，焊接采用從中間向兩端進行。
【權(quán)利要求】
1. 一種三角形截面彎扭構(gòu)件，其特征在于：包括底板（1)、左側(cè)板（2)、右側(cè)板（3)和加 強板（4)，所述的底板（1)、左側(cè)板（2)和右側(cè)板（3)形成橫截面為三角形的構(gòu)件，所述的構(gòu) 件中的兩側(cè)端和中端分別設(shè)有加強板（4 )。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三角形截面彎扭構(gòu)件，其特征在于：所述的底板（1)、左 側(cè)板（2)、右側(cè)板（3)分別為平直鋼板； 或，所述的底板（1)、左側(cè)板（2)、右側(cè)板（3)分別為彎曲鋼板； 或，所述的底板（1)、左側(cè)板（2)、右側(cè)板（3)分別為雙曲鋼板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三角形截面彎扭構(gòu)件，其特征在于：所述的加強板（4)的 中間設(shè)有圓孔（6)，所述的加強板（4)呈三角狀，所述的加強板（4)的三個角部的形狀為圓 弧狀或平直狀，所述的構(gòu)件的中端設(shè)有至少一塊加強板（4)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種三角形截面彎扭構(gòu)件，其特征在于：所述的底板（1) 上部的左側(cè)設(shè)有左側(cè)板（2)，所述的底板（1)上部的右側(cè)設(shè)有右側(cè)板（3)，所述的左側(cè)板（2) 的上部疊壓在右側(cè)板（3)上，所述的底板（1)與左側(cè)板（2)間、左側(cè)板（3)與右側(cè)板（3)間、 右側(cè)板（3)與底板（1)間分別通過焊接層相固定，所述的加強板（4)中三個角部的形狀為圓 弧狀； 或， 所述的底板（1)上部的左側(cè)設(shè)有左側(cè)板（2)，所述的底板（1)上部的右側(cè)設(shè)有右側(cè)板 (3)，所述的右側(cè)板（3)的上部疊壓在左側(cè)板（2)上，所述的底板（1)與左側(cè)板（2)間、左側(cè) 板（2)與右側(cè)板（3)間、右側(cè)板（3)與底板（1)間分別通過焊接層相固定，所述的加強板（4) 中三個角部的形狀為圓弧狀； 或，所述的左側(cè)板（2)底端的內(nèi)壁與右側(cè)板（3)底端的內(nèi)壁間設(shè)有底板（1)，所述的左 側(cè)板（2)與右側(cè)板（3)相對稱分布，所述的左側(cè)板（2)與右側(cè)板（3)間、左側(cè)板（2)的內(nèi)壁與 底板（1)間、右側(cè)板（3)的內(nèi)壁與底板（1)間分別通過焊接層相固定，所述的加強板（4)中 三個角部的形狀為平直狀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三角形截面彎扭構(gòu)件的專用胎架，其特征在于：所述的 支撐架（7)，所述的支撐架（7)的上部設(shè)有組裝胎架（8)，所述的組裝胎架（8)的上部設(shè)有內(nèi) 凹狀的三角形裝配缺口（9)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種三角形截面彎扭構(gòu)件的專用胎架，其特征在于：所述的 支撐架（7)與組裝胎架（8)間通過均勻分布的調(diào)節(jié)螺栓（10)相調(diào)節(jié)固定，所述的三角形裝 配缺口（9)的壁厚大于構(gòu)件的厚度，所述的三角形裝配缺口（9)的邊長大于構(gòu)件的邊長。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三角形截面彎扭構(gòu)件的加工方法，其特征在于按以下步 驟進行： (1) 、設(shè)計展開： 直線型構(gòu)件的底板和側(cè)板為平直鋼板，只需簡單放樣即可得到其實際尺寸； 彎曲型和雙曲型構(gòu)件，需對底板和側(cè)板進行計算機建模，對構(gòu)件進行異形體展開，以板 厚中心層為基準進行平面展開，同時預(yù)放2(T30mm加工余量； (2) 、切割下料： 直線型構(gòu)件的底板和側(cè)板，以及彎曲型構(gòu)件底板采用直條切割機或數(shù)控切割機進行切 割； 彎曲型構(gòu)件的側(cè)板，以及雙曲型構(gòu)件的底板和側(cè)板應(yīng)采用數(shù)控切割機進行切割； (3) 、成形加工： 直線型構(gòu)件的底板和側(cè)板無需進行此工序，僅需對其進行矯直矯平即可； 彎曲型構(gòu)件底板和側(cè)板采用液壓機壓制成型； 雙曲型構(gòu)件的底板和側(cè)板采用液壓機壓制成形型； 通過計算機建模計算出各折彎線位置和下壓量，并通過試驗測得鋼板反彈量，在鋼板 上依次劃出折彎線，折彎線的間距為10(Tl50mm ; 壓制過程中采用1 :1樣板跟蹤檢測，隨壓隨測； (4) 、矯壓和二次切割： 根據(jù)彎曲和雙曲的底板和側(cè)板，搭設(shè)與之匹配的矯正胎架，利用火焰加熱配合千斤頂 施加外力進行成形偏差矯正； (5) 、組裝焊接： 在專用胎架對構(gòu)件進行組裝，通過調(diào)節(jié)螺栓使專用胎架可適用不同弧度、不同曲率的 構(gòu)件進行組裝，采用倒裝法進行組裝，即按照先進行左側(cè)板或右側(cè)板的定位，然后組裝內(nèi)部 加強板，最后組裝底板的順序進行； 直線型構(gòu)件的組合焊縫可采用自動埋弧焊或半自動埋弧焊進行焊接； 彎曲型構(gòu)件可采用半自動埋弧焊配合弧型導(dǎo)軌或C02氣體保護焊進行焊接； 雙曲型構(gòu)件可采用C02氣體保護焊進行焊接，焊接時，應(yīng)采用對稱焊接法，C02氣體保護 焊應(yīng)雙數(shù)焊工同參數(shù)、同方向、同時施焊，焊接采用從中間向兩端進行。
【文檔編號】E04G21/14GK104060689SQ201410179815
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】周觀根, 趙鑫, 劉貴旺, 陳志軍, 周志芳, 周素芳, 施丹丹 申請人:浙江東南網(wǎng)架股份有限公司