专利名称：空腹型钢的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空腹型钢，属于承重的长条形焊接结构构件，可用作工程结构构件。
现有技术中常用的工程结构构件为工字形断面型钢。用热轧方法生产的工字形断面型钢，即工字钢或H型钢其高度不能太大。工程结构中应用的更高的工字型钢结构是用焊接方法生产的。因其高度较大，为提高构件的稳定性，则需加大腹板的厚度。
中国专利CN，87100148公开了一种结构杆材，它由两块翼板和一块在其间连接的腹板构成。腹板为梯形波浪状，有交替向该杆材两纵向边缘突伸的鼓突部分。与工字形断面型钢相比，这种型钢由于腹板较薄，其重量相对减轻了。所存在的不足之处在于(1)在其主要实施方案中，腹板虽为波浪状，但对每一个横断面实际上仍旧是工字形。这些工字形断面只有少数是左右对称的，而更多的断面为左右非对称。当作用于该结构杆材上的荷载位于翼板的左右对称面内时，对于更多的横断面，荷载不通过断面的弯曲中心，从而使其产生扭转变形，易于发生侧扭屈曲或弯扭屈曲。(2)由于腹板是在纵向上弯折形成的梯形，其两直线相接的转角处，在冷弯成形和受力时产生应力集中，使结构杆材在其全部长度上，强度不一致。(3)该型材焊接主要为曲线焊缝，与直缝焊接相比操作难度大，不易保证质量。
本发明的目的是提供一种抗失稳能力强、在全部长主上承载一致、且易于加工的经济断面空腹型钢。
本发明的目的可以通过以下措施来实现。以腹壳取代工字形断面型钢的腹板。腹壳可以是至少一根椭圆形断面型材构成的、也可以是至少一根由两个半椭圆在短轴处背接成的X形断面型材构成的，其椭圆、半椭圆的长轴垂直于且连接着两翼板，腹壳与两翼板通过焊接连接构成在其横断面上左右对称的型材。
图1为本发明空腹型钢一个实施例的横断面图。
图2为本发明空腹型钢另一个实施例的横断面图。
图3至图6为本发明空腹型钢其它实施例的横断面图。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图所示本发明空腹型钢主要由两条平行的上下翼板1和腹壳2构成。腹壳2可以是至少一根椭圆形断面型材3构成的、也可以是至少一根由两个半椭圆形断面型材在短轴处背接成的X形断面型材构成的，其椭圆、半椭圆的长轴垂直于且连接着两翼板1。腹壳2与两翼板1通过焊接连接构成在其横断面上左右对称的型材。
在图1所示的本发明空腹型钢的实施例1中，两个平行的上下翼板1之间的腹壳2是一根椭圆形断面型材3，其椭圆的长轴垂直于两翼板1，并在该型钢横断面上与两翼板1的垂直对称轴相重合。腹壳2与两翼板1通过四条直缝焊缝相连接。构成腹壳2的椭圆形断面型材3，一般由两个具有完整的长轴的半椭圆形断面型材，在合缝处焊接而成。对于高度较小的空腹型钢，可将薄板直接冷弯成椭圆形断面型材3，焊成椭圆管作为腹壳2。也可将焊接薄壁圆管，冷拔成椭圆管作为腹壳2。
图2所示为本发明空腹型钢的实施例2。两个平行的上下翼板1之间的腹壳2是一根X形断面型材4。X形断面型材4由两个具有完整的长轴的半椭圆形断面型材在短轴处背接焊成。构成腹壳2的X形断面型材4，其两个半椭圆的长轴垂直于两翼板1，其垂直对称轴在该型钢横断面上与两翼板1的垂直对称轴相重合。腹壳2与两翼板1通过四条直缝焊缝相连接。
对于高度较大的空腹型钢可采用图3、图4所示两个实施例的断面形状。在图3中，腹壳2由两根长轴垂直于两翼板1、且并列设置的椭圆形断面型材3在短轴相接触处焊接构成。腹壳2与两翼板1构成在其横断面上左右对称的型材，通过四条直缝焊缝相连接。图4中的腹壳2由两个如实施例2所述的X形断面型材4并例设置而成，其相临的两个半椭圆形断面型材构成一个完整的椭圆，在合缝处相焊接。腹壳2与两翼板1构成在其横断面上左右对称的型材，通过直缝焊缝相连接。
图5、图6所示为本发明空腹型钢的另外两个实施例。它们是由实施例1、实施例2分别在其腹壳2的椭圆形断面型材3的长轴处、X形断面型材4的垂直对称轴处加设连续的筋板5构成的。这两种空腹型钢一般用于高度较大的情况。
本发明空腹型钢根据使用要求，腹壳2还可以由3个、甚至3个以上椭圆形断面形材3或X形断面型材4构成。
本发明空腹型钢与现有技术相比所具有的优点是1、在其横断面上采用左右对称的结构，克服了易产生侧扭屈曲和弯扭屈曲的缺点，抗失稳能力强。2、构成腹壳的椭圆、半椭圆具有较大的曲率半径，减小了冷弯所造成的应力集中，同时该型钢具有不变的横断面，使该型钢在全部长度上承载能力一致。3、焊接可全部采用连续的直缝焊缝，易于加工，从而使质量得到保证。4、与工字型断面型钢相比可节约较多的材料，是一种经济断面型钢。
本发明与现有技术相比所具有的优点还可以通过比较表1-3进一步说明。
表1为现有技术中工字形断面型钢参数表。
表2为实施例1所示本发明空腹型钢参数表。
权利要求
1.一种空腹型钢，具有两条平行的上下翼板，其特征在于以腹壳[2]取代工字形断面型钢的腹板，腹壳[2]可以是至少一根椭圆形断面型材[3]构成的、也可以是至少一根由两个半椭圆在短轴处背接成的X形断面型材[4]构成的，其椭圆、半椭圆的长轴垂直于且连接着两翼板[1]，腹壳[2]与两翼板[1]通过焊接连接构成在其横断面上左右对称的型材。
2.根据权利要求1所述的型钢，其特征在于所述的腹壳[2]可以由一根椭圆形断面型材[3]构成、也可以由一根X型断面型材[4]构成。
3.根据权利要求1所述的型钢，其特征在于所述的腹壳[2]可以由两根并列设置的椭圆形断面型材[3]构成、也可以由两根并列设置的X形断面型材[4]构成。
4.根据权利要求2所述的型钢，其特征在于所述的腹壳[2]在椭圆形断面型材[3]的长轴、X形断面型材[4]的垂直对称轴处有连续的筋板[5]。
全文摘要
本发明涉及一种空腹型钢，以腹壳(2)取代工字形断面型钢的腹板。腹壳(2)可以是至少一根椭圆形断面型材(3)构成的、也可以是至少一根由两个半椭圆在短轴处背接成的X形断面型材(4)构成的，其椭圆、半椭圆的长轴垂直于且连接着两平行的上下翼板(1)，腹壳(2)与两翼板(1)通过焊接连接构成在其横断面上左右对称的型材。该型钢抗失稳能力强、在全部长度上承载能力一致、且易于加工，与工字形断面型钢相比可节约较多的材料，是一种经济断面型钢。
文档编号B21H8/00GK1119134SQ9510496
公开日1996年3月27日 申请日期1995年5月16日 优先权日1995年5月16日
发明者乔端, 李志民 申请人:乔端, 李志民