[發明專利]替代對稱球扁鋼的新型型材

在審

• 申請號: 202211217745.4
• 申請日: 2022-09-29
• 公開（公告）號: CN115402464A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 李金倫;趙文斌;陸利平;沈小興;周曉明
• 申請（專利權）人: 上海船舶研究設計院
• 主分類號: B63B3/14
• 分類號: B63B3/14;E01D19/00
• 代理公司: 上海遠同律師事務所 31307
• 代理人: 劉必榕

本發明公開了一種替代對稱球扁鋼的新型型材，其包括腹板和設于腹板頂部的球頭部，球頭部包括第一塊狀部、第二塊狀部和側端部；第一塊狀部的底部連接于腹板的頂部；第二塊狀部的底部連接于第一塊狀部的頂部；第二塊狀部的左端和右端均連接有側端部；第一塊狀部的頂部的寬度大于第一塊狀部的底部的寬度；第二塊狀部的橫截面為矩形；第二塊狀部的寬度和第一塊狀部的頂部的寬度相同；側端部的橫截面為矩形，兩個側端部的頂部都和第二塊狀部的頂部齊平。本發明可以減輕構件重量，既解決傳統T型材抗扭、抗彎、抗沖擊載荷能力較弱的問題，同時相對對稱球扁鋼又具有生產成本低、生產制造要求條件低的優點。

技術領域

本發明涉及一種替代對稱球扁鋼的新型型材。

背景技術

對稱球扁鋼是和T型材均是船舶和橋梁建造所用到的常規型材，兩者一般均作為次要構件使用，各有其優缺點。

對稱球扁鋼優點在于所需要的涂裝面積少，由于貫穿孔小所以需要的補板也小，對稱球扁鋼抗面內屈曲能力比較強，具有更強的抵抗扭轉、抵抗彎曲、抵抗沖擊載荷的能力；對稱球扁鋼缺點在于：由于球頭采用了塊狀材質，相當一部分離中和軸比較近，根據材料力學基本原理可知，球頭的一部分離中和軸越近對于抗彎的貢獻越小，即剖面模數貢獻度越小，材料有所浪費；由于對稱球扁鋼的規格相對于T型材比較少，所以在根據強度計算的剖面模數來選擇對稱球扁鋼時可能會跳檔選擇造成一定的重量浪費，粗壯球頭的設計也存在重量浪費的情況；另外，對稱球扁鋼復雜的球頭形式和多變的規格，其生產制造要求和成本都比較高；不同規格的對稱球扁鋼生產過程需要不同規格的軋機和軋輥來軋制，對于生產企業也是個沉重的負擔。

T型材優點在于同等剖面積情況下一般可以做到更大的剖面模數，抗側向屈曲能力比較強，由于T型材規格比較多，所以在根據強度計算的剖面模數來選擇T型材時不會有太多的重量浪費；T型材缺點主要在于：由于腹板和面板的連接相對于對稱球扁鋼較為薄弱，所以抗扭、抗彎、抗沖擊載荷能力相比對稱球扁鋼來說較差，使得相同截面積的T型材和對稱球扁鋼，在承受相同的扭矩、彎矩、沖擊載荷時，T型材的應力要大一點，即同等截面積下T型材增加的模數要打折扣，對于強度的幫助有所折減；T型材抗扭、抗彎、抗沖擊載荷的能力不如對稱球扁鋼，所需要的涂裝面積多，由于貫穿孔大所以需要的補板也大。

對于結構設計來說，選擇對稱球扁鋼意味著一定構件重量的浪費，選擇傳統T型材意味著抗扭、抗彎、抗沖擊載荷能力上有所減弱。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種替代對稱球扁鋼的新型型材。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種替代對稱球扁鋼的新型型材，其包括腹板和設于腹板頂部的球頭部，球頭部包括第一塊狀部、第二塊狀部和側端部；第一塊狀部的底部連接于腹板的頂部；第二塊狀部的底部連接于第一塊狀部的頂部；第二塊狀部的左端和右端均連接有側端部；第一塊狀部的橫截面為等腰梯形，第一塊狀部的頂部平行于第一塊狀部的底部；第一塊狀部的頂部的寬度大于第一塊狀部的底部的寬度；第二塊狀部的橫截面為矩形；第二塊狀部的寬度和第一塊狀部的頂部的寬度相同；側端部的橫截面為矩形，兩個側端部的頂部都和第二塊狀部的頂部齊平。

側端部的高度和第二塊狀部的高度相同。

側端部的寬度小于第二塊狀部的寬度。

第二塊狀部的左端和第一塊狀部的頂部的左端齊平，第二塊狀部的右端和第一塊狀部的頂部的右端齊平。

第一塊狀部的底部的寬度和腹板的寬度相同，第一塊狀部的底部的左端和腹板的左端齊平，第一塊狀部的底部的右端和腹板的右端齊平。

球頭部和腹板為一體成型。

第一塊狀部的高度和第二塊狀部的高度總和不大于第二塊狀部的寬度。