[發明專利]新斷面型鋼的制造方法及用途

有效

• 申請號: 200810083518.0
• 申請日: 2008-03-03
• 公開（公告）號: CN101270604A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 張海堂
• 申請（專利權）人: 張海堂
• 主分類號: E04C3/04
• 分類號: E04C3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種經濟斷面型鋼。

技術背景

現有的H型鋼作為柱(樁)構件，雖在建筑領域發揮了重要作用，但它存在不能節省鋼材，提高承重能力的不足。

發明內容

新斷面型鋼是H型鋼的改進型。它是在H型鋼兩條腿的兩端分別焊上合適厚度和寬度的副腿，成為新斷面型鋼。新斷面型鋼各種規格的尺寸確定后，用戶按照尺寸焊接副腿即可。而新斷面型鋼一個規格各部尺寸的形成，卻較費周折。下面就較小型新斷面型鋼說明一個規格各部尺寸的由來：第一步，制訂表1即H型鋼Y向與X向抗彎能力倍數表(簡稱《倍數表》)。H型鋼型號、規格較多，各規格Y向與X向抗彎能力不相同，尤其是2∶1和3∶1型，其Y向與X向抗彎能力相差更大。新斷面型鋼力求其Y向和X向的抗彎能力的一致或基本一致，才能取得承重能力的最佳值。H型鋼豎向承重能力與水平向抗彎能力成正比，即水平向何方抗彎能力大，豎向承重能力也大；反之越小。如同木桶容積取決于短板而不是長板一樣，新斷面型鋼承重能力取決于弱向而不是強向。由于各型號的規格較多，表1僅列舉了試驗用較小的幾個規格。第二步，制訂表2即H型鋼副腿焊上后Y向與X向升力倍數的對應表(簡稱《對應表》)。此表決定各種規格的新斷面型鋼副腿的寬度和厚度。新斷面型鋼的基體即H型鋼可軋制可焊接，而新斷面型鋼的副腿因其軋制難度太大而只能焊接。不論機械自動焊還是手工焊副腿，均需一定視線，故副腿寬度有一定限制。本發明選擇3∶1型新斷面型鋼副腿寬為腿寬的50％，2∶1型為37.5％，1∶1型為25％(見表2)。當副腿寬度為腿寬的一定比例時，逐步增加副腿厚度，新斷面型鋼Y向和X向均出現一定升力(升力指抗彎能力上升)。設計各種規格時，須查找《倍數表》和《對應表》，并運用本發明給出的新斷面型鋼計算公式a?×b≈c，式中a為《倍數表》中某規格的倍數，b為《對應表》中某欄Y向升力倍數，c為《對應表》中上述欄中X向升力倍數。國內外H型鋼標準中大多是腿比腰厚，這是試驗的結果。新斷面型鋼基體腿腰厚比經對比性試驗，根據“單重相同，承重能力大為優”的原則，確定1∶1型新斷面型鋼腿腰同厚為優，2∶1和3∶1型新斷面型鋼腿比腰厚2mm為優。

新斷面型鋼作為柱(樁)型構件，與H型鋼相比，1∶1型：單重相同，承重能力提高9倍；單重減50％，承重能力仍提高4.5倍。2∶1型：單重相同，承重能力提高18倍；單重減50％，承重能力仍提高9倍。3∶1型：單重相同，承重能力提高17倍；單重減50％，承重能力仍提高8.5倍。中國《湖北日報》(2007.9.14)載：世界最高鋼結構建筑(高492米)中國上海環球金融中心投資70億。其鋼柱不論用鋼多少噸，如采用新斷面型鋼柱，節省鋼板至少50％。鋼結構工業廠房和居民住宅樓鋼柱，如采用新斷面型鋼柱，亦可節省鋼材至少50％。

新斷面型鋼不僅可作建筑物柱(樁)型構件，也可作構筑物桿型構件，如高壓電網鐵塔、電桿、風力發電機立桿等。作電網鐵塔，既節省鋼材，少占耕地，又提高承重能力和抗扭能力。桿型構件以錐形(上小下大)為佳。新斷面結構還可用于其它金屬類如鋁合金、鈦合金、不銹鋼等，非金屬類如玻璃鋼、工程塑料、碳纖維等。上述材料制成的新斷面型柱(樁)或桿，既節省材料，又提高承重能力和抗扭能力。

附圖說明

圖1是本發明新斷面型鋼左視圖，其中H為高度，B為腿寬，t₁為腰厚，t₂為腿厚，C為副腿寬，t₃為副腿厚。

圖2是本發明新斷面型鋼主視圖。

具體實施方式

實施例1：設計一副1∶1型較小的新斷面型鋼即30×30×2×2H型鋼成為新斷面型鋼。已知1；1型腿腰同厚為優。從《倍數表》得知其Y向比X向抗彎能力大3.8倍；再查《對應表》，先看“副腿比腿厚10mm”一欄，可知Y向升力為5倍，那就是說該H型鋼焊上12mm厚，寬＝30×25％＝7.5mm副腿后，Y向抗彎力比X向大19(3.8×5)倍，此欄X向升力20.5倍，根據公式，略大，可。此H型鋼成為新斷面型鋼后，承重能力提高19倍，而單重僅增加2倍。