[實用新型]一種雙弧形鋼材截面結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020190208.1
• 申請日: 2010-05-10
• 公開（公告）號: CN201722969U
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓軍科;楊靖波;楊風(fēng)利;張子富
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院
• 主分類號: E04H12/08
• 分類號: E04H12/08
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種電力設(shè)備，具體涉及電力輸送過程中輸電鐵塔塔材的新型截面結(jié)構(gòu)。?

背景技術(shù)

熱軋角鋼一直是我國輸電線路鐵塔塔材的首選材料，如圖1所示，熱軋角鋼的截面一般為相互垂直的三角形，熱軋角鋼的強度、穩(wěn)定及長細(xì)比三個方面的計算決定了其截面規(guī)格的大小，熱軋角鋼的強度計算與熱軋角鋼的截面面積直接相關(guān)，熱軋角鋼的穩(wěn)定計算與熱軋角鋼穩(wěn)定系數(shù)、截面面積及壓桿穩(wěn)定強度折減系數(shù)m_N直接相關(guān)，穩(wěn)定系數(shù)與熱軋角鋼的截面結(jié)構(gòu)特性密切相關(guān)隨著采用熱軋角鋼輸電鐵塔材料強度的逐步提高，使得壓桿穩(wěn)定強度的折減受翼緣板自由外伸寬度與其厚度的比值的影響越來越明顯，對于輸電鐵塔中部分較長的構(gòu)件，截面結(jié)構(gòu)的選取直接由構(gòu)件的長細(xì)比控制，而長細(xì)比的計算又與熱軋角鋼的截面結(jié)構(gòu)特性密切相關(guān)，熱軋角鋼的截面形狀適于輸電鐵塔中各構(gòu)件之間的相互連接，可減少節(jié)點板數(shù)量，這也是我國輸電線路鐵塔長期以來采用熱軋角鋼的主要原因之一，但熱軋角鋼的截面結(jié)構(gòu)形狀單一，熱軋角鋼翼緣自由外伸與其厚度的比值限值隨著鋼材強度級別的提高而減小，因此導(dǎo)致熱軋角鋼壓桿穩(wěn)定強度的折減隨著鋼材強度級別的提高而增大，常常導(dǎo)致構(gòu)件在使用過程中發(fā)生局部屈曲，如何在保持現(xiàn)有熱軋角鋼的優(yōu)勢，再開發(fā)出提高結(jié)構(gòu)強度的截面形式，是目前需要解決的問題。?

實用新型內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中采用熱軋角鋼的輸電鐵塔穩(wěn)定強度的折減隨著鋼材強度的提高而增大，導(dǎo)致構(gòu)件局部屈曲的問題，本發(fā)明提供一種通過冷彎工藝優(yōu)化?的翼緣外伸寬厚比，避免壓桿穩(wěn)定強度的折減，從而大大提高構(gòu)件材料強度利用率和截面承載力。雙弧形鋼材截面結(jié)構(gòu)，具體方案如下：一種雙弧形鋼材截面結(jié)構(gòu)，包括頂角和兩邊的肢板，其特征在于，所述頂角為加強段，兩邊的肢板與加強段連接處為相對的“S”狀弧形段。?

本實用新型的另一優(yōu)先方式：所述加強段包括平面加強板或弧形加強板，?

本實用新型的另一優(yōu)先方式：所述肢板相互垂直且兩肢板延長線相交點與平面加強板的內(nèi)邊接觸。?

本實用新型的另一優(yōu)先方式：所述平面加強板內(nèi)邊與兩肢板的夾角分別為45°。?

本方案采用冷彎工藝能根據(jù)需要生產(chǎn)出材料分布最優(yōu)的合理截面形狀，借鑒傳統(tǒng)熱軋角鋼的優(yōu)點并結(jié)合冷彎工藝，本方案雙弧形鋼材截面結(jié)構(gòu)采用雙“S”形弧度設(shè)計，可以根據(jù)需要優(yōu)化翼緣板自由外伸長度與厚度的比值，減小了鋼材強度因穩(wěn)定強度的折減，提高了構(gòu)件材料的強度利用率，連接點的弧形設(shè)計和角部加強的外凸冷彎處理較傳統(tǒng)熱軋角鋼具有更好的截面特性，大大提高截面承載力。由于弧度半徑的大小與冷彎工藝的水平有關(guān)，在條件許可的情況下弧度半徑越小越好，一般不要大于鋼材本身的厚度。冷彎型鋼是通過改變其截面形狀而提高力學(xué)性能為代表的輕型鋼結(jié)構(gòu)，本發(fā)明輸電鐵塔絕大部分主要受力桿件由受壓穩(wěn)定控制，雙弧形鋼材截面結(jié)構(gòu)可以通過冷彎加工工藝調(diào)整翼緣外伸寬度與厚度的比值，避免了構(gòu)件在使用過程中局部屈曲的發(fā)生，根據(jù)鋼材設(shè)計強度及厚度優(yōu)化的外伸寬度，即通過冷彎工藝優(yōu)化的翼緣外伸寬厚比，可以避免壓桿穩(wěn)定強度的折減，從而大大提高了構(gòu)件材料的強度利用率，具有更好的力學(xué)特性。加強板與兩肢板采用45°夾角使得受力勻稱，兩肢板采用直角延續(xù)了熱軋角鋼的有益效果，“s”狀弧形減小了翼緣伸出長度，增大了強度。?

附圖說明

圖1現(xiàn)有技術(shù)中鋼材截面形狀示意圖?

圖2本實用新型雙弧形鋼材截面結(jié)構(gòu)示意圖?

圖3本實用新型雙弧形鋼材截面結(jié)構(gòu)弧形頂角示意圖?

具體實施方式

如圖2所示，本方案的雙弧形鋼材截面結(jié)構(gòu)包括肢板1、頂角2，其中頂角為平面加強板，兩邊的肢板與平面加強板連接處為“S”狀連接的正反兩個弧形段，緊靠平面加強板處的弧形圓心朝向內(nèi)部，第二個弧形圓心朝向外部，兩邊肢板上的弧形相對，連接的兩個弧形大小相同，由于鋼材有一定的厚度，因此形成內(nèi)外兩個弧形，為內(nèi)弧3和外弧4，兩個肢板經(jīng)過弧形段的轉(zhuǎn)折后相互之間垂直，平面加強板與兩個肢板之間的夾角分別為45°，兩個肢板垂直邊的延長線交點與平面加強板的內(nèi)邊相交。?

在本方案中弧形段弧形的大小與冷彎制造工藝有關(guān)，一般受到工藝的局限，不能隨意控制大小，但經(jīng)過申請人的實驗，此處的弧度越小效果越佳，因此理論上本方案的弧度可以為兩邊接觸，但弧度值并不是越大越好，以目前的實驗數(shù)據(jù)來說，弧度值的大小以鋼材的厚度上下浮動1～2mm即可，本方案利用雙弧形段減少翼緣外伸寬度的大小，從而加強壓桿的穩(wěn)定強度。?

如圖3所示，本方案的頂角還可以設(shè)定成弧形加強段，此時弧度需要相應(yīng)的變化。?