專利名稱：變截面十字圓管轉換鋼柱及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種組合鋼柱及其制作方法，具體為一種由十字形鋼柱、圓管柱和錐形柱組合而成的組合柱及其制作方法。
背景技術：
隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，全國各地的高層建筑如雨后春筍般拔地而起，由于建筑物越來越高，體量越來越大，從結構強度、安全性能等各方面考慮，其結構形式也由鋼筋混凝土結構轉向鋼骨混凝土結構或鋼結構。高層建筑中的鋼筋混凝土柱已不能滿足高層建筑的要求，已被混凝土鋼柱所取代。高層建筑中，地下部分受力相對較小，如將鋼柱截面從下至上設計成等截面形式，則浪費材料，由于現(xiàn)在鋼材的日益短缺，采用何種結構才能夠達到減少鋼用量，截面最小化，承載力最大化的目的。并且隨著建筑設計造型的不斷變化，高層建筑中，地上部分的鋼結構形狀呈現(xiàn)出各種各樣的造型，不再是單一的箱形結構，出現(xiàn)了圓柱形，而如果在地下部分采用與地上部分同樣截面的鋼柱，就大大浪費了用鋼量。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了解決現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明提供了一種可以減少用鋼量，可以將建筑地下部分截面做到最小的變截面十字圓管轉換鋼柱，同時也公開了該變截面十字圓管轉換鋼柱的制作方法。技術方案為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的一種變截面十字圓管轉換鋼柱，包括上部圓管柱、中部圓錐柱、下部圓形十字柱和鋼牛腿；所述圓錐柱的頂端與上部圓管柱裝焊在一起，其底端與圓形十字柱裝焊在一起；所述鋼牛腿裝焊于上部圓管柱的外表面。所述上部圓管柱分為上段、中段和下段；所述下段與上段的結構一致；所述上段、 中段和下段的外直徑相同；所述上段包括十字板、外部圓鋼管和加勁板；所述外部圓鋼管開設四個槽口 ；所述十字板由三塊平面鋼板裝焊成垂直的十字形，十字板橫截面的寬度與外部圓鋼管外直徑相同，十字板的軸向長度等于外部圓鋼管上槽口的長度，十字板的厚度與槽口的寬度一致；加勁板垂直裝焊于十字板上，并與外部圓鋼管內(nèi)側焊接；十字板軸向的四邊卡入槽口內(nèi)并焊接固定；加勁板和十字板在外部圓鋼管內(nèi)部起到了支撐的作用，使上段的承重能力更強。本發(fā)明中所述圓錐柱為一圓錐臺形；所述圓形十字柱其外部整體為圓柱形。上部圓管柱為建筑的地上部分，而下部的圓形十字柱為建筑的地下部分，按照常規(guī)做法將建筑的地下部分和地上部分的橫截面面積做成一致，但是地下部分受力相對較小，采用這種方式將大大浪費地下部分的鋼材用量，本發(fā)明中采用圓錐柱將將建筑的地下部分和地上部分順利的過渡，既減少了鋼用量，達到了截面最小化，又使承載力最大化。本發(fā)明還公開了一種變截面十字圓管轉換鋼柱的制作方法，該方法的具體步驟如下(A)將變截面十字圓管轉換鋼柱在計算機中劃分制作分段；將上部圓管柱作為單獨一分段；將圓錐柱和圓形十字柱合并成一個分段；由圓錐柱和圓形十字柱合并成的分段稱為異形圓形十字柱；將鋼牛腿作為單獨的一部分；
(B)將上部圓管柱、異形圓形十字柱在計算機中深化放樣；所述上部圓管柱分解為上段、中段和下段；并將上段和下段的分解為十字板、外部圓鋼管和加勁板；所述中段分解為一個中空的圓形鋼管；
所述異形圓形十字柱分解為異形H形鋼、異形T排鋼和內(nèi)隔板；所述異形H形鋼和異形T排鋼的面板為弧形面板，該弧形面板的下部高度與寬度一致，上部為一向上傾斜的扇形；
(C)將鋼板加工成要求尺寸的板單元；然后將各個板單元裝焊合攏，構成上部圓管柱的異形H形鋼、異形T排鋼和內(nèi)隔板；上部圓管柱中的十字板、外部圓鋼管和加勁板，由圓形鋼管構成的中段；以及工字形的鋼牛腿；
(D)將十字板、外部圓鋼管和加勁板裝焊成上部圓管柱的上段和下段；再將上段、中段和下段裝焊成上部圓管柱；
(E)將異形H形鋼和異形T排鋼裝焊在一起，構成異形圓形十字柱的外殼，再將內(nèi)隔板垂直焊接于異形H形鋼和異形T排鋼上，構成異形圓形十字柱；
(F)將異形圓形十字柱與上部圓管柱裝焊在一起；
(G)將鋼牛腿裝焊在上部圓管柱的外表面。有益效果本發(fā)明具有如下優(yōu)點
1、本發(fā)明實現(xiàn)了高層建筑地下與地上部分鋼柱結構形式的轉變，為地下部分鋼結構節(jié)省了大量的鋼材，達到了截面最小化，承載力最大化的目的。2、本發(fā)明中上部圓管柱和圓形十字柱通過中間圓錐柱實現(xiàn)了完美過渡融合，使整個鋼結構整體承重能力強。3、本發(fā)明所述制作方法中將圓錐柱和圓形十字柱作為一個制作分段一起制作，而不是將圓錐柱和圓形十字柱單獨制作再拼合；避免了增加對接接頭，增強了整體的牢度度和整體質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明所述變截面十字圓管轉換鋼柱的結構示意圖。圖2是本發(fā)明中上部圓管柱的結構示意圖。圖3是本發(fā)明中上段的結構示意圖。圖4是本發(fā)明中上段的分解結構示意圖。圖5是本發(fā)明中外部圓鋼管的示意圖。圖6是本發(fā)明中異形圓形十字柱的結構示意圖。圖7是本發(fā)明中異形圓形十字柱的分解示意圖。圖8是本發(fā)明中異形圓形十字柱外殼的示意圖。圖9是本發(fā)明中上部圓管柱、圓錐柱、圓形十字柱組合結構示意圖。圖10為本發(fā)明的結構示意圖。
具體實施方式
實施例如圖1所示的一種變截面十字圓管轉換鋼柱，包括上部圓管柱1、中部圓錐柱2、 下部圓形十字柱3和鋼牛腿4 ；所述上部圓管柱1的整體外形為一圓柱形；所述圓錐柱2為一圓錐臺形；所述圓形十字柱外部整體為圓柱形。上述主要部件之間的連接關系為所述圓錐柱2的頂端與上部圓管柱1的下端裝焊在一起，圓錐柱2的底端與圓形十字柱3的上端裝焊在一起；所述鋼牛腿4裝焊于上部圓管柱1的外表面。本實施例中所述上部圓管柱1分為上段11、中段12和下段13 ；所述下段13與上段11的結構一致；所述中段12為一中空的圓形鋼管；上段11、中段12和下段13單獨制作完成，然后再將三者裝焊在一起構成上部圓管柱1。本實施例中所述上段11包括十字板111、外部圓鋼管112和加勁板113 ；所述外部圓鋼管112上開設四個槽口 114 ；所述十字板111由平面鋼板裝焊成一個垂直的十字形， 十字板111橫截面的寬度與外部圓鋼管112外直徑相同，十字板111的長度等于外部圓鋼管112上槽口 114的長度，構成十字板的平面鋼板的厚度與槽口的寬度相同；加勁板113垂直裝焊于十字板111上；然后將十字板111軸向的四邊卡入槽口 114內(nèi)并焊接固定，構成上段11。本實施例中上段11、中段12和下段13的外直徑相同，這樣上段11、中段12和下段13裝焊后構成外直徑一致的上部圓管柱1。本實施例中圓錐柱2為一圓錐臺形，其底端外直徑與上部圓管柱1 一致，頂端外直徑與圓形十字柱3外直徑一致。本實施例中還公開了上述變截面十字圓管轉換鋼柱的制作方法，該方法的具體步驟如下
(A)將變截面十字圓管轉換鋼柱在計算機中劃分制作分段；將上部圓管柱1作為一單獨的制作分段；將圓錐柱2和圓形十字柱3合并成一個制作分段；由圓錐柱2和圓形十字柱 (3)合并成的制作分段稱為異形圓形十字柱5，所述異形圓形十字柱5的前端為圓錐形后端為圓柱形；將鋼牛腿4作為單獨的制作分段；
(B)將上部圓管柱1、鋼牛腿4、異形圓形十字柱5在計算機中深化放樣；
將所述上部圓管柱1分解為上段11、中段12和下段13 ；并將上段11和下段13的分解為十字板111、外部圓鋼管112和加勁板113 ；所述中段12分解為一個中空的圓形鋼管； 所述異形圓形十字柱5分解為異形H形鋼51、異形T排鋼52和內(nèi)隔板53 ；所述異形 H形鋼51和異形T排鋼52都是由腹板和面板構成；所述異形H形鋼51和異形T排鋼52的面板為弧形面板，該弧形面板的下部高度與寬度一致，上部為一向上傾斜的扇形；
(C)將鋼板加工成要求尺寸的板單元；然后將各個板單元合攏裝焊，裝焊出上部圓管柱 1的異形H形鋼51、異形T排鋼52和內(nèi)隔板53 ；上部圓管柱1中的十字板111、外部圓鋼管 112和加勁板113，由圓形鋼管構成的中段12 ；以及工字形的鋼牛腿5 ；
(D)將十字板111、外部圓鋼管112和加勁板113裝焊成上部圓管柱1的上段11和下段13 ；再將上段11、中段12和下段13裝焊成上部圓管柱1 ；
(E)將異形H形鋼51和異形T排鋼52裝焊在一起，構成異形圓形十字柱5的外殼，再
5將內(nèi)隔板53垂直焊接于異形H形鋼51和異形T排鋼52上，構成異形圓形十字柱5 ；
(F)將異形圓形十字柱5與上部圓管柱1裝焊在一起；
(G)將鋼牛腿5裝焊在上部圓管柱1的外表面。
權利要求
1. 一種變截面十字圓管轉換鋼柱，其特征在于包括上部圓管柱(1)、中部的圓錐柱 (2)、下部的圓形十字柱(3)和鋼牛腿(4);所述圓錐柱(2)的頂端與上部圓管柱(1)裝焊在一起，其底端與圓形十字柱(3)裝焊在一起；所述鋼牛腿(4)裝焊于上部圓管柱(1)的外表
2.根據(jù)權利要求1所述的一種變截面十字圓管轉換鋼柱，其特征在于所述上部圓管柱(1)分為上段(11)、中段(12)和下段(13);所述下段(13)與上段(11)的結構一致； 所述上段(11)、中段(12)和下段(13)的外直徑相同；所述上段(11)包括十字板(111)、外部圓鋼管(112)和加勁板(113);所述外部圓鋼管 (112)開設四個槽口(114)；所述十字板(111)由三塊平面鋼板裝焊成垂直的十字形，十字板(111)橫截面的寬度與外部圓鋼管(112)外直徑相同，十字板的軸向長度等于外部圓鋼管(112)上槽口(114)的長度，十字板的厚度與槽口的寬度一致；加勁板(113)垂直裝焊于十字板(111)上，并與外部圓鋼管(112)內(nèi)側焊接；十字板(111)軸向的四邊卡入槽口(114) 內(nèi)并焊接固定。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種變截面十字圓管轉換鋼柱，其特征在于所述圓錐柱(2) 為一圓錐臺形。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種變截面十字圓管轉換鋼柱，其特征在于所述圓形十字柱(3)其外部整體為圓柱形。
5.一種變截面十字圓管轉換鋼柱的制作方法，其特征在于該方法的具體步驟如下(A)將變截面十字圓管轉換鋼柱在計算機中劃分制作分段；將上部圓管柱(1)作為單獨一分段；將圓錐柱(2)和圓形十字柱(3)合并成一個分段；由圓錐柱(2)和圓形十字柱 (3)合并成的分段稱為異形圓形十字柱(5);將鋼牛腿(4)作為單獨的一部分；(B)將上部圓管柱(1)、異形圓形十字柱(5)在計算機中深化放樣；所述上部圓管柱(1)分解為上段(11)、中段(12)和下段(13);并將上段(11)和下段 (13)的分解為十字板(111)、外部圓鋼管(112)和加勁板(113)；所述中段(12)分解為一個中空的圓形鋼管；所述異形圓形十字柱(5)分解為異形H形鋼(51)、異形T排鋼(52)和內(nèi)隔板(53);所述異形H形鋼(51)和異形T排鋼(52)的面板為弧形面板，該弧形面板的下部高度與寬度一致，上部為一向上傾斜的扇形；(C)將鋼板加工成要求尺寸的板單元；然后將各個板單元合攏裝焊，裝焊出上部圓管柱(I)的異形H形鋼(51)、異形T排鋼(52)和內(nèi)隔板(53);上部圓管柱(1)中的十字板(111)、 外部圓鋼管(112)和加勁板(113)，由圓形鋼管構成的中段(12);以及工字形的鋼牛腿(5);(D)將十字板(111)、外部圓鋼管(112)和加勁板(113)裝焊成上部圓管柱(1)的上段(II)和下段(13);再將上段(11)、中段(12)和下段(13)裝焊成上部圓管柱(1)；(E)將異形H形鋼(51)和異形T排鋼(52)裝焊在一起，構成異形圓形十字柱(5)的外殼，再將內(nèi)隔板(53)垂直焊接于異形H形鋼(51)和異形T排鋼(52)上，構成異形圓形十字柱(5)；(F)將異形圓形十字柱(5)與上部圓管柱(1)裝焊在一起；(G)將鋼牛腿(5)裝焊在上部圓管柱(1)的外表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變截面十字圓管轉換鋼柱，包括上部圓管柱、中部圓錐柱、下部圓形十字柱和鋼牛腿；所述圓錐柱的頂端與上部圓管柱裝焊在一起，其底端與圓形十字柱裝焊在一起；所述鋼牛腿裝焊于上部圓管柱的外表面。本發(fā)明還公開了變截面十字圓管轉換鋼柱的制作方法。本發(fā)明實現(xiàn)了高層建筑地下與地上部分鋼柱結構形式的轉變，為地下部分鋼結構節(jié)省了大量的鋼材，達到了截面最小化，承載力最大化的目的。
文檔編號E04G21/00GK102400518SQ20111036773
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權日2011年11月18日
發(fā)明者余其平, 唐香君, 孫祥彬, 張金葉, 李水明, 潘斌, 蔣良君, 錢志忠 申請人:江蘇滬寧鋼機股份有限公司