一種支撐角鋼及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于角鋼技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種支撐角鋼，制造支撐所用的角鋼均為等邊角 鋼，采用Q345鋼或Q235鋼制成，厚度通常為4mm-6mm，本發(fā)明對(duì)支撐角鋼各部分寬度的界 定均按照如下規(guī)定：圖1反映的是一種支撐角鋼彎折后的結(jié)構(gòu)示意圖，AB之間代表支撐面、 BC之間代表第一彎折段、DE之間代表第二彎折段，支撐面的寬度指支撐面的起始點(diǎn)A至支 撐面沿支撐面方向延伸所能達(dá)到的離A最遠(yuǎn)距離的位置，也即B點(diǎn)，AB之間的距離就是支 撐面的寬度，其他部分支撐角鋼結(jié)構(gòu)的寬度依此類(lèi)推。
【背景技術(shù)】
[0002] 承重能力是反映承重結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)，提高承重能力通常可以采用兩方面的技術(shù) 手段：一方面，技術(shù)人員可以對(duì)構(gòu)成承重結(jié)構(gòu)的承重基本單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使得承重基 本單元的承重能力提高；另一方面，技術(shù)人員也可以對(duì)承重結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布局做出新的調(diào)整， 包括各承重基本單元的連接方式、位置等，這方面的調(diào)整往往可以大幅度的提升承重結(jié)構(gòu) 的承重能力。
[0003] 目前來(lái)看，對(duì)承重基本單元的結(jié)構(gòu)改進(jìn)涉及并不多，一種常見(jiàn)的承重基本單元就 是扁鋼，扁鋼在受力時(shí)會(huì)發(fā)生較大彎曲，而不會(huì)產(chǎn)生斷裂，但承重能力較弱，相比之下，角鋼 是一種可選擇的扁鋼替代品，其雖然單位形變量的承重能力增量較大，但由于極限形變量 極小，一旦重物超過(guò)其極限承重力，將發(fā)生斷裂，根本不存在修復(fù)的可能，從而極大的削弱 了角鋼的承重能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于現(xiàn)有承重基本單元，例如【背景技術(shù)】所述扁鋼及角 鋼，無(wú)法在提高承重能力的前提下，保持良好的可形變量。為此，本發(fā)明考慮將角鋼進(jìn)行彎 折處理，從而得到這樣的一種支撐角鋼，所述支撐角鋼包括彎折面、構(gòu)成承重面的支撐面以 及連接彎折面和支撐面的角鋼棱，所述彎折面從角鋼棱一側(cè)至另一側(cè)依次為第一彎折段 至第n彎折段，所述n為2或3,相鄰兩個(gè)彎折段之間呈90°角，相鄰兩個(gè)彎折段的連接 處為彎折棱弧，所述彎折棱弧的厚度為支撐角鋼厚度的〇. 95-0. 98倍，彎折棱弧的弧長(zhǎng)為 3mm-5mm〇
[0005] 如果使本發(fā)明所述支撐角鋼受力，將會(huì)產(chǎn)生兩種形變，即支撐面的形變以及彎折 面的形變，而彎折面的形變至少包括第一彎折段的形變以及第二彎折段的形變，相比于扁 鋼在受力后發(fā)生的形變，支撐角鋼本體的形變不論在數(shù)量上還是在形變方式的多樣性上均 超過(guò)扁鋼。以n為2的情況為例，如果向支撐角鋼本體施加壓力，第一彎折段靠近角鋼棱的 部分以及第一彎折段靠近第二彎折段的部分將被不同比例的拉長(zhǎng)（即第一類(lèi)形變），而第 二彎折段將沿著靠近第一彎折段的部分發(fā)生整體等比例的拉長(zhǎng)（即第二類(lèi)形變），這就使 得所述支撐角鋼本體具有比扁鋼更大的承重能力。
[0006] 在可形變量方面，本發(fā)明同樣具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可以允許發(fā)生較大的形變而 基本不改變所述支撐角鋼的承重能力，而普通角鋼極限形變量是非常有限的（通常情況 下，二米長(zhǎng)角鋼，在受壓后不產(chǎn)生破壞性結(jié)構(gòu)變化的前提下，其兩端的最大水平傾斜角度a 普遍在3°以下，見(jiàn)圖2)，一旦角鋼所承受的重力超過(guò)角鋼的承受范圍，會(huì)產(chǎn)生裂痕乃至斷 裂現(xiàn)象等破壞性結(jié)構(gòu)變化，造成整個(gè)角鋼立即報(bào)廢。事實(shí)上，以n為2的情況為例，本發(fā)明 所述支撐角鋼在受力發(fā)生形變時(shí)，支撐面先發(fā)生形變，而后通過(guò)角鋼棱帶動(dòng)第一彎折段發(fā) 生形變，由第一彎折段的形變?cè)偻ㄟ^(guò)連接第一彎折段及第二彎折段的彎折棱弧帶動(dòng)第二彎 折段發(fā)生形變，本發(fā)明建議將彎折棱弧的厚度設(shè)定在支撐角鋼厚度的〇. 95-0. 98倍，并且 將彎折棱弧的弧長(zhǎng)設(shè)置在3mm-5mm。這樣的設(shè)置可以確保彎折棱弧能夠抵抗較大的形變， 例如將支撐角鋼沿著彎折棱弧進(jìn)行切割以便單獨(dú)的得到彎折棱弧，并對(duì)二米長(zhǎng)的彎折棱弧 進(jìn)行彎折，在彎折不產(chǎn)生破壞性結(jié)構(gòu)變化的前提下，其兩端的水平傾斜角度a在3. 2°~ 6. 1°之間，從而可以極大的提高支撐角鋼可形變量的潛力，間接增加了支撐角鋼承重能力 的提升空間。
[0007] 作為一種優(yōu)選，所述彎折棱弧的厚度為支撐角鋼厚度的0. 98倍，彎折棱弧的弧長(zhǎng) 為3mm。此時(shí)，彎折棱弧兩端的水平傾斜角度a在5. 2°~6.1°之間。
[0008] 技術(shù)人員可以通過(guò)一些常見(jiàn)的制彎方法對(duì)彎折面進(jìn)行制彎（例如對(duì)彎折面進(jìn)行 沖壓，通過(guò)配備合理的沖壓模具，確保得到本發(fā)明所要求的彎折棱弧，然而，由于沖壓瞬間 完成，彎折棱弧處的鋼鐵內(nèi)部結(jié)構(gòu)不可避免的遭到了一定程度的破壞，另外，沖壓無(wú)法保證 彎折棱弧的厚度均勻性，這兩點(diǎn)均在很大程度上影響彎折棱弧的強(qiáng)度及可形變量，為此，本 發(fā)明還提供了一種支撐角鋼的制造方法，包括：
[0009] 相鄰兩個(gè)彎折段之間彎折棱的標(biāo)記步驟；
[0010] 制彎步驟；
[0011] 所述制彎步驟包括對(duì)標(biāo)記彎折棱進(jìn)行加熱的加熱步驟、沿著標(biāo)記彎折棱進(jìn)行階段 性制彎以形成彎折棱弧的步驟以及彎折棱弧的自然冷卻步驟；所述加熱步驟包括對(duì)彎折棱 加熱，使彎折棱的溫度至少為850°c，所述階段性的制彎以形成彎折棱弧的步驟包括：
[0012] 第一制彎階段：控制制彎速度在10° /min-15°/min;
[0013] 第二制彎階段：控制制彎速度在30° /min-35° /min;
[0014] 第三制彎階段：控制制彎速度在35° /min-40° /min;
[0015] 所述第一制彎階段、第二制彎階段及第三制彎階段的制彎角度之比為 I : I. 8-2. I : 1. 8-2. 1〇
[0016] 本發(fā)明所述支撐角鋼的制造方法，可以進(jìn)一步的縮小彎折棱弧的弧長(zhǎng)，一般可以 控制在3.Omm-3. 3mm之內(nèi)，并且彎折棱弧的厚度可達(dá)到支撐角鋼厚度的0. 96-0. 98倍，從而 彎折棱弧的形變量可以進(jìn)一步的提升，例如將支撐角鋼沿著彎折棱弧進(jìn)行切割以便單獨(dú)的 得到彎折棱弧，并對(duì)二米長(zhǎng)的彎折棱弧進(jìn)行彎折，在彎折不產(chǎn)生破壞性結(jié)構(gòu)變化的前提下， 其兩端的水平傾斜角度a在5. 6°~7. 3°之間。
[0017] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述階段性的制彎以形成彎折棱弧的步驟包括：
[0018] 第一制彎階段：控制制彎速度在11° /min-13° /min;
[0019] 第二制彎階段：控制制彎速度在32° /min-33° /min;
[0020] 第三制彎階段：控制制彎速度在37° /min-39° /min;
[0021] 所述第一制彎階段、第二制彎階段及第三制彎階段的制彎角度之比為1 : 2 : 2。
[0022] 得到的彎折棱弧，其弧長(zhǎng)在3.Omm-3. 2mm，并且彎折棱弧的厚度可達(dá)到支撐角鋼厚 度的0. 97-0. 98倍，如果將支撐角鋼沿著彎折棱弧進(jìn)行切割以便單獨(dú)的得到彎折棱弧，并 對(duì)二米長(zhǎng)的彎折棱弧進(jìn)行彎折，在彎折不產(chǎn)生破壞性結(jié)構(gòu)變化的前提下，其兩端的水平傾 斜角度a在6. 3°~7. 3°之間。
[0023] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述加熱步驟中彎折棱的溫度為950°C_970°C。得 到的彎折棱弧，其弧長(zhǎng)在3.Omm-3. 8mm之內(nèi)，并且彎折棱弧的厚度可達(dá)到支撐角鋼厚度的 0. 97-0. 98倍，如果將支撐角鋼沿著彎折棱弧進(jìn)行切割以便單獨(dú)的得到彎折棱弧，并對(duì)二米 長(zhǎng)的彎折棱弧進(jìn)行彎折，在彎折不產(chǎn)生破壞性結(jié)構(gòu)變化前提下，其兩端的水平傾斜角度a 在6. 1°~7. 3°之間。
[0024] 本發(fā)明還希望提高支撐角鋼的承重能力。在本發(fā)明之前，適度的增加材料（例如 適度的提高承重結(jié)構(gòu)單元的厚度）可以提高承重結(jié)構(gòu)單元的承重能力，然而這需要增加承 重結(jié)構(gòu)單元的制作成本。對(duì)于本發(fā)明所述支撐角鋼而言，相比于角鋼，所述支撐角鋼的可形 變量獲得了大幅的提升，盡管支撐角鋼在單位形變量的承重能力增量方面遜于角鋼，但由 于具有較大的可形變量，其承重能力均超過(guò)同型號(hào)（支撐角鋼在未彎折前的角鋼）的角鋼， 單位長(zhǎng)度所能承受的重力通常至少為同型號(hào)角鋼的1.3倍。從這一