一种正交异性钢板及其应用的制作方法

本发明涉及钢结构制造加工领域，具体涉及一种正交异性钢板及其应用。

背景技术：

随着国民经济的发展，我国的工业制造能力进一步加强，使得我国的钢结构制造业日益兴旺。尤其在公路、市政、船舶、建筑、电力、水利、港口等领域，钢结构的应用非常普遍。在钢结构制造加工过程中，为了解决钢板的局部受压屈服、增加钢板刚度等问题，往往需要对钢板进行局部加劲。目前的钢板加劲方法，均需要采用在钢板上焊接加劲肋的方式来实现。这种方式存在多个方面的问题，一是焊接工作量巨大，经济性不好；二是焊缝质量难以控制，不可避免地存在着一些缺陷，难以达到和母材一致的质量水平；三是存在焊接残余应力，使结构受力性能变差；四是疲劳强度低，影响结构的疲劳受力性能。

另外，钢结构制造加工时，各种构件纵横交错，将它们焊接在一起，难以避免地产生焊缝交叉现象，为了避免焊缝交叉，又需要在板件上设置过焊孔，人为地损伤了本该完整的板件，容易造成钢板的局部应力集中，影响受力性能。

因此，迫切需要改变目前传统的在钢板上焊接加劲肋的钢板加劲方式，并采取措施避免焊缝的交叉现象，以解决传统钢结构制造加工领域存在的诸多问题，从而减少焊接工作量，提高钢结构制造加工的经济性，改善钢结构的受力性能。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种正交异性钢板，减少焊接工作量，提高钢结构制造加工的经济性，改善钢结构的受力性能。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种正交异性钢板包括：

主钢板，具有一定的长度、宽度和厚度，其尺寸、重量及允许偏差符合且不限于符合《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》(gb/t709)、《碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢带》(gb/t3524)、《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板和钢带》(gb/t912)、《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》(gb/t3274)、《厚度方向性能钢板》(gb/t5313)、《彩色涂层钢板及钢带》(gb/t12754)等国家或行业标准的要求。

竖板，具有一定的长度、高度和厚度，与主钢板成一定的夹角，按照一定的间距排列，与主钢板相互连接成整体，连接处采用合理的过渡形状予以平顺衔接。

所述的主钢板和竖板，相互连接成一体，是通过一次性轧制成型，而不是将主钢板和竖板两部分通过焊接等方式连接在一起成型。

进一步地，所述的一种正交异性钢板，其材质符合但不限于符合《碳素结构钢》(gb/t700)、《低合金高强度结构钢》(gb/t1591)、《合金结构钢》(gb/t3077)、《厚度方向性能钢板》(gb/t5313)、《焊接结构用耐候钢》(gb/t4172)、《优质碳素结构钢》(gb/t699)、《高耐候结构钢》(gb/t4172)、《耐热钢板》(gb/t4238)等国家标准或行业标准的要求。

进一步地，所述的主钢板和竖板之间的夹角，为大于0°小于或等于90°的数值。

进一步地，所述的竖板在主钢板上的间距，可以相等也可以不相等。

进一步地，所述的主钢板和竖板之间采用的过渡形状，可以采用弧形或其他形状。

进一步地，所述的竖板在主钢板上的布置，可以为直线，也可以为曲线。

进一步地，所述的竖板，其形状可以为等厚或者端部薄、连接处厚的非等厚的板状，也可以为其它形状。

进一步地，所述竖板在主钢板上按照一定的规律与之相连，正交异性钢板的力学性能在两个方向上不同。

本发明还提供一种正交异性钢板的应用，包括：

(1)竖板本身作为主钢板的加劲肋使用。

(2)竖板与其他构件连接，形成新的主钢板加劲肋形式。竖板与钢板、球扁钢、u形钢等构件连接，形成各种高度或形状的加劲肋，以满足主钢板的不同加劲需求。

(3)竖板与其他钢板构件连接，形成主钢板与其他构件的t型构造，从而代替钢板与钢板之间的t形连接，将角焊缝用水平对接焊缝取代。

(4)正交异性钢板的竖板之间相互连接，形成格室式构件。

(5)正交异性钢板自身对接，可以沿竖板方向对接，竖板与竖板、主钢板与主钢板分别相互连接；也可以在与竖板成一定角度方向上主钢板与主钢板对接，无交叉的竖板不需要连接。

(6)正交异性钢板自身t接，当竖向正交异性钢板的方向与横向正交异性钢板的竖板方向不一致时，横向正交异性钢板的竖板开槽，竖向正交异性钢板的主钢板插入槽口，使两块正交异性钢板的主钢板t接。两块正交异性钢板的竖板可以连接，也可以竖向正交异性钢板的竖板与横向正交异性钢板的主钢板直接连接；当竖向正交异性钢板的方向与横向正交异性钢板的竖板方向一致时，竖向正交异性钢板的主钢板和竖板均与横向正交异性钢板的主钢板连接。

(7)正交异性钢板与普通钢板t形连接，当普通钢板的方向与正交异性钢板的竖板方向不一致时，竖板开槽，普通钢板插入槽口，与正交异性钢板的主钢板连接；当普通钢板的方向与正交异性钢板的加劲肋方向一致时，普通钢板与正交异性钢板的主钢板直接连接。

进一步地，所述的一种正交异性钢板的应用，仅列举出正交异性钢板的典型应用方法，钢结构制造加工时，可以采用单一方法，也可以是上述方法的组合应用。

进一步地，所述的一种正交异性钢板的应用，上述仅以钢板为例进行阐述，对于其他形式的构件，可以参照使用。

进一步地，所述的一种正交异性钢板的应用，仅以焊接为例进行阐述，也可以采用其他的如铆接、螺栓连接等连接方式。

进一步地，所述的一种正交异性钢板的应用方法，连接符合且不限于符合《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》(gb985)、《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》(gb986)、《焊接质量要求金属材料的熔化焊第1部分：选择及使用指南》(gb/t12467.1)、《焊接质量保证金属材料的熔化焊第2部分：完整质量要求》(gb/t12467.1)、《焊接质量保证金属材料的熔化焊第3部分：一般质量要求》(gb/tl2468.3)、《焊接质量保证金属材料的熔化焊第4部分：基本质量要求》(gb/tl2468.4)、《焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级》(gb/t12469-)等相关国家和行业标准的要求。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明适用广泛，应用方便，在建筑、市政、交通、石油、化工、船舶制造等领域均可使用。本发明所提供的技术路线，取消了目前常规钢结构加工制造领域中的钢板和加劲板之间的焊缝，使焊缝数量大量减少，大大简化了钢结构加工制造工作，减少了焊接工作量。同时，解决了目前钢结构加工制造领域的大部分焊缝交叉问题，一方面不需要设置传统钢结构制造领域的过焊孔，避免了过焊孔的应力集中，另一方面大比率地降低了焊缝缺陷及焊接残余应力，从而提高了钢结构的质量，改善了钢结构的疲劳等受力性能，提高了钢结构的制造水平。

附图说明

图1为本发明一种正交异性钢板的总体图。

图2为本发明一种正交异性钢板的断面图及竖板与主钢板连接的细部构造图。

图3为本发明一种正交异性钢板的竖板与其他构件连接的应用示意图。

图4为本发明一种正交异性钢板的竖板之间相互连接，形成格室式构件的应用示意图。

图5为本发明一种正交异性钢板自身沿竖板方向对接的应用示意图。

图6为本发明一种正交异性钢板自身沿与竖板成一定角度方向上主钢板与主钢板对接的应用示意图。

图7为本发明一种正交异性钢板自身t形连接的应用示意图。

图8为本发明一种正交异性钢板及与普通钢板t形连接的应用示意图。

其中：1-主钢板，2-竖板，3-竖板与主钢板的平顺连接，4-竖板与主钢板的夹角，5-与竖板焊接的水平板构件，6-与竖板焊接的t形构件，7-与竖板焊接的球扁钢构件，8-与竖板焊接的竖向板构件，9-与竖板焊接的u形构件，10-与竖板焊接的板构件，11-焊缝。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1-2所示，本实施例中的一种正交异性钢板，包括：

主钢板，具有一定的长度、宽度和厚度，其尺寸、重量及允许偏差符合且不限于符合《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》(gb/t709)、《碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢带》(gb/t3524)、《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板和钢带》(gb/t912)、《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》(gb/t3274)、《厚度方向性能钢板》(gb/t5313)、《彩色涂层钢板及钢带》(gb/t12754)等国家或行业标准的要求。

竖板，具有一定的长度、高度和厚度，与主钢板成一定的夹角，按照一定的间距排列，与主钢板相互连接成整体，连接处采用合理的过渡形状予以平顺衔接。

所述主钢板和竖板，相互连接成一体，是通过一次性轧制成型，而不是将主钢板和竖板两部分通过焊接等方式连接在一起成型，主钢板和竖板之间夹角为大于0°小于或等于90°，竖板在主钢板上的间距，可以相等也可以不相等，采用弧形或其他形状过渡。

所述竖板在主钢板上的布置方式为直线或曲线，竖板形状可以为等厚或者端部薄、连接处厚的非等厚的板状，也可以为其它形状。

所述的正交异性钢板，其材质符合但不限于符合《碳素结构钢》(gb/t700)、《低合金高强度结构钢》(gb/t1591)、《合金结构钢》(gb/t3077)、《厚度方向性能钢板》(gb/t5313)、《焊接结构用耐候钢》(gb/t4172)、《优质碳素结构钢》(gb/t699)、《高耐候结构钢》(gb/t4172)、《耐热钢板》(gb/t4238)等国家标准或行业标准的要求。

上述正交异性钢板采用专用的轧制设备一次轧制成型，主要包括以下步骤：

步骤一，胚料预热：首先对胚料进行精整和称重，然后通过步进式炉中加热；

步骤二，胚料粗轧：将步骤一中预热后的胚料进行除磷，然后通过轧制装置进行粗轧；

步骤三，压制成型：将步骤二中粗轧后的胚料送入成型装置，将胚料压制成所需的正交异性钢板；

步骤四，精整：将步骤三中的成型的带正交异性钢板通过冷却、矫直、缺陷的物理检测和修磨等方式进行精整加工；

步骤五，定尺分切：根据使用的尺寸需求，将步骤四中得到的正交异性钢板进行分切加工；

步骤六，堆垛入库：对步骤五中得到的正交异性钢板进行包装堆叠，然后封装入库。

本实施例中关于正交异性钢板的应用，主要为图3～图8所示的应用方式，也可以是图3～图8所示的应用方式的组合，主要包括以下步骤：

步骤一，放样和号料：根据制造加工构件的尺寸，进行放样，然后检查和核对材料，并在材料上标注加工位置；

步骤二，切割：依据步骤一确定的放样和标注位置，对材料进行切割下料；

步骤三，矫正和成形：将钢结构制作、吊装、运输等过程中产生的变形进行矫正，以利于制作及安装；

步骤四，边缘加工：为了保证焊接质量，以及考虑到装配的准确性，将钢板边缘加工成坡口；

步骤五，组装：把加工好的零件拼装成单个构件；

步骤六，焊接：把各零件焊接在一起。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。