[發明專利]一種雙肢厚型角鋼及其設計方法

在審

• 申請號: 202010115366.9
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111353190A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 李光;常建偉;曾尚武;徐德錄;張磊;張東英;趙明珠;何飛
• 申請（專利權）人: 北京國網富達科技發展有限責任公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙平;董驍毅

本發明提供了一種雙肢厚型角鋼及其設計方法，所述雙肢厚型角鋼包括相交形成預設夾角的第一肢和第二肢；所述第一肢和所述第二肢包括凸出所述第一肢和所述第二肢內表面或外表面的至少一個凸臺部，所述角鋼的慣性矩不小于角鋼標準規定對應的角鋼的慣性矩，所述角鋼的截面面積小于角鋼標準規定對應的角鋼的截面，本發明可在保證等邊角鋼截面慣性矩的條件下，通過改變橫截面形狀減小角鋼截面積，降低角鋼重量。

技術領域

本發明涉及角鋼技術領域，尤其涉及一種雙肢厚型角鋼及其設計方法。

背景技術

角鋼是一種較為常用的建筑材料，角鋼的截面形狀主要為直角形，是指兩邊互相垂直成直角形的長條鋼材，主要應用于金屬構件、廠房的構架以及輸電線路鐵塔或通信鐵塔的建設等方面，在使用中要求有較好的可焊性、塑性變形性能以及一定的機械強度。

角鋼分為等邊角鋼和不等邊角鋼，等邊角鋼截面形狀基本為直角形，指兩肢邊互相垂直成等厚度的直角形長材。等邊角鋼主要用于金屬構件、橋梁、廠房、庫房的構架及輸電鐵塔或通信鐵塔等用途。等邊角鋼按生產工藝又分為熱軋等邊角鋼和冷彎等邊角鋼。考慮生產成本、加工效率及質量因素，熱軋等邊角鋼廣泛應用于輸電鐵塔，而冷彎角鋼鮮有應用。

熱軋等邊角鋼主要用途為輸電線路鐵塔。近幾年，我國電網建設獲得了長足發展，特別是特高壓輸電線路建設水平與發展速度走在了世界前列，尤以熱軋等邊角鋼的應用最為廣泛，年用量約300萬噸左右。輸電鐵塔主要依據熱軋等邊角鋼的強度級別、質量等級、截面面積、截面慣性矩等進行設計。鋼結構設計應合理選擇材料、結構方案和構造措施，滿足結構構件在運輸、安裝和使用過程中的強度、穩定性和剛度要求。鐵塔為空間桁架結構，即所有構件視為二力桿單元，節點簡化為鉸接點，構件只考慮軸心拉壓作用力。鐵塔鋼結構設計時，需進行構件拉壓強度以及受壓穩定性分析。目前采用的角鋼結構均為等肢厚的角鋼，如何通過改變角鋼的截面提升角鋼的性能對角鋼這種傳統型鋼的深入應用和發展具有重要意義。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種雙肢厚型角鋼，在保證等邊角鋼截面慣性矩的條件下，通過改變橫截面形狀減小角鋼截面積，降低角鋼重量。本發明的另一個目的在于提供一種雙肢厚型角鋼的設計方法。

為了達到以上目的，本發明一方面公開了一種雙肢厚型角鋼，包括相交形成預設夾角的第一肢和第二肢；

所述第一肢和所述第二肢包括凸出所述第一肢和所述第二肢內表面或外表面的至少一個凸臺部，所述角鋼的慣性矩不小于角鋼標準規定對應的角鋼的慣性矩，所述角鋼的截面面積小于角鋼標準規定對應的角鋼的截面。

優選的，所述角鋼為以所述預設夾角的中心線為對稱軸的對稱結構。

優選的，所述預設夾角為直角。

優選的，所述凸臺部的外側邊緣與所述第一肢和所述第二肢遠離所述第一肢和所述第二肢相交的一端邊緣齊平。

優選的，所述雙肢厚型角鋼為熱軋形成。

優選的，所述第一肢或所述第二肢的厚度(t₁)與標準肢厚的差值為標準肢厚的10％以下。

優選的，所述凸臺部的厚度(t₂-t₁)為標準肢厚的10％。

優選的，在角鋼剖面中，所述凸臺部沿所述第一肢或所述第二肢延伸方向的寬度大于所述第一肢或所述第二肢長度的15％。

本發明還公開了一種如上所述角鋼的設計方法，所述方法包括：

確定角鋼標準型號及參數；

確定初始肢厚(t₁)和凸臺部厚度(t₂-t₁)；