專利名稱：空腹型鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空腹型鋼，屬于承重的長條形焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可用作工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
現(xiàn)有技術(shù)中常用的工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件為工字形斷面型鋼。用熱軋方法生產(chǎn)的工字形斷面型鋼，即工字鋼或H型鋼其高度不能太大。工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的更高的工字型鋼結(jié)構(gòu)是用焊接方法生產(chǎn)的。因其高度較大，為提高構(gòu)件的穩(wěn)定性，則需加大腹板的厚度。
中國專利CN，87100148公開了一種結(jié)構(gòu)桿材，它由兩塊翼板和一塊在其間連接的腹板構(gòu)成。腹板為梯形波浪狀，有交替向該桿材兩縱向邊緣突伸的鼓突部分。與工字形斷面型鋼相比，這種型鋼由于腹板較薄，其重量相對減輕了。所存在的不足之處在于(1)在其主要實(shí)施方案中，腹板雖為波浪狀，但對每一個(gè)橫斷面實(shí)際上仍舊是工字形。這些工字形斷面只有少數(shù)是左右對稱的，而更多的斷面為左右非對稱。當(dāng)作用于該結(jié)構(gòu)桿材上的荷載位于翼板的左右對稱面內(nèi)時(shí)，對于更多的橫斷面，荷載不通過斷面的彎曲中心，從而使其產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，易于發(fā)生側(cè)扭屈曲或彎扭屈曲。(2)由于腹板是在縱向上彎折形成的梯形，其兩直線相接的轉(zhuǎn)角處，在冷彎成形和受力時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集中，使結(jié)構(gòu)桿材在其全部長度上，強(qiáng)度不一致。(3)該型材焊接主要為曲線焊縫，與直縫焊接相比操作難度大，不易保證質(zhì)量。
本發(fā)明的目的是提供一種抗失穩(wěn)能力強(qiáng)、在全部長主上承載一致、且易于加工的經(jīng)濟(jì)斷面空腹型鋼。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來實(shí)現(xiàn)。以腹殼取代工字形斷面型鋼的腹板。腹殼可以是至少一根橢圓形斷面型材構(gòu)成的、也可以是至少一根由兩個(gè)半橢圓在短軸處背接成的X形斷面型材構(gòu)成的，其橢圓、半橢圓的長軸垂直于且連接著兩翼板，腹殼與兩翼板通過焊接連接構(gòu)成在其橫斷面上左右對稱的型材。


圖1為本發(fā)明空腹型鋼一個(gè)實(shí)施例的橫斷面圖。
圖2為本發(fā)明空腹型鋼另一個(gè)實(shí)施例的橫斷面圖。
圖3至圖6為本發(fā)明空腹型鋼其它實(shí)施例的橫斷面圖。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖所示本發(fā)明空腹型鋼主要由兩條平行的上下翼板1和腹殼2構(gòu)成。腹殼2可以是至少一根橢圓形斷面型材3構(gòu)成的、也可以是至少一根由兩個(gè)半橢圓形斷面型材在短軸處背接成的X形斷面型材構(gòu)成的，其橢圓、半橢圓的長軸垂直于且連接著兩翼板1。腹殼2與兩翼板1通過焊接連接構(gòu)成在其橫斷面上左右對稱的型材。
在圖1所示的本發(fā)明空腹型鋼的實(shí)施例1中，兩個(gè)平行的上下翼板1之間的腹殼2是一根橢圓形斷面型材3，其橢圓的長軸垂直于兩翼板1，并在該型鋼橫斷面上與兩翼板1的垂直對稱軸相重合。腹殼2與兩翼板1通過四條直縫焊縫相連接。構(gòu)成腹殼2的橢圓形斷面型材3，一般由兩個(gè)具有完整的長軸的半橢圓形斷面型材，在合縫處焊接而成。對于高度較小的空腹型鋼，可將薄板直接冷彎成橢圓形斷面型材3，焊成橢圓管作為腹殼2。也可將焊接薄壁圓管，冷拔成橢圓管作為腹殼2。
圖2所示為本發(fā)明空腹型鋼的實(shí)施例2。兩個(gè)平行的上下翼板1之間的腹殼2是一根X形斷面型材4。X形斷面型材4由兩個(gè)具有完整的長軸的半橢圓形斷面型材在短軸處背接焊成。構(gòu)成腹殼2的X形斷面型材4，其兩個(gè)半橢圓的長軸垂直于兩翼板1，其垂直對稱軸在該型鋼橫斷面上與兩翼板1的垂直對稱軸相重合。腹殼2與兩翼板1通過四條直縫焊縫相連接。
對于高度較大的空腹型鋼可采用圖3、圖4所示兩個(gè)實(shí)施例的斷面形狀。在圖3中，腹殼2由兩根長軸垂直于兩翼板1、且并列設(shè)置的橢圓形斷面型材3在短軸相接觸處焊接構(gòu)成。腹殼2與兩翼板1構(gòu)成在其橫斷面上左右對稱的型材，通過四條直縫焊縫相連接。圖4中的腹殼2由兩個(gè)如實(shí)施例2所述的X形斷面型材4并例設(shè)置而成，其相臨的兩個(gè)半橢圓形斷面型材構(gòu)成一個(gè)完整的橢圓，在合縫處相焊接。腹殼2與兩翼板1構(gòu)成在其橫斷面上左右對稱的型材，通過直縫焊縫相連接。
圖5、圖6所示為本發(fā)明空腹型鋼的另外兩個(gè)實(shí)施例。它們是由實(shí)施例1、實(shí)施例2分別在其腹殼2的橢圓形斷面型材3的長軸處、X形斷面型材4的垂直對稱軸處加設(shè)連續(xù)的筋板5構(gòu)成的。這兩種空腹型鋼一般用于高度較大的情況。
本發(fā)明空腹型鋼根據(jù)使用要求，腹殼2還可以由3個(gè)、甚至3個(gè)以上橢圓形斷面形材3或X形斷面型材4構(gòu)成。
本發(fā)明空腹型鋼與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)是1、在其橫斷面上采用左右對稱的結(jié)構(gòu)，克服了易產(chǎn)生側(cè)扭屈曲和彎扭屈曲的缺點(diǎn)，抗失穩(wěn)能力強(qiáng)。2、構(gòu)成腹殼的橢圓、半橢圓具有較大的曲率半徑，減小了冷彎所造成的應(yīng)力集中，同時(shí)該型鋼具有不變的橫斷面，使該型鋼在全部長度上承載能力一致。3、焊接可全部采用連續(xù)的直縫焊縫，易于加工，從而使質(zhì)量得到保證。4、與工字型斷面型鋼相比可節(jié)約較多的材料，是一種經(jīng)濟(jì)斷面型鋼。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)還可以通過比較表1-3進(jìn)一步說明。
表1為現(xiàn)有技術(shù)中工字形斷面型鋼參數(shù)表。
表2為實(shí)施例1所示本發(fā)明空腹型鋼參數(shù)表。
權(quán)利要求
1.一種空腹型鋼，具有兩條平行的上下翼板，其特征在于以腹殼[2]取代工字形斷面型鋼的腹板，腹殼[2]可以是至少一根橢圓形斷面型材[3]構(gòu)成的、也可以是至少一根由兩個(gè)半橢圓在短軸處背接成的X形斷面型材[4]構(gòu)成的，其橢圓、半橢圓的長軸垂直于且連接著兩翼板[1]，腹殼[2]與兩翼板[1]通過焊接連接構(gòu)成在其橫斷面上左右對稱的型材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型鋼，其特征在于所述的腹殼[2]可以由一根橢圓形斷面型材[3]構(gòu)成、也可以由一根X型斷面型材[4]構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型鋼，其特征在于所述的腹殼[2]可以由兩根并列設(shè)置的橢圓形斷面型材[3]構(gòu)成、也可以由兩根并列設(shè)置的X形斷面型材[4]構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的型鋼，其特征在于所述的腹殼[2]在橢圓形斷面型材[3]的長軸、X形斷面型材[4]的垂直對稱軸處有連續(xù)的筋板[5]。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空腹型鋼，以腹殼(2)取代工字形斷面型鋼的腹板。腹殼(2)可以是至少一根橢圓形斷面型材(3)構(gòu)成的、也可以是至少一根由兩個(gè)半橢圓在短軸處背接成的X形斷面型材(4)構(gòu)成的，其橢圓、半橢圓的長軸垂直于且連接著兩平行的上下翼板(1)，腹殼(2)與兩翼板(1)通過焊接連接構(gòu)成在其橫斷面上左右對稱的型材。該型鋼抗失穩(wěn)能力強(qiáng)、在全部長度上承載能力一致、且易于加工，與工字形斷面型鋼相比可節(jié)約較多的材料，是一種經(jīng)濟(jì)斷面型鋼。
文檔編號(hào)B21H8/00GK1119134SQ9510496
公開日1996年3月27日 申請日期1995年5月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月16日
發(fā)明者喬端, 李志民 申請人:喬端, 李志民