专利名称：多边形孔实腹h型蜂窝钢梁的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及建筑钢结构领域一种圆角多边形孔实腹H型蜂窝钢梁。
背景技术：
蜂窝梁提高了原实腹梁的抗弯刚度和承载力，同时减轻了结构自重；蜂窝钢梁为管道设备提供通过空间，降低了建筑层高；且蜂窝梁美观、透光、通风、对抗震有利。经济性能方面，蜂窝梁比实腹梁节约钢材25% 30%，节省油漆和运输安装费用15% 30% ;蜂窝梁具有桁架结构的经济性，却比桁架制作简单。自20世纪初被用于工程以来，特别是随着轧制H型钢的出现，蜂窝梁已被广泛应用于立体车库、高层建筑、大跨公共建筑、大跨度走廊等工程，具有非常广阔的发展前景和社会经济价值。现有技术的H型蜂窝钢梁多采用 六边形孔或圆形孔，这种结构的特点是六边形孔蜂窝梁制作简单，但孔角处存在应力集中，不能充分发挥钢材的性能。圆形孔蜂窝梁解决了孔角处应力集中的问题，但圆形孔蜂窝梁需沿腹板切割两次，增加了制作工序和制作成本，同时圆形孔蜂窝梁损失扩张比，浪费钢材。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术存在的孔角处存在应力集中、不能充分发挥钢材的性能，以及圆形孔蜂窝梁需沿腹板切割两次，增加了制作工序和制作成本，圆形孔蜂窝梁损失扩张比，浪费钢材的问题；提供一种多边形孔实腹H型蜂窝钢梁；改善多边形孔蜂窝梁孔角的的受力不合理及圆孔蜂窝梁损失扩张比，具有制作方便，实用性能好、使用可靠的优点，适用于建筑钢结构领域的楼盖体系，如立体车库、高层建筑、大跨公共建筑、大跨度走廊等工程。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，包括上翼缘，下翼缘，上腹板，下腹板，上翼缘与上腹板连接，下翼缘与下腹板连接，所述上腹板、下腹板上设有与钢梁轴线平行的直线段、与钢梁轴线成锐角a的斜线段、与直线段和斜线段相切的圆弧线，所述直线段、斜线段、圆弧线是通过将腹板分别沿直线段、斜线段、圆弧线进行曲线切割制成，所述上腹板的直线段、下腹板的直线段经过位置错位、配合后通过焊接形成腹板对接焊缝，所述斜线段、直线段和圆弧线形成腹板上的圆角多边形孔。所述圆弧的半径R范围为0 < R < (k-l)h，其中k为扩张比，h为原实腹H型钢梁高，锐角a的范围为45° < a <90°。所述钢梁为H型热轧钢梁。所述钢梁为H型焊接钢梁，所述焊接钢梁的翼缘与腹板之间采用角焊缝连接。所述上腹板的直线段、下腹板的直线段之间通过融透对接焊缝焊接。所述钢梁由同种型号H型钢梁切割焊接组成。所述钢梁由两种不同型号H型钢梁切割焊接组成，H型蜂窝钢梁的上翼缘与下翼缘的宽度与厚度不同，或上腹板、下腹板高度不同。通过将两根不同截面的实腹H型钢梁按同样的曲线切割，其中一根切割后用于制作上翼缘和上腹板，另一根切割后用于制作下翼缘和下腹板。所述圆角多边形孔对中布置，所述H型蜂窝钢梁为等截面钢梁。所述圆角多边形孔采用偏心布置，其中偏心布置圆角多边形孔实腹H型蜂窝钢梁是通过实腹H型钢梁沿偏心的曲线切割，并错位焊接而成。所述H型蜂窝钢梁为楔形截面，所述楔形截面的圆角多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，是通过实腹H型钢梁沿逐渐变化的曲线切割后，将其中一片T型截面错位后焊接而成的变孔径楔形截面H型蜂窝钢梁；或采用与钢梁轴线成一定角度的曲线切割，将其中一片T型截面转头后焊接而成的等孔径楔形截面H型蜂窝钢梁。 本发明工作原理本发明包括上翼缘，下翼缘，上腹板，下腹板，上翼缘与上腹板连接，下翼缘与下腹板连接，所述上腹板、下腹板上设有与钢梁轴线平行的直线段、与钢梁轴线成锐角a为45° 90°角的斜线段、与直线段和斜线段相切的圆弧线，所述直线段、斜线段、圆弧线是通过将腹板分别沿直线段、斜线段、圆弧线进行曲线切割制成，所述上腹板的直线段、下腹板的直线段经过位置错位、配合后通过焊接形成腹板对接焊缝，所述斜线段、直线段和圆弧线形成腹板上的圆角多边形孔。所述圆弧的半径R范围为0 < R < (k-1)h，所述钢梁为H型热轧钢梁或者为为H型焊接钢梁，所述上腹板的直线段、下腹板的直线段之间通过融透对接焊缝焊接。所述钢梁由同种型号H型钢梁切割焊接组成或者由两种不同型号H型钢梁切割焊接组成，H型蜂窝钢梁的上翼缘与下翼缘的宽度与厚度不同，或上腹板、下腹板高度不同。通过将两根不同截面的实腹H型钢梁按同样的曲线切割，其中一根切割后用于制作上翼缘和上腹板，另一根切割后用于制作下翼缘和下腹板。改善多边形孔蜂窝梁孔角的的受力不合理及圆孔蜂窝梁损失扩张比，具有制作方便，实用性能好、使用可靠的优点，适用于建筑钢结构领域的楼盖体系，如立体车库、高层建筑、大跨公共建筑、大跨度走廊等工程。本发明的有益效果I.圆角多边形孔蜂窝梁改善了普通多边形孔蜂窝梁孔角处应力集中现象；2.圆角多边形孔蜂窝梁仅需沿腹板一次切割和焊接，避免了圆孔蜂窝梁需沿腹板切割两次，并避免了圆孔蜂窝梁对截面扩张比造成的损失；3.根据沿腹板切割曲线的不同，形成多次造型美观、受力合理的孔型，增加建筑的结构美感；4.具有制作方便，经济合理、使用可靠的优点，适用于多种建筑钢结构领域的楼盖体系，如立体车库、高层建筑、大跨公共建筑、大跨度走廊等工程。
图I是腹板切割线示意图；图2是圆角矩形孔蜂窝钢梁腹板切割线示意图；图3是图2的蜂窝钢梁焊接结构示意图；图4是圆角六边形孔蜂窝钢梁腹板切割线示意图；图5是图4的蜂窝钢梁焊接结构示意图6是型号1#H型蜂窝钢梁腹板切割线示意图；图7是图6的左视图；图8是型号2#H型蜂窝钢梁腹板切割线示意图；图9是图8的左视图；图10是型号1#H型蜂窝钢梁腹板、型号2#H型蜂窝钢梁焊接结构示意图；图11是图10的左视图；图12是变孔径楔形截面H型蜂窝钢梁腹板切割线示意图；图13是图12的蜂窝梁焊接结构示意图； 图14是等孔径楔形截面H型蜂窝钢梁腹板切割线示意图；图15是图14的等孔径楔形截面H型蜂窝梁焊接结构示意图；图16是偏心布置圆角多边形孔实腹H型蜂窝钢梁腹板切割线示意图；图17是图16的偏心布置圆角多边形孔H型蜂窝梁焊接结构示意图；图中，I.上翼缘，2.下翼缘，3.上腹板，4.下腹板，5.圆角多边形孔，6.斜线段，7.直线段，8.圆弧线，9.腹板对接焊缝。
具体实施例方式下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。实施例I，一种多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，如图1，图2，图3所示，为圆角矩形孔蜂窝钢梁，包括上翼缘1，下翼缘2，上腹板3，下腹板4，上翼缘I与上腹板3连接，下翼缘2与下腹板4连接，所述上腹板3、下腹板4上设有与钢梁轴线平行的直线段7、与钢梁轴线为45° < a <90°的斜线段6、与直线段7和斜线段6相切的圆弧线8，所述直线段7、斜线段6、圆弧线8是通过将腹板分别沿直线段7、斜线段6、圆弧线8进行曲线切割制成，所述上腹板3的直线段7、下腹板4的直线段7经过位置错位、配合后通过焊接形成腹板对接焊缝9，所述斜线段6、直线段7和圆弧线8形成腹板上的圆角多边形孔5。所述圆弧8的半径R范围是0 < R < (k-l)h。所述钢梁为H型热轧钢梁或者为H型焊接钢梁，所述焊接钢梁的翼缘与腹板之间采用角焊缝连接。所述上腹板3的直线段7、下腹板4的直线段7之间通过融透对接焊缝焊接。所述钢梁由同种型号H型钢梁切割焊接组成。所述圆角多边形孔5对中布置，所述H型蜂窝钢梁为等截面钢梁。实施例2，一种多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，如图4，图5所示，为圆角六边形孔蜂窝钢梁，其它参照实施例1，在此不再赘述。实施例3，一种多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，如图6至图11所示，所述钢梁由两种不同型号H型钢梁切割焊接组成，H型蜂窝钢梁的上翼缘I与下翼缘2的宽度与厚度不同，或上腹板3、下腹板4高度不同。通过将两根不同截面的实腹H型钢梁按同样的曲线切割，其中一根切割后用于制作上翼缘I和上腹板3，另一根切割后用于制作下翼缘2和下腹板4。其它参照实施例1，在此不再赘述。实施例4，一种多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，如图12至图15所示，所述H型蜂窝钢梁为楔形截面，所述楔形截面的圆角多边形孔5H型蜂窝钢梁，是通过实腹H型钢梁沿逐渐变化的曲线切割后，将其中一片T型截面错位后焊接而成的变孔径楔形截面H型蜂窝钢梁；或采用与钢梁轴线成一定角度的曲线切割，将其中一片T型截面转头后焊接而成的等孔径楔形截面H型蜂窝钢梁。其它参照实施例1，在此不再赘述。实施例5，一种多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，如图16至图17所示，所述圆角多边形孔5采用偏心布置，其中偏心布置圆角多边形孔实腹H型蜂窝钢梁是通过实腹H型钢梁沿偏心的曲线切割，并错位焊接而成。其它参照实施例1，在此不再赘述。上述虽然结合附图对发明的具体实施方式
进行了描述，但并非对本发明保护范围 的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
权利要求
1.一种多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，包括上翼缘，下翼缘，上腹板，下腹板，上翼缘与上腹板连接，下翼缘与下腹板连接，其特征是，所述上腹板、下腹板上设有与钢梁轴线平行的直线段、与钢梁轴线成锐角α的斜线段、与直线段和斜线段相切的圆弧线，所述直线段、斜线段、圆弧线是通过将腹板分别沿直线段、斜线段、圆弧线进行曲线切割制成，所述上腹板的直线段、下腹板的直线段经过位置错位、配合后通过焊接形成腹板对接焊缝，所述斜线段、直线段和圆弧线形成腹板上的圆角多边形孔。
2.如权利要求I所述的多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，其特征是，所述圆弧的半径R范围为0<R<(k-l)h，其中k为扩张比，h为原实腹H型钢梁高；所述锐角α的范围为45°< α < 90°。
3.如权利要求I所述的多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，其特征是，所述钢梁为H型热轧钢梁。
4.如权利要求I所述的多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，其特征是，所述钢梁为H型焊接钢梁，所述焊接钢梁的翼缘与腹板之间采用角焊缝连接。
5.如权利要求I所述的多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，其特征是，所述上腹板的直线段、下腹板的直线段之间通过融透对接焊缝焊接。
6.如权利要求I所述的多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，其特征是，所述钢梁由同种型号H型钢梁切割焊接组成。
7.如权利要求I所述的多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，其特征是，所述钢梁由两种不同型号H型钢梁切割焊接组成，H型蜂窝钢梁的上翼缘与下翼缘的宽度与厚度不同，或上腹板、下腹板高度不同。
8.如权利要求I所述的多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，其特征是，所述圆角多边形孔对中布置，所述H型蜂窝钢梁为等截面钢梁。
9.如权利要求I所述的多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，其特征是，所述圆角多边形孔采用偏心布置，其中偏心布置圆角多边形孔实腹H型蜂窝钢梁是通过实腹H型钢梁沿偏心的曲线切割、并错位焊接而成。
10.如权利要求I所述的多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，其特征是，所述H型蜂窝钢梁为楔形截面，所述楔形截面的圆角多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，是通过实腹H型钢梁沿逐渐变化的曲线切割后，将其中一片T型截面错位后焊接而成的变孔径楔形截面H型蜂窝钢梁；或采用与钢梁轴线成一定角度的曲线切割，将其中一片T型截面转头后焊接而成的等孔径楔形截面H型蜂窝钢梁。
全文摘要
本发明公开了一种多边形孔实腹H型蜂窝钢梁，包括上翼缘，下翼缘，上腹板，下腹板，上翼缘与上腹板连接，下翼缘与下腹板连接，所述上腹板、下腹板上设有与钢梁轴线平行的直线段、与钢梁轴线成锐角α的斜线段、与直线段和斜线段相切的圆弧线，所述直线段、斜线段、圆弧线是通过将腹板分别沿直线段、斜线段、圆弧线进行曲线切割制成，所述上腹板的直线段、下腹板的直线段经过位置错位、配合后通过焊接形成腹板对接焊缝，所述斜线段、直线段和圆弧线形成腹板上的圆角多边形孔；改善多边形孔蜂窝梁孔角的的受力不合理及圆孔蜂窝梁损失扩张比，具有制作方便、使用可靠的优点，适用于建筑钢结构领域的楼盖体系。
文档编号E04C3/08GK102704620SQ20121021823
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者王培军, 马宁 申请人:山东大学