[发明专利]多杆汇交瓣式空间网壳节点的制作方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种焊接网壳节点的制作方法。属钢结构建筑结构构件技 术领域。

(二)背景技术

由于钢结构建筑造型新颖美观、重量轻、跨度大、抗震性能好、尺寸 精度高、建设周期短，已被广泛地应用于各种大型场馆、基础设施、高塔 等领域，如：体育场馆、会展中心、广播电视塔等标志性建筑。节点是钢 架结构中的重要结构构件，它起着连接中间杆件、传递杆件内力的作用， 因此节点的制造质量会影响到整体网架的受力、安全性的高低。同时，制 作工艺的水平也会影响到节点的美观性，工程的进度和造价等。目前，社 会已进入个性化需求时代，相应的，造型个性化的建筑越来越受到社会的 欢迎，而这些建筑又通常由钢结构来实现。异形化建筑的流行，催生了新 的钢结构节点形态-多杆汇交瓣式空间网壳节点的社会需求。为适应整个建 筑造型和力学要求，这种多杆汇交瓣式空间网壳节点具有不同以往的钢结 构节点的特点，这类节点从外形上看，通常由好几瓣组成，而且瓣与瓣之 间的夹角，每个瓣的长度，厚度，仰角和扭角(见补充说明)也不尽相同， 因此在一个大型建筑中，所有的节点都会不同，采用传统的钢板或者钢管 组焊制作工艺制作这类钢结构节点已经变的不再适合；采用铸造工艺制作 此类节点，其刚度和耐拉耐压性都比较高，但其制作工艺繁琐，制作成本 较高，外观质量不高，而且由于重量过大，也不会适合建筑的每个部位。 目前最先进的制作工艺是先将节点分解为翼板，腹板(见附图1)，及中间 棱柱，然后分别直接以翼板，腹板，和中间棱柱为加工单元精加工，最后 再将加工好的翼板，腹板和中间带加工槽的棱柱组合拼接、焊接成形。这 种工艺的特点为：加工的精度要求非常的高；加工的量非常的大；节点拼 装的工作量非常的大也非常的难，不利于批量化生产作业，制作成本也非 常的高。

(三)发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，并针对多杆汇交空间瓣式网壳节点 的多样性，提出一种简化工艺过程、降低加工难度、减少加工量和提高节 点的外观质量并降低制作成本的多杆汇交瓣式空间网壳节点的制作方法。

本发明的目的是这样实现的：一种多杆汇交瓣式空间网壳焊接节点的 制作方法，主要包括如下工艺过程：

(1)分解节点：将每个汇交瓣式空间网壳节点分解为几个独立的构造 单元，该构造单元包括若干个节点瓣和一个中心圆柱，分别进行编号并采 集其几何数据信息。

(2)构造单元坯件制作：根据构造单元的几何数据，制作构造单元的 钢结构坯件，以便加工设备进行加工和大批量生产。

(3)构造单元坯件加工：根据各构造单元的几何相贯信息，利用具有

相贯线运作能力的加工设备对节点瓣坯件进行加工，一次成型，形成 带焊接坡口的节点瓣模块，对中心圆柱加工出基准孔和基准面，形成中心 圆柱模块，所述节点瓣模块和中心圆柱模块一起构成构造单元模块。

(4)节点拼装：将同为一组的成型的构造单元模块，按照编号顺序和 几何数据信息，在工装台上定位、拼装，然后依次将相邻的节点瓣与节点 瓣以及节点瓣模块与中心圆柱模块点焊，形成节点。

(5)节点焊接：对成型的节点进行全面焊接。

(6)节点热处理：对焊接完成的节点进行回火处理，以消除焊接应力， 回火后对其进行无损检测。

(7)节点加工：把热处理完成、无损检测合格的节点固定，对节点的 各构造单元模块端面进行铣削加工，加工完成后对节点进行数据检测。

(8)表面处理：对检测合格的节点依次进行表面除油，打磨，喷砂除 锈，涂装处理。

本发明多杆汇交瓣式空间网壳焊接节点的制作方法，所述的分解节点 步骤中，先构造各节点瓣之间的等切面，利用等切面均匀将节点分解成数 目与节点的瓣数相同的节点瓣和一个中心圆柱，并按顺时针或逆时针对节 点瓣编号，然后采集各构造单元的几何数据，生成格式化的含有节点几何 信息的数据文件；

所述的构造单元的坯件制作步骤中：

1)所述节点瓣坯件的制作方法如下：首先根据节点瓣的腹板和翼板的 尺寸，将钢板切割成条形，然后组焊成规则的方形钢管作为节点瓣坯件的 母件，用超声波仪器对节点瓣的标准母件进行无损探测，并进行尺寸检验， 将检验合格的节点瓣的母件按照构造单元的最大尺寸切割成节点瓣坯件；

2)所述中心圆柱的制作方法如下：选择圆钢棒，根据步骤(1)生成 的中心圆柱尺寸把它切割，形成中心圆柱零件；