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超高层建筑的发展体现了一个 的建筑科技水平和建筑材料工业水平 , 也是衡量一个 建筑科学技术综合水平的重要标志。同时随着科技的发展 , 现代超高层建筑体系中大都采用钢结构体系 , 占 70 % ? 80 % , 并采用带巨型斜撑、巨型柱、巨型框架钢结构。巨型柱钢结构大量采用规格为 1 ) 800 x30 以上的大直径厚壁钢管结构。如广州新电视塔 , 建筑高度 610 , 1 、,立柱钢管为 DZ 000 X 50 ( l0 ) ;广州珠江西塔 , 建筑高度 132 川 , 立柱钢管为 1 ) 1 800 x 55 ( 50 ) ; 台商大厦建筑高度 289 , 11 ,立柱钢管 D ( 1100 一 1 000 ) X30 等。同时由于用在超高层建筑上,对构件加工精度要求非常高,如广州新电视塔对立柱类钢管柱的加工要求直径误差需在士‘ / 1 000 , 且不应大于 2 . 0 rll , 11 :椭圆度误差.厂镇‘ 1 / 500 , 且不应大于 3 . 0 , ,、 11 、。此类钢管世界上只有极少数厂家能生产 , 如德国曼勒斯曼公司,其初步报价为 2200 ? 2 500 欧元八( 2006 年报价)。因此 , 随着国内超高层建筑越来越多,对大直径厚壁钢管的需求也越来越大.
l 大直径厚壁钢管成型工艺
1 . 1 大直径钢管常规成型工艺
根据现阶段国内钢管生产厂家的成型加工工艺,大直径厚壁钢管加工方法主要可分为以下两类: l )热扩无缝管加工工艺一此类加工工艺主要采用热加工成型, 规格只能加工 D720,且加工中需要进行升温加热,会大大降低材料的力学性能,加工过程中存留大量的残余应力,成品加工精度低,无法满足超高层建筑要求 2 )冷压成型管加工工艺 ― 主要采用预弯机、折弯成型机、在制管专用圆弧上模及可调式下模上折弯压制,通过对钢板进行逐级折弯压制成型此加工工艺对圆管的管径、椭圆度等指标控制精度不高,而且管径也受到限制,规格主要为 Dl 000 以下的主要用于桩基础、油气管线等,对于超高层建筑的技术要求较难达到一般建筑设计采用较少
1 . 2 大直径厚壁钢管卷制成型工艺
壁厚和张力系数对钢骨内多边形程度的影响规律
影响成品例管在张力减径过程中产生的内多边形程度的因素较多.们 · 般认为荒管壁厚和张力系数起主要作用。在其他囚水不变的情况下,钢管的变形会随着 It 壁厚的增加逐渐举现不均匀现象.钢管产生内多边形的现象趋十严或;而钢管变形不均匀的现象则会随着张力系效的增大而浮渐档千均匀。图 6 给出了不同壁厚的荒管在张力减径条件下,产生的不同周向壁厚方筹的对比。可以着出.成品钢管的周向壁厚方差随着荒管的峨厚增大早连渐减小的趋势。当荒骨壁厚为 IS . sn . n .和 16mm 时.相应的.其周向壁厚方差分布达到 1 . 04 和: ( ) 5 ,钢竹的内多边形程度较高。
1 壁厚增加到 I6 . smm , Ismm 时.成品钢管的周向壁厚方差比壁厚为 l3 . 5llII : ,和 I6mm 时减小 r 113 ;当荒管壁厚进一步增加到 22 川“.和 24mm 时,其周向璧厚方差在 0 . 14 附近,说明此时钢管壁厚分布 。经本文作者进一步研究发现.当荒管壁厚继续姗加时,成品钢管的壁厚并不继续减小.因此采用张力减径工艺生产该种战号的成品钢管时.荒竹的壁厚控制在 Zomm 心 4n , n ,之间为宜_ 3 结论 《 l )通过对厚壁钢管张力减径过程的效伯分知.分析获得 J -轧棍形状、轧棍不同截而的线速度以及炯管的滋度场是影响钢管壁厚不均的主要因素。 《 2 万皿过对不 l 司璧厚钢锌张力减径过程的有限元模拟,分析获得了荒管壁厚和张力系数时成形后钢管壁厚分布不均的影响规律。结果表明,当荒管壁厚为 22mm 和 24mm 时,成形成品钢竹的周向壁厚方效在 n . 14 左右.说明此时钢管壁厚分布 .成品竹内表面较圆-
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钢管在轧制或热处理后,因受到外力、热应力或中未给出针对变形较为复杂的厚壁钢管的模型。针组织应力的影响,从而产生弯曲变形。对于钢管端对目前计算压力矫直厚壁钢管行程精度低,通常需部和大直径钢管的弯曲变形,常用压力矫直。
计要重复矫直,效率低下等问题,笔者依据弹塑性理算钢管矫直行程是钢管自动矫直机的关键技术。基论,建立了能用于压力矫直厚壁钢管过程中的载荷于矫直曲率方程2的矫直模型计算必须依据零件挠度模型,反映了压力矫直厚壁钢管的变形机理,此轴线拟合出曲线方程,该曲线方程存在多点测量误模型考虑了截面塑性压扁。
差和人为拟合误差,计算精度受到影响,应用也不方便。文献「1,]使用有限元的方法对计算钢管矫直1弹性阶段的載荷挠度模型
行程进行了研究,所需的时间较长,且没有很好地反映钢管压力矫直过程的变形机理。文献[4]的理论研究中将弹区比假设为定值,且没有考虑截面的塑设压力矫直厚壁钢管的压下力为F,压点与支性压扁,因而产生较大误差。
文献[5]提出了载荷
座的距离为l,钢管内径为r,外径为R,中间截面弹
挠度模型,且证明了该模型具有较高精度,但是该文性极限层距中性层高度为R,R/R=1,n/R=a,钢
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