[實(shí)用新型]波紋雙腹板梁

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920075109.6
• 申請(qǐng)日: 2009-07-23
• 公開（公告）號(hào): CN201436336U
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國強(qiáng);孫飛飛;張哲;陳明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué);上海歐本鋼結(jié)構(gòu)有限公司
• 主分類號(hào): E04C3/07
• 分類號(hào): E04C3/07
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于建筑型材技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種波紋雙腹板梁。

背景技術(shù)

目前在同類領(lǐng)域能夠采用的類似的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括熱軋工字鋼、熱軋H型鋼、熱軋方鋼管、焊接H型鋼、焊接箱形梁及波紋腹板H型鋼等。

其中熱軋工字鋼、熱軋H型鋼、熱軋方鋼管、焊接H型鋼等采用平直鋼板作為平腹板，而平鋼板本身的穩(wěn)定性較差，所以其抗剪承載力較低，因此需要加大腹板厚度以獲得較高的承載力，造成了腹板用鋼量過大，引起鋼材的浪費(fèi)。

焊接鋼箱梁采用四塊鋼板焊接而成，其中兩塊鋼板作為腹板，平行放置，兩塊翼緣板與腹垂直，且翼緣相互平行，翼緣與腹板通過焊接連接。這種構(gòu)件在一定程度上優(yōu)化了構(gòu)件的性能，尤其是斷面呈箱形，對(duì)構(gòu)件的側(cè)向抗變形能力及整體抗扭轉(zhuǎn)能力都有顯著提高，但由于其仍然采用平鋼板作為腹板，所以腹板用鋼量仍然較大。

熱軋方鋼管受加工工藝和加工設(shè)備的限制，較難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的大型化，當(dāng)所要求的承載能力和剛度較大時(shí)，傳統(tǒng)產(chǎn)品很難滿足要求。

采用單波紋鋼板作為腹板制成焊接波紋腹板H型鋼，有效的利用了波紋鋼板優(yōu)良的平面外剛度、抗屈曲承載能力和較高的疲勞強(qiáng)度，可以作為普通工字型構(gòu)件的良好替代品。但由于其斷面仍是開口形式，所以構(gòu)件的側(cè)向變形能力和整體抗扭轉(zhuǎn)能力并無顯著提高。

我國現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范(GB50017-2003)對(duì)焊接H型鋼和焊接鋼箱梁的腹板高厚比都有嚴(yán)格規(guī)定，當(dāng)超過一定限值后，需要采用一定方法如焊接加勁肋對(duì)腹板進(jìn)行加強(qiáng)，這樣就要增加加工工作量，而焊接工藝還會(huì)引起應(yīng)力集中等不利影響，且很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。

綜上所述，研究一種成本低廉、性能優(yōu)越、使用壽命長(zhǎng)的波紋雙腹板梁是本領(lǐng)域技術(shù)人員的研究目標(biāo)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種成本低廉、性能優(yōu)越、使用壽命長(zhǎng)的波紋雙腹板梁。

本實(shí)用新型提出的波紋雙腹板梁，其斷面口型由中部?jī)蓧K鋼腹板2和腹板3，以及上翼緣1、下翼緣4組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，上翼緣1與下翼緣4平行，腹板2和腹板3分別垂直位于上翼緣1與下翼緣4之間，腹板2和腹板3的斷面分別呈均勻或不均勻周期性重復(fù)的波形，該波紋斷面為圓弧角梯形或正弦曲線，分別見圖2、圖3。

本實(shí)用新型中，所述圓弧角梯形的梯形斜線段的傾角為30°--90°。

本實(shí)用新型中，所述腹板2與上翼緣1或下翼緣4之間分別為單面角焊縫。

本實(shí)用新型中，所述腹板3與上翼緣1或下翼緣4之間分別為單面角焊縫。

本實(shí)用新型中，所述腹板2和腹板3對(duì)稱放置，呈蜂窩狀斷面結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型中，腹板2和腹板3波紋的密度和高度可根據(jù)要求改變。

本實(shí)用新型中，所述波紋斷面為圓弧角梯形和正弦曲線。所述圓弧角梯形采用數(shù)控折彎技術(shù)制成，正弦曲線采用數(shù)控輥壓技術(shù)制成。其中，梯形的圓弧過渡使腹板2和腹板3在此處應(yīng)力流傳遞流暢，避免了腹板2、腹板3的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。且腹板2、腹板3波紋轉(zhuǎn)角處為圓弧過渡，使腹板與翼緣鋼板焊接時(shí)焊槍行走平滑，易于保證焊接質(zhì)量，避免焊縫應(yīng)力集中。

本實(shí)用新型中，腹板2和腹板3也可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)任何相對(duì)位置的放置。

本實(shí)用新型通過優(yōu)化焊接鋼箱梁的腹板形式，優(yōu)化了鋼箱梁力學(xué)性能，通過腹板成形、全自動(dòng)焊接、防腐、抗火處理等工藝生產(chǎn)本實(shí)用新型產(chǎn)品。

本實(shí)用新型的制備工藝如下：將帶鋼沿長(zhǎng)度方向彎折成為圓弧角的梯形波紋腹板，或通過輥壓成為正弦曲線，然后與兩翼板采用單面角焊縫焊接成箱形截面。這種新型的斷面組合最大特點(diǎn)是更大程度上優(yōu)化了斷面力學(xué)性能與產(chǎn)品用鋼量之間的關(guān)系，使之更趨于合理化、科學(xué)化。因此，本實(shí)用新型具有高承載能力、高剛度、高抗扭能力等優(yōu)良的受力性能、優(yōu)良的抗疲勞性能和自重輕相結(jié)合的特點(diǎn)，是十分理想的結(jié)構(gòu)用型鋼材料。同時(shí)本實(shí)用新型采用全自動(dòng)焊接技術(shù)和專業(yè)定位工裝夾具，能確保兩腹板和兩翼板之間定位準(zhǔn)確，焊縫軌跡一致，容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。焊縫美觀無飛濺，焊接完產(chǎn)品勿需整形。本實(shí)用新型采用數(shù)控滑移成型技術(shù)和輥壓技術(shù)加工腹板，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品大型化。同時(shí)腹板加工工藝與工業(yè)生產(chǎn)焊接效率相匹配，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。

本實(shí)用新型與熱軋工字鋼、H型鋼和焊接H型鋼相比，其側(cè)向剛度和抗扭承載力有顯著提高，且用鋼量更省。

本實(shí)用新型與普通焊接箱形梁，在剛度和承載力相等的情況下，用鋼量節(jié)省40％～60％左右，比焊接、熱軋H型鋼等節(jié)省50％以上。