[發(fā)明專利]一種圓弧頂角雙肢厚型角鋼及其設(shè)計方法

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• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111339613A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾尚武;常建偉;李光;徐德錄;張磊;張東英;趙明珠;郭夏溦
• 申請（專利權(quán)）人: 北京國網(wǎng)富達科技發(fā)展有限責任公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 趙平;董驍毅

本發(fā)明提供了一種圓弧頂角雙肢厚型角鋼及其設(shè)計方法，所述圓弧頂角雙肢厚型角鋼包括相交形成預設(shè)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(nèi)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(guī)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(guī)定對應的角鋼的截面，所述第一肢和所述第二肢位于角鋼外部外表面的相交處為圓弧形，所述圓弧形相交處的角鋼厚度大于等于所述第一肢和第二肢的厚度，本發(fā)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，利于角鋼的生產(chǎn)、運輸、加工，提高角鋼熱鍍鋅質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及角鋼技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種圓弧頂角雙肢厚型角鋼及其設(shè)計方法。

背景技術(shù)

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(gòu)件、廠房的構(gòu)架以及輸電線路鐵塔或通信鐵塔的建設(shè)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(gòu)件、橋梁、廠房、庫房的構(gòu)架及輸電鐵塔或通信鐵塔等用途。等邊角鋼按生產(chǎn)工藝又分為熱軋等邊角鋼和冷彎等邊角鋼。考慮生產(chǎn)成本、加工效率及質(zhì)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(wǎng)建設(shè)獲得了長足發(fā)展，特別是特高壓輸電線路建設(shè)水平與發(fā)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300萬噸左右。輸電鐵塔主要依據(jù)熱軋等邊角鋼的強度級別、質(zhì)量等級、截面面積、截面慣性矩等進行設(shè)計。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應合理選擇材料、結(jié)構(gòu)方案和構(gòu)造措施，滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)件在運輸、安裝和使用過程中的強度、穩(wěn)定性和剛度要求。鐵塔為空間桁架結(jié)構(gòu)，即所有構(gòu)件視為二力桿單元，節(jié)點簡化為鉸接點，構(gòu)件只考慮軸心拉壓作用力。鐵塔鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需進行構(gòu)件拉壓強度以及受壓穩(wěn)定性分析。目前采用的角鋼結(jié)構(gòu)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(tǒng)型鋼的深入應用和發(fā)展具有重要意義。

并且，現(xiàn)有的角鋼的外側(cè)頂角為直角。堆垛時，上下兩根角鋼頂端的接觸為線接觸，穩(wěn)定性差，影響儲存和運輸；構(gòu)件加工時，需對角鋼頂端進行鏟背、清根處理，增加工序和成本；熱鍍鋅時頂角處易存在毛刺、鋅瘤、鋅層偏厚等缺陷，鍍鋅附著性也較差；在裝卸、運輸過程中頂角處易造成鋅層碰撞、磨損脫落，破壞鍍鋅層。

因此，如何在現(xiàn)有角鋼基礎(chǔ)上通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)形狀來提高性能是一個亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供一種圓弧頂角雙肢厚型角鋼，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，利于角鋼的生產(chǎn)、運輸、加工，提高角鋼熱鍍鋅質(zhì)量。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種圓弧頂角雙肢厚型角鋼的設(shè)計方法。

為了達到以上目的，本發(fā)明一方面公開了一種圓弧頂角雙肢厚型角鋼，包括相交形成預設(shè)夾角的第一肢和第二肢；

所述第一肢和所述第二肢位于角鋼外部外表面的相交處為圓弧形，所述圓弧形相交處的角鋼厚度大于等于所述第一肢和第二肢的厚度；

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(nèi)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(guī)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(guī)定對應的角鋼的截面。

優(yōu)選的，所述圓弧形的半徑為1～5mm。

優(yōu)選的，所述角鋼為以所述預設(shè)夾角的中心線為對稱軸的對稱結(jié)構(gòu)，所述預設(shè)夾角為直角。

優(yōu)選的，所述凸臺部的外側(cè)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。