CN116104226A - 一种钢板剪力墙构件及其制造工艺 - Google Patents

一种钢板剪力墙构件及其制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑领域，公开了一种钢板剪力墙构件的制造工艺，包括以下步骤：S1、下料，S2、H型钢焊接及矫正，S3、二次装配及矫正：将制成的H型钢梁上焊接H型钢柱或者钢板墙形成构件；或者在H型钢柱上焊接钢板墙形成构件；或者H型钢柱、H型钢梁和钢板墙互相组合焊接，形成构件；焊接完后进行矫正。本发明还公开了一种钢板剪力墙构件，采用上述的制造工艺制成，包括相互固定连接的钢梁、钢柱和钢板墙。钢板墙和钢梁的腹板上设置有用于水管、电线通过的孔洞。本发明易于组装起到安装方便，缩短建筑周期，降低人力投入成本的益处；不同部位的连接采用不同的焊接方式，以此来保证构件的稳定可靠且牢固。

Description

一种钢板剪力墙构件及其制造工艺
技术领域
本发明涉及建筑领域，尤其是一种钢板剪力墙构件及其制造工艺。
背景技术
随着时代的发展，城市用地越来越紧张，高层建筑的需求也变得越来越多。高层建筑钢结构剪力墙结构比较传统钢筋混凝土结构能够增加结构的刚度、强度及抗倒塌能力；钢板剪力墙可缩短建筑周期，降低人力投入成本。研究钢板剪力墙结构代替传统钢筋混凝土结构已成趋势。因此急需设计出一种稳定可靠且牢固的剪力墙构件来推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安装方便，稳定可靠且牢固的钢板剪力墙构件，来缩短建筑周期，降低人力投入成本。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明公开了一种钢板剪力墙构件，其包括以下步骤：
S1、下料：切割得到若干H型钢的翼板、H型钢的腹板和钢板墙；H型钢的翼板和腹板宽度方向不加设余量，长度方向加放余量；钢板墙和腹板上的孔洞、过焊孔一次切割成形，并切割好焊缝坡口。
S2、H型钢焊接及矫正：先组立固定后进行焊接，H型钢的翼板和腹板之间的坡口处采用气体保护焊焊接打底；外部采用埋弧焊盖面；焊接完后进行H型钢矫正；竖直放置的H型钢用作H型钢柱，横向放置的H型钢用作H型钢梁。
S3、二次装配及矫正：将制成的H型钢梁上焊接H型钢柱或者钢板墙形成构件；或者在H型钢柱上焊接钢板墙形成构件；或者H型钢柱、H型钢梁和钢板墙互相组合焊接，形成构件；焊接完后进行矫正。
进一步地，所述S1步骤中，下料采用数控切割，H型钢的翼板和腹板长度方向加放25mm-30mm的余量；H型钢翼板的宽度允许偏差0-2mm，H型钢腹板的宽度、钢板墙的长度、钢板墙的宽度允许偏差均为-2mm-2mm。
进一步地，所述S1步骤中，焊缝坡口采用半自动火焰切割机切割，并且对坡口面和坡口面50mm范围内进行打磨，清除氧化渣等杂物；切割焊缝坡口时，H型钢柱主焊缝要求：翼板两端各500mm范围内的焊缝要求全熔透一级焊缝；其余部位为部分熔透焊缝，且熔深不小于腹板厚度的2/3。
H型钢梁主焊缝要求：当腹板厚度t＞40mm时，H型钢梁均采用全熔透一级焊缝；当腹板厚度16mm≤t≤40mm时，翼板与腹板采用部分熔透焊缝，熔深不小于2/3t；当腹板厚度t＜16mm时，采用双面角焊缝，焊脚为0.7t。
进一步地，所述S2步骤中，组立时采用手工平台卧式组立或立式组立，焊接时焊接前应清理焊接区域内的水分、油污和杂物；采用埋弧焊焊接时：焊接之间需在两端加设引、熄弧板，焊丝选用H08Mn2，规格φ4.0；焊接电流：450～700A、电压：26～40V、焊接速度：30～50cm/min。
气体保护焊焊接时：焊丝选用ER50-6，规格φ1.2；焊接电流：180～280A、电压：26～34V、焊接速度：30～40cm/min。
焊剂选用CHF101，焊剂须经300～350℃*1～2小时的烘焙后方可使用。
进一步地，所述H型钢全熔透焊缝焊接工艺顺序从里到外依次为打底层、填充层和盖面层；打底层和填充层采用气保护焊焊接，盖面层采用埋弧焊焊接。
进一步地，所述S2步骤中，当最厚焊接板板厚h≥20mm时，焊接前需对钢板进行预热；预热的加热区域为焊缝坡口两侧，预热宽度为100mm范围内；预热温度T由最厚焊接板板厚h来决定，当20mm≤h≤40mm时，T为40℃；当40mm＜h≤60mm，T为60℃；当60mm＜h≤80mm时，T为80℃；当h＞80mm时，T为100℃。
进一步地，所述S2步骤中，H型钢矫正过程中，翼板角变形采用机械矫正；翼板和腹板垂直度、旁弯、扭曲采用火焰加热进行矫正。
进一步地，所述S3步骤二次装配焊接中，H型钢柱与H型钢梁之间的焊接：H型钢柱的翼板与H型钢梁之间采用全熔透一级焊接，当H型钢柱腹板厚度大于16mm时，采用部分熔透焊接，当H型钢柱腹板厚度小于16mm时，采用双面角焊焊接；
钢板墙与H型钢柱、与H型钢梁之间采用全熔透一级焊接；
H型钢柱上还全熔透焊接有加劲板、柱脚板、预埋件；
钢板墙两侧部分熔透焊接有加劲肋；
H型钢梁内部分熔透焊接有加劲板；
钢板墙、H型钢柱、H型钢梁还焊接有安装卡板、孔洞加强圈、三角加劲板，安装卡板、孔洞加强圈、三角加劲板要求双面角焊接；
构件上还焊接有连接耳板和安装吊耳，连接耳板采用部分熔透焊接，安装吊耳采用全熔透一级焊接。
本发明还公开了一种钢板剪力墙构件，其包括相互固定连接的钢梁、钢柱和钢板墙；所述钢梁为横向放置的H型钢，钢柱为竖直放置的H型钢，所述H型钢包括互相焊接的腹板和翼板；钢板墙和钢梁的腹板上设置有用于水管、电线通过的孔洞。
进一步地，所述钢柱的腹板上设置有用于增加强度和抗剪力的方形加劲板，钢柱的下端设置有用于增加钢柱与混凝土受力的柱脚板和预埋件；所述钢板墙两侧设置增强钢板平整度、抗剪力的横向加劲肋和纵向加劲肋；所述钢梁的翼板上设置有三角加劲板；所述钢梁的腹板上设置有现场安装吊耳；在所述孔洞上设置有孔洞加强圈；在构件的边缘上设置有用于临时固定定位的现场连接耳板和安装卡板，所述现场连接耳板上设置有若干螺纹孔，钢梁上设置有若干栓钉孔，所述栓钉孔上设置有若干栓钉。
本发明的有益之处为：
1、本发明通过在厂房里根据需要焊接成多种易于组装的构件，再通过现场将构件焊接组装成钢板剪力墙，减少部分现场焊接的工序，起到安装方便，缩短建筑周期，降低人力投入成本的益处。其中将竖直放置的H型钢用作H型钢柱，横向放置的H型钢用作H型钢梁。根据需求，将钢梁、钢柱和钢板墙进行组合焊接，组装成多种易于组装的构件。不同部位的连接采用不同的焊接方式，以此来保证构件的稳定可靠且牢固。
2、本发明还在钢梁、钢柱和钢板墙上焊接有增加强度和抗剪力的加劲板、加劲肋、孔洞加强圈对钢梁、钢柱和钢板墙的强度和抗剪性进一步加强。
附图说明
图1是H型钢焊接工艺示意图。
图2是本发明实施例一的钢板剪力墙构件示意图。
图3是本发明实施例二的钢板剪力墙构件示意图。
图4是若干钢板剪力墙构件组成的部分剪力墙示意图。
图5是由若干个钢板剪力墙构件组成的剪力墙示意图。
主要组件符号说明：
1、钢梁，2、钢柱，3、钢板墙，4、孔洞，5、方形加劲板，6、柱脚板，7、预埋件，8、横向加劲肋，9、纵向加劲肋，10、三角加劲板11、安装吊耳，12、孔洞加强圈，13、连接耳板，14、安装卡板，15、螺纹孔，16、栓钉孔，17、栓钉，18、打底层，19、填充层，20、盖面层。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述。
如图1至图5所示，本发明公开了一种钢板剪力墙构件，其包括以下步骤：
S1、下料：通过数控切割，得到若干H型钢的翼板、腹板和钢板墙3；H型钢的翼板、腹板宽度方向不加设余量，长度方向加放25mm-30mm的余量；
钢板墙3和腹板上的孔洞4、过焊孔一次切割成形。
采用半自动火焰切割机切割焊缝坡口，并且对坡口面和坡口面50mm范围内进行打磨，清除氧化渣等杂物。
S2、H型钢焊接及矫正：采用手工平台卧式组立或立式组立，H型钢的翼板和腹板之间的坡口处采用气体保护焊焊接打底；外部采用埋弧焊盖面；焊接完后进行H型钢矫正；竖直放置的H型钢用作H型钢柱2，横向放置的H型钢用作H型钢梁1。
S3、二次装配及矫正：将制成的H型钢梁1上焊接H型钢柱2或者钢板墙3形成构件；或者在H型钢柱2上焊接钢板墙3形成构件；或者H型钢柱2、H型钢梁1和钢板墙3互相组合焊接，形成构件；焊接完后进行矫正。
其中，H型钢翼板的宽度允许偏差0-2mm，H型钢腹板的宽度、钢板墙3的长度、钢板墙3的宽度允许偏差均为-2mm-2mm。
切割焊缝坡口时，H型钢柱2主焊缝要求：翼板两端各500mm范围内的焊缝要求全熔透一级焊缝；其余部位为部分熔透焊缝，且熔深不小于腹板厚度的2/3。
H型钢梁1主焊缝要求：当腹板厚度t＞40mm时，H型钢梁1均采用全熔透一级焊缝；当腹板厚度16mm≤t≤40mm时，翼板与腹板采用部分熔透焊缝，熔深不小于2/3t；当腹板厚度t＜16mm时，采用双面角焊缝，焊脚为0.7t。
焊接时焊接前应清理焊接区域内的水分、油污和杂物；采用埋弧焊焊接时：焊接之间需在两端加设引、熄弧板，焊丝选用H08Mn2，规格φ4.0；焊接电流：450～700A、电压：26～40V、焊接速度：30～50cm/min。
气体保护焊焊接时：焊丝选用ER50-6，规格φ1.2；焊接电流：180～280A、电压：26～34V、焊接速度：30～40cm/min。
焊剂选用CHF101，焊剂须经300～350℃*1～2小时的烘焙后方可使用。
如图1所示，H型钢全熔透焊缝焊接工艺顺序从里到外依次为打底层18、填充层19和盖面层20；打底层18和填充层19采用气保护焊焊接，盖面层20采用埋弧焊焊接。
当最厚焊接板板厚h≥20mm时，焊接前需对钢板进行预热；预热的加热区域为焊缝坡口两侧，预热宽度为100mm范围内；预热温度T由最厚焊接板板厚h来决定，当20mm≤h≤40mm时，T为40℃；当40mm＜h≤60mm，T为60℃；当60mm＜h≤80mm时，T为80℃；当h＞80mm时，T为100℃。
H型钢矫正过程中，翼板角变形采用机械矫正；翼板和腹板垂直度、旁弯、扭曲采用火焰加热进行矫正。
H型钢柱2与H型钢梁1之间的焊接：H型钢柱2的翼板与H型钢梁1之间采用全熔透一级焊接，当H型钢柱2腹板厚度大于16mm时，采用部分熔透焊接，当H型钢柱2腹板厚度小于16mm时，采用双面角焊焊接。
钢板墙3与H型钢柱2、与H型钢梁1之间采用全熔透一级焊接。
H型钢柱2上还全熔透焊接有加劲板、柱脚板6、预埋件7。
钢板墙3两侧部分熔透焊接有加劲肋。
H型钢梁1内部分熔透焊接有加劲板。
钢板墙3、H型钢柱2、H型钢梁1还焊接有安装卡板14、孔洞加强圈12、三角加劲板10，安装卡板14、孔洞加强圈12、三角加劲板10要求双面角焊接。
构件上还焊接有连接耳板13和安装吊耳11，连接耳板13采用部分熔透焊接，安装吊耳11采用全熔透一级焊接。
如图2至图4所示，本发明还公开了一种钢板剪力墙构件，采用上述的钢板剪力墙构件的制造工艺制成，其包括相互固定连接的钢梁1、钢柱2和钢板墙3；钢梁1为横向放置的H型钢，钢柱2为竖直放置的H型钢，H型钢包括互相焊接的腹板和翼板；钢板墙3和钢梁1的腹板上设置有用于水管、电线通过的孔洞4。
其中，钢柱2的腹板上设置有用于增加强度和抗剪力的方形加劲板5，钢柱2的下端设置有用于增加钢柱2与混凝土受力的柱脚板6和预埋件7。钢板墙3两侧设置增强钢板平整度、抗剪力的横向加劲肋8和纵向加劲肋9。钢梁1的翼板上设置有三角加劲板10。钢梁1的腹板上设置有现场安装吊耳11。
为了加固孔洞4，在孔洞4上设置有孔洞加强圈12。
为了便于现场安装，在构件的边缘上设置有用于临时固定定位的现场连接耳板13和安装卡板14，现场连接耳板13上设置有若干螺纹孔15。使用时可先用夹板将相邻构件的连接耳板13进行连接，然后在焊接上安装卡板14进行初步固定和定位，矫正后，进行构件之间的焊接固定。
位于钢板墙3底部的钢梁1上设置有若干栓钉孔1616，栓钉孔1616上设置有若干栓钉17，增加抓地力。
实施例一：
如图2所示，一种钢板剪力墙构件，包括相互固定连接的钢梁1、钢柱2和钢板墙3。钢梁1的上翼板两端上方各固定有一钢柱2，钢柱2的中间固定有钢板墙3。钢梁1腹板的两端各焊接有安装吊耳11，中间设置有两个用于水管、电线通过的孔洞4，孔洞4边沿设置有孔洞加强圈12。钢梁1的下翼板设置有若干栓钉孔16。钢柱2的翼板和钢板墙3上焊接有若干连接耳板13，连接耳板13上设置有螺栓孔。钢板墙3与钢梁1的连接处焊接有若干三角加劲板10。该类型构件可用做为剪力墙的下端部。
实施例二：
如图3所示，一种钢板剪力墙构件，包括相互固定连接的钢梁1、钢柱2和钢板墙3。钢梁1的上翼板和下翼板均设置有钢板墙3，钢板墙3上设置有横向加劲肋8、竖向加劲肋和连接耳板13，钢板墙3上还开设有若干孔洞4，孔洞4上设置有孔洞加强圈12。钢梁1的左端焊接有一钢柱2，钢柱2的右翼板分别与钢梁1和钢板墙3焊接。钢柱2的腹板上焊接有若干方形加劲板5，翼板上焊接有连接耳板13。该类型构件可用做为钢板墙的中间部分。
综上，本发明易于组装起到安装方便，缩短建筑周期，降低人力投入成本的益处；不同部位的连接采用不同的焊接方式，以此来保证构件的稳定可靠且牢固。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢板剪力墙构件的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、下料：切割得到若干H型钢的翼板、H型钢的腹板和钢板墙；H型钢的翼板和腹板宽度方向不加设余量，长度方向加放余量；钢板墙和腹板上的孔洞、过焊孔一次切割成形；并切割好焊缝坡口；
S2、H型钢焊接及矫正：先组立固定后进行焊接，H型钢的翼板和腹板之间的坡口处采用气体保护焊焊接打底；外部采用埋弧焊盖面；焊接完后进行H型钢矫正；竖直放置的H型钢用作H型钢柱，横向放置的H型钢用作H型钢梁；
S3、二次装配及矫正：将制成的H型钢梁上焊接H型钢柱或者钢板墙形成构件；或者在H型钢柱上焊接钢板墙形成构件；或者H型钢柱、H型钢梁和钢板墙互相组合焊接，形成构件；焊接完后进行矫正。
2.根据权利要求1所述的钢板剪力墙构件的制造工艺，其特征在于：所述S1步骤中，下料采用数控切割，H型钢的翼板和腹板长度方向加放25mm-30mm的余量；H型钢翼板的宽度允许偏差0-2mm，H型钢腹板的宽度、钢板墙的长度、钢板墙的宽度允许偏差均为-2mm-2mm。
3.根据权利要求1所述的钢板剪力墙构件的制造工艺，其特征在于：所述S1步骤中，焊缝坡口采用半自动火焰切割机切割，并且对坡口面和坡口面50mm范围内进行打磨，清除氧化渣等杂物；切割焊缝坡口时，H型钢柱主焊缝要求：翼板两端各500mm范围内的焊缝要求全熔透一级焊缝；其余部位为部分熔透焊缝，且熔深不小于腹板厚度的2/3；
H型钢梁主焊缝要求：当腹板厚度t＞40mm时，H型钢梁均采用全熔透一级焊缝；当腹板厚度16mm≤t≤40mm时，翼板与腹板采用部分熔透焊缝，熔深不小于2/3t；当腹板厚度t＜16mm时，采用双面角焊缝，焊脚为0.7t。
4.根据权利要求1所述的钢板剪力墙构件的制造工艺，其特征在于：所述S2步骤中，组立时采用手工平台卧式组立或立式组立，焊接时焊接前应清理焊接区域内的水分、油污和杂物；采用埋弧焊焊接时：焊接之间需在两端加设引、熄弧板，焊丝选用H08Mn2，规格φ4.0；焊接电流：450～700A、电压：26～40V、焊接速度：30～50cm/min；
气体保护焊焊接时：焊丝选用ER50-6，规格φ1.2；焊接电流：180～280A、电压：26～34V、焊接速度：30～40cm/min；
焊剂选用CHF101，焊剂须经300～350℃*1～2小时的烘焙后方可使用。
5.根据权利要求1所述的钢板剪力墙构件的制造工艺，其特征在于：所述H型钢全熔透焊缝焊接工艺顺序从里到外依次为打底层、填充层和盖面层；打底层和填充层采用气保护焊焊接，盖面层采用埋弧焊焊接。
6.根据权利要求1所述的钢板剪力墙构件的制造工艺，其特征在于：所述S2步骤中，当最厚焊接板板厚h≥20mm时，焊接前需对钢板进行预热；预热的加热区域为焊缝坡口两侧，预热宽度为100mm范围内；预热温度T由最厚焊接板板厚h来决定，当20mm≤h≤40mm时，T为40℃；当40mm＜h≤60mm，T为60℃；当60mm＜h≤80mm时，T为80℃；当h＞80mm时，T为100℃。
7.根据权利要求1所述的钢板剪力墙构件的制造工艺，其特征在于：所述S2步骤中，H型钢矫正过程中，翼板角变形采用机械矫正；翼板和腹板垂直度、旁弯、扭曲采用火焰加热进行矫正。
8.根据权利要求1所述的钢板剪力墙构件的制造工艺，其特征在于：所述S3步骤二次装配焊接中，H型钢柱与H型钢梁之间的焊接：H型钢柱的翼板与H型钢梁之间采用全熔透一级焊接，当H型钢柱腹板厚度大于16mm时，采用部分熔透焊接，当H型钢柱腹板厚度小于16mm时，采用双面角焊焊接；
钢板墙与H型钢柱、与H型钢梁之间采用全熔透一级焊接；
H型钢柱上还全熔透焊接有加劲板、柱脚板、抗剪板、预埋件；
钢板墙两侧部分熔透焊接有加劲肋；
H型钢梁内部分熔透焊接有加劲板；
钢板墙、H型钢柱、H型钢梁还焊接有安装卡板、孔洞加强圈、三角加劲板，安装卡板、孔洞加强圈、三角加劲板要求双面角焊接；
构件上还焊接有连接耳板和安装吊耳，连接耳板采用部分熔透焊接，安装吊耳采用全熔透一级焊接。
9.一种钢板剪力墙构件，其特征在于：包括相互固定连接的钢梁、钢柱和钢板墙；所述钢梁为横向放置的H型钢，钢柱为竖直放置的H型钢，所述H型钢包括互相焊接的腹板和翼板；钢板墙和钢梁的腹板上设置有用于水管、电线通过的孔洞。
10.根据权利要求9所述的钢板剪力墙构件，其特征在于：所述钢柱的腹板上设置有用于增加强度和抗剪力的方形加劲板，钢柱的下端设置有用于增加钢柱与混凝土受力的柱脚板和预埋件；所述钢板墙两侧设置增强钢板平整度、抗剪力的横向加劲肋和纵向加劲肋；所述钢梁的翼板上设置有三角加劲板；所述钢梁的腹板上设置有现场安装吊耳；在所述孔洞上设置有孔洞加强圈；在构件的边缘上设置有用于临时固定定位的现场连接耳板和安装卡板，所述现场连接耳板上设置有若干螺纹孔；钢梁上设置有若干栓钉孔，所述栓钉孔上设置有若干栓钉。
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