[发明专利]一种三角形截面弯扭构件、专用胎架及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三角形截面弯扭构件，尤其涉及一种三角形截面弯扭构件、专用胎架及其加工方法，应用于钢结构中。

背景技术

随着钢结构建筑领域的高速发展，国内外涌现出一大批设计新颖、造型独特的钢结构建筑，尤其是空间双曲构件的应用，使钢结构建筑造型向前迈进了一大步，如“鸟巢”的空间双曲箱型构件、杭州市奥林匹克体育中心的空间双曲圆钢管构件。如何在建筑造型和经济合理性上进行再次突破，成为了许多业内人士最为关心的焦点。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种结构紧凑，建筑造型更加新颖、美观，且更经济合理的一种三角形截面弯扭构件、专用胎架及其加工方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

　　一种三角形截面弯扭构件，包括底板、左侧板、右侧板和加强板，所述的底板、左侧板和右侧板形成横截面为三角形的构件，所述的构件中的两侧端和中端分别设有加强板。

　　作为优选，所述的底板、左侧板、右侧板分别为平直钢板；

或，所述的底板、左侧板、右侧板分别为弯曲钢板；

或，所述的底板、左侧板、右侧板分别为双曲钢板。

　　作为优选，所述的加强板的中间设有圆孔，所述的加强板呈三角状，所述的加强板的三个角部的形状为圆弧状或平直状，所述的构件的中端设有至少一块加强板。

　　作为优选，所述的底板上部的左侧设有左侧板，所述的底板上部的右侧设有右侧板，所述的左侧板的上部叠压在右侧板上，所述的底板与左侧板间、左侧板与右侧板间、右侧板与底板间分别通过焊接层相固定，所述的加强板中三个角部的形状为圆弧状；

或，

所述的底板上部的左侧设有左侧板，所述的底板上部的右侧设有右侧板，所述的右侧板的上部叠压在左侧板上，所述的底板与左侧板间、左侧板与右侧板间、右侧板与底板间分别通过焊接层相固定，所述的加强板中三个角部的形状为圆弧状；

或，所述的左侧板底端的内壁与右侧板底端的内壁间设有底板，所述的左侧板与右侧板相对称分布，所述的左侧板与右侧板间、左侧板的内壁与底板间、右侧板的内壁与底板间分别通过焊接层相固定，所述的加强板中三个角部的形状为平直状。

　　一种三角形截面弯扭构件的专用胎架，所述的支撑架，所述的支撑架的上部设有组装胎架，所述的组装胎架的上部设有内凹状的三角形装配缺口。

作为优选，所述的支撑架与组装胎架间通过均匀分布的调节螺栓相调节固定，所述的三角形装配缺口的壁厚大于构件的厚度，所述的三角形装配缺口的边长大于构件的边长。

一种三角形截面弯扭构件的加工方法，按以下步骤进行：

（1）、设计展开：

直线型构件的底板和侧板为平直钢板，只需简单放样即可得到其实际尺寸；

弯曲型和双曲型构件，需对底板和侧板进行计算机建模，对构件进行异形体展开，以板厚中心层为基准进行平面展开，同时预放20~30mm加工余量；

（2）、切割下料：

　　　直线型构件的底板和侧板，以及弯曲型构件底板采用直条切割机或数控切割机进行切割；

　　弯曲型构件的侧板，以及双曲型构件的底板和侧板应采用数控切割机进行切割；

（3）、成形加工：

　　　直线型构件的底板和侧板无需进行此工序，仅需对其进行矫直矫平即可；

弯曲型构件底板和侧板采用液压机压制成型；

双曲型构件的底板和侧板采用液压机压制成形型；

通过计算机建模计算出各折弯线位置和下压量，并通过试验测得钢板反弹量，在钢板上依次划出折弯线，折弯线的间距为100~150mm；

压制过程中采用1：1样板跟踪检测，随压随测；

（4）、矫压和二次切割：

　　根据弯曲和双曲的底板和侧板，搭设与之匹配的矫正胎架，利用火焰加热配合千斤顶施加外力进行成形偏差矫正；

（5）、组装焊接：

　　　在专用胎架对构件进行组装，通过调节螺栓使专用胎架可适用不同弧度、不同曲率的构件进行组装，采用倒装法进行组装，即按照先进行左侧板或右侧板的定位，然后组装内部加强板，最后组装底板的顺序进行；

直线型构件的组合焊缝可采用自动埋弧焊或半自动埋弧焊进行焊接；

弯曲型构件可采用半自动埋弧焊配合弧型导轨或CO₂气体保护焊进行焊接；