[實用新型]特種抗屈曲腹板H型鋼

無效

• 申請號: 200720070064.4
• 申請日: 2007-05-22
• 公開（公告）號: CN201040897Y
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 李國強;孫飛飛;張哲;李興文
• 申請（專利權）人: 同濟大學唐山雄業型鋼結構有限公司
• 主分類號: E04C5/01
• 分類號: E04C5/01
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 張磊

技術領域

本實用新型屬于建筑型材技術領域，具體涉及一種特種抗屈曲腹板H型鋼。

背景技術

目前在同類領域普遍采用的是熱軋工字鋼、熱軋H型鋼和焊接H型鋼。工字鋼和H型鋼在工廠內通過熱軋而成，受加工工藝的限制，其腹板必須是直線板。而焊接H型鋼則是將兩翼板和平面腹板焊接在一起成H型截面，適用于型鋼規格無法滿足要求時，但焊接H型鋼多采用兩面角焊縫，焊接工作量較大。

傳統的工字鋼和H型鋼用鋼量大，主要原因在于腹板抗屈曲能力較低，所以需要提高腹板厚度。而焊接H型鋼由于腹板的高厚比受到限制，其腹板厚度一般也較厚，造成用鋼量過大。此外，焊接H型鋼在使用時，還要需要采取特殊的技術措施，比如加勁肋或者是利用腹板屈曲后強度等，設計和施工都較為復雜。

傳統的熱軋工字鋼和H型鋼由于受加工工藝和加工設備的限制，較難實現產品的大型化，當所要求的承載能力和剛度較大時，傳統產品很難滿足要求。若通過設計、加工焊接H型鋼來完成，則較為費工費時，提高造價，并影響建設速度。

若采用已有專利技術(ZL?200310106253.9)，依據我國國情和目前的加工能力，若要生產大型構件，需要大型設備，設備制造和產品加工都成本較高，且目前實現起來具有一定的難度。

此外，已有專利中所要求的純梯形腹板，在加工過程中必然造成鋼板的局部不均勻拉伸，產生殘余應變和材料的硬化，影響產品受力性能。同時，由于腹板拐角處過渡不平緩，必然影響焊接速度和質量，容易在局部出現焊接缺陷和應力集中，同樣會影響產品受力性能。

綜上所述，研究一種成本低廉、性能優越、使用壽命長的特種抗屈曲腹板H型鋼是本領域技術人員的研究目標。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種成本低廉、性能優越、使用壽命長的特種抗屈曲腹板H型鋼。

本實用新型提出的特種抗屈曲腹板H型鋼，其斷面口型由中部腹板2和上、下翼緣連體構成，其結構如圖1所示。其中，上翼緣1與下翼緣3平行，腹板2垂直位于上翼緣1與下翼緣3之間，腹板2為一次成形的長度方向呈均勻或不均勻周期性重復的波形腹板，該波紋斷面為圓弧角梯形。

本實用新型中，所述梯形波紋斷面為圓弧過度。

本實用新型中，所述腹板2和上翼緣1、下翼緣3之間分別為單面角焊縫。

本實用新型中，圓弧角梯形采用數控折彎技術制成。

本實用新型中，腹板2波紋密度和高度可根據要求改變，如圖3和圖4所示。

本實用新型中，所述波紋斷面為圓弧角過渡梯形。圓弧過度使腹板2在此處應力流傳遞流暢，避免了腹板2的復雜應力狀態。且腹板2波紋轉角處為圓弧過渡，使腹板與翼緣鋼板焊接時焊槍行走平滑，易于保證焊接質量，避免焊縫應力集中。

本實用新型通過改變熱軋H型鋼和焊接H型鋼腹板形狀，優化了H型鋼和焊接H型鋼的斷面力學性能，通過腹板成形、全自動焊接、防腐、抗火處理等工藝生產本實用新型產品。

本實用新型的制備工藝如下：將帶鋼沿長度方向折成波紋均勻或不均勻重復的圓弧角的梯形腹板，并與兩翼板采用單面角焊縫焊接成H型截面。這種新型的斷面組合最大特點是更大程度上優化了斷面力學性能與產品用鋼量之間的關系，使之更趨于合理化、科學化。因此，本裝置具有高承載能力、高剛度、優良的受力性能、優良的抗疲勞性能和自重輕相結合的特點，是十分理想的結構用型鋼材料。同時本發明采用全自動焊接技術和專業定位工裝夾具，能確保腹板和兩翼板之間定位準確，焊縫軌跡一致，容易實現標準化。焊縫美觀無飛濺，焊接完產品勿需整形。本實用新型采用數控折彎技術加工腹板，可以實現產品大型化。同時折彎生產效率與工業生產焊接效率相匹配，可以實現規模化工業生產。

本實用新型與熱軋工字鋼和H型鋼相比，在剛度和承載力相等的情況下，用鋼量節省40％～60％左右，比焊接H型鋼節省30％左右。