專利名稱：設(shè)置連桿的開(kāi)口薄壁型鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種建筑、橋梁、各種設(shè)備支架中常用的鋼構(gòu)件，具體涉及一種冷彎開(kāi)口薄壁型鋼。
背景技術(shù)：
我國(guó)鋼產(chǎn)量已超過(guò)美日之和，連續(xù)9年居世界第一，鋼材在我國(guó)的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，數(shù)量與日俱增?？紤]提高材料的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，是當(dāng)今市場(chǎng)日益發(fā)展、競(jìng)爭(zhēng)更趨激烈的必然需要。因此，冷彎薄壁型鋼在建筑、橋梁、各種設(shè)備支架中的應(yīng)用日益廣泛，這樣一可節(jié)省用材，二可減輕自重、便于運(yùn)輸和安裝，從而降低綜合造價(jià)。冷彎開(kāi)口薄壁型鋼中，冷彎薄壁卷邊槽鋼在實(shí)際工程中的應(yīng)用最為廣泛。
但由理論分析和試驗(yàn)研究可知，冷彎薄壁卷邊槽鋼的壁厚薄到一定程度后，在壓力、彎矩或兩者共同作用下，將會(huì)出現(xiàn)局部屈曲或畸變屈曲，其屈曲的臨界荷載可能遠(yuǎn)小于整體構(gòu)件的臨界荷載，使材料的性能不能被充分利用。工程設(shè)計(jì)中，常常通過(guò)限制開(kāi)口薄壁型鋼構(gòu)件的壁厚來(lái)避免局部屈曲和畸變屈曲的發(fā)生，使不能進(jìn)一步節(jié)省鋼材。
實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中，冷彎薄壁卷邊槽鋼出現(xiàn)畸變屈曲，其屈曲的臨界荷載可能遠(yuǎn)小于整體構(gòu)件的臨界荷載，使材料的性能不能被充分利用存在的問(wèn)題本實(shí)用新型提供一種經(jīng)過(guò)構(gòu)造處理的設(shè)置連桿的開(kāi)口薄壁型鋼一冷彎薄壁卷邊槽鋼，使其比同型號(hào)的原始型鋼具有更大的畸變屈曲臨界荷載，從而提高該型鋼的承載能力，使材料的性能被充分利用以達(dá)到更經(jīng)濟(jì)、適用的目的。
本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是設(shè)置連桿的開(kāi)口薄壁型鋼，包括腹板、翼緣、卷邊，在開(kāi)口之間設(shè)置連桿，連桿兩端分別與上下卷邊或上下翼緣相連接。
連桿之間的最大間距不超過(guò)開(kāi)口薄壁型鋼的畸變屈曲半波長(zhǎng)的一半(可以等于半波長(zhǎng)的一半)。
開(kāi)口薄壁型鋼的畸變屈曲半波長(zhǎng)ld應(yīng)按畸變屈曲理論計(jì)算求得，對(duì)卷邊槽鋼也可按下列公式計(jì)算ld=3.2t(bt)0.82(dt)0.7[1+18(hb-1)]]]>式中，t為型鋼的壁厚，b為翼緣的寬度，d為卷邊的高度，h為腹板的高度。
連桿可以采用金屬或非金屬材料制成，其尺寸按受壓支撐的容許長(zhǎng)細(xì)比([λ]＝200])確定。
連桿與上、下翼緣的連接方式可采用包括焊接、錨接、卡接、粘結(jié)或其他簡(jiǎn)單可靠的連接方法。
連桿的間距可以均布，或根據(jù)具體情況布置。
數(shù)值計(jì)算分析表明，采用了上述技術(shù)方案后，相同型號(hào)開(kāi)口薄壁型鋼的壓彎畸變屈曲荷載一般可提高20～30％或以上；提高了型鋼的承載能力，使材料的性能被充分利用。


圖1設(shè)置連桿的卷邊槽鋼示意圖圖2A-A剖面圖附圖標(biāo)記腹板1、翼緣2、卷邊3、連桿4、錨釘5。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型。
如圖1所示，一種設(shè)置連桿的開(kāi)口薄壁型鋼，包括腹板1、上下翼緣2、和卷邊3，在開(kāi)口處上下卷邊之間設(shè)置連桿4，連桿4兩端分別用錨釘5與上下卷邊相連接。
連桿之間的最大間距不超過(guò)開(kāi)口薄壁型鋼的畸變屈曲半波長(zhǎng)的一半(可以等于半波長(zhǎng)的一半)；開(kāi)口薄壁卷邊槽鋼的畸變屈曲半波長(zhǎng)ld可按下列公式計(jì)算ld=3.2t(bt)0.82(dt)0.7[1+18(hb-1)]---(1)]]>式中，t為槽鋼的壁厚，b為翼緣2的寬度，d為卷邊3的高度，h為腹板1的高度。
連桿4可以采用金屬或非金屬材料制成，其尺寸按受壓支撐的容許長(zhǎng)細(xì)比([λ]＝200])確定。
連桿與上下卷邊或上下翼緣的連接方式可采用包括焊接、錨接、卡接、粘結(jié)或其他簡(jiǎn)單可靠的連接方法。
如圖2所示，一種開(kāi)口薄壁型鋼一卷邊槽鋼，取腹板1高度h＝120mm、翼緣2寬度b＝90mm、卷邊3高度d＝15mm和壁厚t＝1.5mm。
按公式(1)計(jì)算得該型鋼發(fā)生畸變屈曲的半波長(zhǎng)ld＝720mm。連桿采用鋼板條，長(zhǎng)80mm，按受壓支撐的容許長(zhǎng)細(xì)比要求，即λ≤200，計(jì)算得需要板條厚1.39mm，取1.4mm，板條寬度采用2mm。
分別取連桿4的間距為S＝720mm、360mm(＝ld/2)、180mm和72mm。有限元分析結(jié)果表明，該卷邊槽鋼設(shè)置上述連桿后，除S＝ld＝720mm外，承載能力提高了30～52％，見(jiàn)下表。
表1加連桿前、后卷邊槽鋼在偏心壓力作用下的承載能力比較*

*承載能力單位為kN或kN·m。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。顯然，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形，如連桿4還可以與上下翼緣相連接，連桿間最大間距的計(jì)算方式與上述實(shí)施例相同。
本實(shí)用新型可用其他的不違背本實(shí)用新型的精神和主要特征的具體形式來(lái)概述。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，本實(shí)用新型的上述實(shí)施方案都只能認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的說(shuō)明而不能限制本實(shí)用新型，權(quán)利要求書(shū)指出了本實(shí)用新型的范圍，而上述的說(shuō)明并未指出本實(shí)用新型的范圍，因此，在與本實(shí)用新型的權(quán)利要求書(shū)相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變，都應(yīng)認(rèn)為是包括在權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種設(shè)置連桿的開(kāi)口薄壁型鋼，包括腹板(1)、翼緣(2)、卷邊(3)，其特征在于，在開(kāi)口之間設(shè)置連桿(4)，連桿(4)兩端分別與上下卷邊或上下翼緣相連接。
2.如權(quán)利要求1所述一種設(shè)置連桿的開(kāi)口薄壁型鋼，其特征在于，連桿之間的最大間距不超過(guò)開(kāi)口薄壁型鋼的畸變屈曲半波長(zhǎng)的一半；開(kāi)口薄壁卷邊槽鋼的畸變屈曲半波長(zhǎng)ld可按下列公式計(jì)算ld=3.2t(bt)0.82(dt)0.7[1+18(hb-1)]]]>其中，t為型鋼的壁厚，b為翼緣(2)的寬度，d為卷邊(3)的高度，h為腹板(1)的高度。
3.如權(quán)利要求1或2所述一種設(shè)置連桿的開(kāi)口薄壁型鋼，其特征在于，連桿(4)可以采用金屬或非金屬材料制成，其尺寸按受壓支撐的容許長(zhǎng)細(xì)比([λ]＝200])確定。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種設(shè)置連桿的開(kāi)口薄壁型鋼，其特征在于，連桿(4)與上下卷邊或上下翼緣的連接方式包括焊接、錨接、卡接、粘結(jié)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種經(jīng)過(guò)構(gòu)造處理的設(shè)置連桿的開(kāi)口薄壁型鋼—冷彎薄壁卷邊槽鋼，使其比同型號(hào)的原始型鋼具有更大的畸變屈曲臨界荷載，從而提高該型鋼的承載能力，使材料的性能被充分利用以達(dá)到更經(jīng)濟(jì)、適用的目的。本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是設(shè)置連桿的開(kāi)口薄壁型鋼，包括腹板、翼緣、卷邊，在開(kāi)口之間設(shè)置連桿，連桿兩端分別與上下卷邊或上下翼緣相連接。連桿之間的最大間距不超過(guò)開(kāi)口薄壁型鋼的畸變屈曲半波長(zhǎng)的一半。數(shù)值計(jì)算分析表明，采用了上述技術(shù)方案后，提高了型鋼的承載能力，使材料的性能被充分利用。
文檔編號(hào)E04B1/38GK2800042SQ20052010179
公開(kāi)日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2005年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月22日
發(fā)明者姚諫, 錢國(guó)楨, 顧建飛 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)