一種加勁的圓形復(fù)孔鋼梁的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種加勁的圓形復(fù)孔鋼梁，它包括若干根圓形復(fù)孔鋼梁、鋼管，鋼管的數(shù)量與每根圓形復(fù)孔鋼梁的圓孔的數(shù)量相等，鋼管橫向設(shè)置在鋼梁的圓孔內(nèi)，其伸出鋼梁腹板左右兩側(cè)的距離相等，鋼管的外徑略小于圓孔的孔徑，鋼管與圓孔在鋼梁腹板的左右兩側(cè)面沿圓周焊接。本新型加勁的圓形復(fù)孔鋼梁，有以下優(yōu)點(diǎn)：1、可有效消除因梁高增大和腹板開孔而導(dǎo)致的鋼梁在平面外穩(wěn)定性較普通的實(shí)腹鋼梁有所改變的影響，使復(fù)孔鋼梁計(jì)算更嚴(yán)格遵守和服從平面假定的基本規(guī)定；2、圓形復(fù)孔鋼梁通過鋼管加勁后，可有效避免鋼梁的圓形開孔在復(fù)雜受力條件下，腹孔沿圓周首先產(chǎn)生屈曲或是拉裂的極限破壞形式的發(fā)生，腹孔的圓拱效應(yīng)明顯。
【專利說明】一種加勁的圓形復(fù)孔鋼梁
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種新型的圓形復(fù)孔鋼梁，它可在建筑、橋梁等鋼結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域中進(jìn)一步擴(kuò)大使用范圍。
【背景技術(shù)】
[0002]圓形復(fù)孔鋼梁相對于實(shí)腹梁，其腹孔處慣性矩、實(shí)腹處慣性矩都有很大的提高，圓形復(fù)孔鋼梁為腹空鋼梁系列產(chǎn)品中各項(xiàng)主要性能最優(yōu)的復(fù)孔梁類型，但是由于其是建立在平面假定基礎(chǔ)之上，隨著鋼梁梁高的增大和腹板開孔，復(fù)孔鋼梁在平面外穩(wěn)定性較普通的實(shí)腹鋼梁實(shí)際上會(huì)有所改變；圓形復(fù)孔鋼梁的圓形開孔為切割邊，雖然沒有多邊形開孔在轉(zhuǎn)角處應(yīng)力集中的缺陷，但仍然存在復(fù)雜受力條件下，腹孔沿圓周首先產(chǎn)生屈曲或是拉裂的極限破壞形式；圓形復(fù)孔間的橋墩是連接上、下T型鋼梁部分的重要部位，該部分雖然處于鋼梁的中和軸位置，但水平方向的剪力影響仍然存在，特別是在選用窄寬度橋墩(W為橋墩寬度，w=0.25h0)情況下，橋墩部分的穩(wěn)定性仍然需要重點(diǎn)予以考慮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的問題是提供一種在圓孔中加勁的新型圓形復(fù)孔鋼梁，它的各項(xiàng)主要性能相當(dāng)于實(shí)腹鋼梁，從而克服【背景技術(shù)】里提出的缺陷。
[0004]本新型一種加勁的圓形復(fù)孔鋼梁，它包括若干根圓形復(fù)孔鋼梁、鋼管，鋼管的數(shù)量與每根圓形復(fù)孔鋼梁的圓孔的數(shù)量相等，鋼管橫向設(shè)置在鋼梁的圓孔內(nèi)，其伸出鋼梁腹板左右兩側(cè)的距離相等，鋼管的外徑略小于圓孔的孔徑，鋼管與圓孔在鋼梁腹板的左右兩側(cè)面沿圓周焊接。
[0005]本新型加勁的圓形復(fù)孔鋼梁，有以下優(yōu)點(diǎn):1、可有效消除因梁高增大和腹板開孔而導(dǎo)致的鋼梁在平面外穩(wěn)定性較普通的實(shí)腹鋼梁有所改變的影響，使復(fù)孔鋼梁計(jì)算更嚴(yán)格遵守和服從平面假定的基本規(guī)定；2、圓形復(fù)孔鋼梁通過鋼管加勁后，可有效避免鋼梁的圓形開孔在復(fù)雜受力條件下，腹孔沿圓周首先產(chǎn)生屈曲或是拉裂的極限破壞形式的發(fā)生，腹孔的圓拱效應(yīng)明顯；3、復(fù)孔間的橋墩抗水平方向剪力的能力提高，橋墩部分的穩(wěn)定性進(jìn)一步改善。
[0006]本新型鋼梁在標(biāo)準(zhǔn)圓形復(fù)孔鋼梁的圓形腹孔內(nèi)加上鋼管，進(jìn)一步提高鋼梁的整體剛度及強(qiáng)度；除此之外，在鋼梁產(chǎn)品設(shè)計(jì)或按實(shí)際使用需要進(jìn)行小腹孔設(shè)計(jì)時(shí)(受壓區(qū)腹板自由邊偏大)，如穩(wěn)定性驗(yàn)算不滿足，亦可通過上述方法對圓形復(fù)孔加勁，達(dá)到加勁后滿足穩(wěn)定性的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是單根圓形復(fù)孔鋼梁加鋼管后的示意圖；
[0008]圖2是沿圖1中A-A線的剖視圖；
[0009]圖3是沿圖1中B-B線的剖視圖；[0010]圖4是沿圖1中C-C線的剖視圖；
[0011]圖5是多根圓形復(fù)孔鋼梁加鋼管后的示意圖；
[0012]圖6是沿圖5中D-D線的剖視圖；
[0013]圖7是沿圖5中E-E線的剖視圖；
[0014]圖8是沿圖5中F-F線的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]從圖1、圖2、圖3、圖4可知，本新型一種加勁的圓形復(fù)孔鋼梁，它包括若干根圓形復(fù)孔鋼梁1、鋼管2，鋼管2的數(shù)量與每根圓形復(fù)孔鋼梁I的圓孔的數(shù)量相等，鋼管2橫向設(shè)置在鋼梁I的圓孔內(nèi)，其伸出鋼梁I腹板左右兩側(cè)的距離相等，鋼管2的外徑略小于圓孔的孔徑，鋼管與圓孔在鋼梁腹板的左右兩側(cè)面沿圓周焊接。其中，鋼管的厚度=(0.5-0.8)^Ct1為單根梁的腹孔厚度)。這里，鋼管的厚度也可以依據(jù)計(jì)算確定。
[0016]當(dāng)圓形復(fù)孔鋼梁為一根時(shí)，鋼管的長度=St1 Ct1為單根梁的腹孔厚度)。本新型加勁的單根圓形復(fù)孔鋼梁，有以下優(yōu)點(diǎn):1、可有效消除因梁高增大和腹板開孔而導(dǎo)致的鋼梁在平面外穩(wěn)定性較普通的實(shí)腹鋼梁有所改變的影響，使復(fù)孔鋼梁計(jì)算更嚴(yán)格遵守和服從平面假定的基本規(guī)定；2、圓形復(fù)孔鋼梁通過鋼管加勁后，可有效避免鋼梁的圓形開孔在復(fù)雜受力條件下，腹孔沿圓周首先產(chǎn)生屈曲或是拉裂的極限破壞形式的發(fā)生，腹孔的圓拱效應(yīng)明顯；3、復(fù)孔間的橋墩抗水平方向剪力的能力提高，橋墩部分的穩(wěn)定性進(jìn)一步改善。
[0017]另外，單一復(fù)孔鋼梁隨著梁高的增大，到達(dá)極限時(shí)，其應(yīng)用跨度及承載力亦隨之到達(dá)極限，如何繼續(xù)提高鋼梁的承載能力，垂直梁高方向擴(kuò)大鋼梁受力面積，即采用組合梁可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鋼梁的承載能力提高；熱軋實(shí)腹鋼梁的寬度受軋制設(shè)備的限制，目前最大鋼梁寬度限于300_以內(nèi)，隨著梁高的增大，梁寬需要相應(yīng)的擴(kuò)大；而目前單一鋼梁如何組合形成復(fù)合鋼梁目前一直沒有較好的辦法。
[0018]為了解決上述問題，從圖5、圖6、圖7、圖8可知，作為本新型的一種改進(jìn)方式，當(dāng)圓形復(fù)孔鋼梁為兩根時(shí)，鋼管的長度=單梁寬+3A U1為單根梁的腹孔厚度)，上下翼緣對接處平焊。這樣當(dāng)圓形復(fù)孔鋼梁通過鋼管的連接形成組合梁后，因垂直梁高方向擴(kuò)大了鋼梁實(shí)際受力面積，鋼梁的承載能力進(jìn)一步提高；同時(shí)，圓形復(fù)孔鋼梁組合梁突破了熱軋實(shí)腹鋼梁寬度受軋制設(shè)備的限制，組合梁寬度可進(jìn)一步向400mm、500mm、600mm延伸，極大拓寬了寬翼鋼梁的規(guī)格范圍和使用范圍。圓形復(fù)孔鋼梁組合梁實(shí)現(xiàn)了單一鋼梁組合形成復(fù)合鋼梁的突破，組合鋼梁再組合，則可形成型鋼組合板梁，實(shí)現(xiàn)橋梁鋼結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用創(chuàng)新。
[0019]當(dāng)然，本新型還可以推廣到三根以上的鋼梁，即當(dāng)圓形復(fù)孔鋼梁為至少三根時(shí)(gpη≥3時(shí))，鋼管的長度=(n-Ι)單梁寬+3^ U1為單根梁的腹孔厚度)，上下翼緣對接處平焊。
[0020]本新型加勁的圓形復(fù)孔鋼梁整體受力性能好，整體及局部穩(wěn)定性均明顯提高。本產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法是運(yùn)用幾何及力學(xué)基礎(chǔ)理論，向應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】進(jìn)一步延伸使用技巧，并通過系統(tǒng)分析鋼梁形成方法及優(yōu)化后的最新應(yīng)用設(shè)計(jì)方法。
【權(quán)利要求】
1.一種加勁的圓形復(fù)孔鋼梁，其特征是:它包括若干根圓形復(fù)孔鋼梁(1)、鋼管(2)，鋼管(2)的數(shù)量與每根圓形復(fù)孔鋼梁(1)的圓孔的數(shù)量相等，鋼管(2)橫向設(shè)置在鋼梁(1)的圓孔內(nèi)，其伸出鋼梁(1)腹板左右兩側(cè)的距離相等，鋼管(2)的外徑略小于圓孔的孔徑，鋼管與圓孔在鋼梁腹板的左右兩側(cè)面沿圓周焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓形復(fù)孔鋼梁，其特征是:鋼管的厚度=(0.8-1.(Otpt1S單根梁的腹孔厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓形復(fù)孔鋼梁，其特征是:當(dāng)圓形復(fù)孔鋼梁為一根時(shí)，鋼管的長度=3t1; h為單根梁的腹孔厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓形復(fù)孔鋼梁，其特征是:當(dāng)圓形復(fù)孔鋼梁為兩根時(shí)，鋼管的長度=單梁寬+3t1; 為單根梁的腹孔厚度，上下翼緣對接處平焊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓形復(fù)孔鋼梁，其特征是:當(dāng)圓形復(fù)孔鋼梁為至少三根時(shí)(即n ^ 3時(shí))，鋼管的長度= (η-1)單梁寬+Stpt1為單根梁的腹孔厚度，上下翼緣對接處平焊。
【文檔編號】E04C3/08GK203716404SQ201320807657
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】范國利, 李慶中 申請人:范國利