專利名稱：多邊形孔實腹h型蜂窩鋼梁的制作方法
技術領域：
本發(fā)明專利涉及建筑鋼結構領域一種圓角多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁。
背景技術：
蜂窩梁提高了原實腹梁的抗彎剛度和承載力，同時減輕了結構自重；蜂窩鋼梁為管道設備提供通過空間，降低了建筑層高；且蜂窩梁美觀、透光、通風、對抗震有利。經濟性能方面，蜂窩梁比實腹梁節(jié)約鋼材25% 30%，節(jié)省油漆和運輸安裝費用15% 30% ;蜂窩梁具有桁架結構的經濟性，卻比桁架制作簡單。自20世紀初被用于工程以來，特別是隨著軋制H型鋼的出現(xiàn)，蜂窩梁已被廣泛應用于立體車庫、高層建筑、大跨公共建筑、大跨度走廊等工程，具有非常廣闊的發(fā)展前景和社會經濟價值。現(xiàn)有技術的H型蜂窩鋼梁多采用 六邊形孔或圓形孔，這種結構的特點是六邊形孔蜂窩梁制作簡單，但孔角處存在應力集中，不能充分發(fā)揮鋼材的性能。圓形孔蜂窩梁解決了孔角處應力集中的問題，但圓形孔蜂窩梁需沿腹板切割兩次，增加了制作工序和制作成本，同時圓形孔蜂窩梁損失擴張比，浪費鋼材。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術存在的孔角處存在應力集中、不能充分發(fā)揮鋼材的性能，以及圓形孔蜂窩梁需沿腹板切割兩次，增加了制作工序和制作成本，圓形孔蜂窩梁損失擴張比，浪費鋼材的問題；提供一種多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁；改善多邊形孔蜂窩梁孔角的的受力不合理及圓孔蜂窩梁損失擴張比，具有制作方便，實用性能好、使用可靠的優(yōu)點，適用于建筑鋼結構領域的樓蓋體系，如立體車庫、高層建筑、大跨公共建筑、大跨度走廊等工程。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案一種多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，包括上翼緣，下翼緣，上腹板，下腹板，上翼緣與上腹板連接，下翼緣與下腹板連接，所述上腹板、下腹板上設有與鋼梁軸線平行的直線段、與鋼梁軸線成銳角a的斜線段、與直線段和斜線段相切的圓弧線，所述直線段、斜線段、圓弧線是通過將腹板分別沿直線段、斜線段、圓弧線進行曲線切割制成，所述上腹板的直線段、下腹板的直線段經過位置錯位、配合后通過焊接形成腹板對接焊縫，所述斜線段、直線段和圓弧線形成腹板上的圓角多邊形孔。所述圓弧的半徑R范圍為0 < R < (k-l)h，其中k為擴張比，h為原實腹H型鋼梁高，銳角a的范圍為45° < a <90°。所述鋼梁為H型熱軋鋼梁。所述鋼梁為H型焊接鋼梁，所述焊接鋼梁的翼緣與腹板之間采用角焊縫連接。所述上腹板的直線段、下腹板的直線段之間通過融透對接焊縫焊接。所述鋼梁由同種型號H型鋼梁切割焊接組成。所述鋼梁由兩種不同型號H型鋼梁切割焊接組成，H型蜂窩鋼梁的上翼緣與下翼緣的寬度與厚度不同，或上腹板、下腹板高度不同。通過將兩根不同截面的實腹H型鋼梁按同樣的曲線切割，其中一根切割后用于制作上翼緣和上腹板，另一根切割后用于制作下翼緣和下腹板。所述圓角多邊形孔對中布置，所述H型蜂窩鋼梁為等截面鋼梁。所述圓角多邊形孔采用偏心布置，其中偏心布置圓角多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁是通過實腹H型鋼梁沿偏心的曲線切割，并錯位焊接而成。所述H型蜂窩鋼梁為楔形截面，所述楔形截面的圓角多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，是通過實腹H型鋼梁沿逐漸變化的曲線切割后，將其中一片T型截面錯位后焊接而成的變孔徑楔形截面H型蜂窩鋼梁；或采用與鋼梁軸線成一定角度的曲線切割，將其中一片T型截面轉頭后焊接而成的等孔徑楔形截面H型蜂窩鋼梁。 本發(fā)明工作原理本發(fā)明包括上翼緣，下翼緣，上腹板，下腹板，上翼緣與上腹板連接，下翼緣與下腹板連接，所述上腹板、下腹板上設有與鋼梁軸線平行的直線段、與鋼梁軸線成銳角a為45° 90°角的斜線段、與直線段和斜線段相切的圓弧線，所述直線段、斜線段、圓弧線是通過將腹板分別沿直線段、斜線段、圓弧線進行曲線切割制成，所述上腹板的直線段、下腹板的直線段經過位置錯位、配合后通過焊接形成腹板對接焊縫，所述斜線段、直線段和圓弧線形成腹板上的圓角多邊形孔。所述圓弧的半徑R范圍為0 < R < (k-1)h，所述鋼梁為H型熱軋鋼梁或者為為H型焊接鋼梁，所述上腹板的直線段、下腹板的直線段之間通過融透對接焊縫焊接。所述鋼梁由同種型號H型鋼梁切割焊接組成或者由兩種不同型號H型鋼梁切割焊接組成，H型蜂窩鋼梁的上翼緣與下翼緣的寬度與厚度不同，或上腹板、下腹板高度不同。通過將兩根不同截面的實腹H型鋼梁按同樣的曲線切割，其中一根切割后用于制作上翼緣和上腹板，另一根切割后用于制作下翼緣和下腹板。改善多邊形孔蜂窩梁孔角的的受力不合理及圓孔蜂窩梁損失擴張比，具有制作方便，實用性能好、使用可靠的優(yōu)點，適用于建筑鋼結構領域的樓蓋體系，如立體車庫、高層建筑、大跨公共建筑、大跨度走廊等工程。本發(fā)明的有益效果I.圓角多邊形孔蜂窩梁改善了普通多邊形孔蜂窩梁孔角處應力集中現(xiàn)象；2.圓角多邊形孔蜂窩梁僅需沿腹板一次切割和焊接，避免了圓孔蜂窩梁需沿腹板切割兩次，并避免了圓孔蜂窩梁對截面擴張比造成的損失；3.根據(jù)沿腹板切割曲線的不同，形成多次造型美觀、受力合理的孔型，增加建筑的結構美感；4.具有制作方便，經濟合理、使用可靠的優(yōu)點，適用于多種建筑鋼結構領域的樓蓋體系，如立體車庫、高層建筑、大跨公共建筑、大跨度走廊等工程。
圖I是腹板切割線示意圖；圖2是圓角矩形孔蜂窩鋼梁腹板切割線示意圖；圖3是圖2的蜂窩鋼梁焊接結構示意圖；圖4是圓角六邊形孔蜂窩鋼梁腹板切割線示意圖；圖5是圖4的蜂窩鋼梁焊接結構示意圖6是型號1#H型蜂窩鋼梁腹板切割線示意圖；圖7是圖6的左視圖；圖8是型號2#H型蜂窩鋼梁腹板切割線示意圖；圖9是圖8的左視圖；圖10是型號1#H型蜂窩鋼梁腹板、型號2#H型蜂窩鋼梁焊接結構示意圖；圖11是圖10的左視圖；圖12是變孔徑楔形截面H型蜂窩鋼梁腹板切割線示意圖；圖13是圖12的蜂窩梁焊接結構示意圖； 圖14是等孔徑楔形截面H型蜂窩鋼梁腹板切割線示意圖；圖15是圖14的等孔徑楔形截面H型蜂窩梁焊接結構示意圖；圖16是偏心布置圓角多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁腹板切割線示意圖；圖17是圖16的偏心布置圓角多邊形孔H型蜂窩梁焊接結構示意圖；圖中，I.上翼緣，2.下翼緣，3.上腹板，4.下腹板，5.圓角多邊形孔，6.斜線段，7.直線段，8.圓弧線，9.腹板對接焊縫。
具體實施例方式下面結合附圖與實施例對本發(fā)明做進一步說明。實施例I，一種多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，如圖1，圖2，圖3所示，為圓角矩形孔蜂窩鋼梁，包括上翼緣1，下翼緣2，上腹板3，下腹板4，上翼緣I與上腹板3連接，下翼緣2與下腹板4連接，所述上腹板3、下腹板4上設有與鋼梁軸線平行的直線段7、與鋼梁軸線為45° < a <90°的斜線段6、與直線段7和斜線段6相切的圓弧線8，所述直線段7、斜線段6、圓弧線8是通過將腹板分別沿直線段7、斜線段6、圓弧線8進行曲線切割制成，所述上腹板3的直線段7、下腹板4的直線段7經過位置錯位、配合后通過焊接形成腹板對接焊縫9，所述斜線段6、直線段7和圓弧線8形成腹板上的圓角多邊形孔5。所述圓弧8的半徑R范圍是0 < R < (k-l)h。所述鋼梁為H型熱軋鋼梁或者為H型焊接鋼梁，所述焊接鋼梁的翼緣與腹板之間采用角焊縫連接。所述上腹板3的直線段7、下腹板4的直線段7之間通過融透對接焊縫焊接。所述鋼梁由同種型號H型鋼梁切割焊接組成。所述圓角多邊形孔5對中布置，所述H型蜂窩鋼梁為等截面鋼梁。實施例2，一種多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，如圖4，圖5所示，為圓角六邊形孔蜂窩鋼梁，其它參照實施例1，在此不再贅述。實施例3，一種多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，如圖6至圖11所示，所述鋼梁由兩種不同型號H型鋼梁切割焊接組成，H型蜂窩鋼梁的上翼緣I與下翼緣2的寬度與厚度不同，或上腹板3、下腹板4高度不同。通過將兩根不同截面的實腹H型鋼梁按同樣的曲線切割，其中一根切割后用于制作上翼緣I和上腹板3，另一根切割后用于制作下翼緣2和下腹板4。其它參照實施例1，在此不再贅述。實施例4，一種多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，如圖12至圖15所示，所述H型蜂窩鋼梁為楔形截面，所述楔形截面的圓角多邊形孔5H型蜂窩鋼梁，是通過實腹H型鋼梁沿逐漸變化的曲線切割后，將其中一片T型截面錯位后焊接而成的變孔徑楔形截面H型蜂窩鋼梁；或采用與鋼梁軸線成一定角度的曲線切割，將其中一片T型截面轉頭后焊接而成的等孔徑楔形截面H型蜂窩鋼梁。其它參照實施例1，在此不再贅述。實施例5，一種多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，如圖16至圖17所示，所述圓角多邊形孔5采用偏心布置，其中偏心布置圓角多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁是通過實腹H型鋼梁沿偏心的曲線切割，并錯位焊接而成。其它參照實施例1，在此不再贅述。上述雖然結合附圖對發(fā)明的具體實施方式
進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍 的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內。
權利要求
1.一種多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，包括上翼緣，下翼緣，上腹板，下腹板，上翼緣與上腹板連接，下翼緣與下腹板連接，其特征是，所述上腹板、下腹板上設有與鋼梁軸線平行的直線段、與鋼梁軸線成銳角α的斜線段、與直線段和斜線段相切的圓弧線，所述直線段、斜線段、圓弧線是通過將腹板分別沿直線段、斜線段、圓弧線進行曲線切割制成，所述上腹板的直線段、下腹板的直線段經過位置錯位、配合后通過焊接形成腹板對接焊縫，所述斜線段、直線段和圓弧線形成腹板上的圓角多邊形孔。
2.如權利要求I所述的多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，其特征是，所述圓弧的半徑R范圍為0<R<(k-l)h，其中k為擴張比，h為原實腹H型鋼梁高；所述銳角α的范圍為45°< α < 90°。
3.如權利要求I所述的多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，其特征是，所述鋼梁為H型熱軋鋼梁。
4.如權利要求I所述的多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，其特征是，所述鋼梁為H型焊接鋼梁，所述焊接鋼梁的翼緣與腹板之間采用角焊縫連接。
5.如權利要求I所述的多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，其特征是，所述上腹板的直線段、下腹板的直線段之間通過融透對接焊縫焊接。
6.如權利要求I所述的多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，其特征是，所述鋼梁由同種型號H型鋼梁切割焊接組成。
7.如權利要求I所述的多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，其特征是，所述鋼梁由兩種不同型號H型鋼梁切割焊接組成，H型蜂窩鋼梁的上翼緣與下翼緣的寬度與厚度不同，或上腹板、下腹板高度不同。
8.如權利要求I所述的多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，其特征是，所述圓角多邊形孔對中布置，所述H型蜂窩鋼梁為等截面鋼梁。
9.如權利要求I所述的多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，其特征是，所述圓角多邊形孔采用偏心布置，其中偏心布置圓角多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁是通過實腹H型鋼梁沿偏心的曲線切割、并錯位焊接而成。
10.如權利要求I所述的多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，其特征是，所述H型蜂窩鋼梁為楔形截面，所述楔形截面的圓角多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，是通過實腹H型鋼梁沿逐漸變化的曲線切割后，將其中一片T型截面錯位后焊接而成的變孔徑楔形截面H型蜂窩鋼梁；或采用與鋼梁軸線成一定角度的曲線切割，將其中一片T型截面轉頭后焊接而成的等孔徑楔形截面H型蜂窩鋼梁。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多邊形孔實腹H型蜂窩鋼梁，包括上翼緣，下翼緣，上腹板，下腹板，上翼緣與上腹板連接，下翼緣與下腹板連接，所述上腹板、下腹板上設有與鋼梁軸線平行的直線段、與鋼梁軸線成銳角α的斜線段、與直線段和斜線段相切的圓弧線，所述直線段、斜線段、圓弧線是通過將腹板分別沿直線段、斜線段、圓弧線進行曲線切割制成，所述上腹板的直線段、下腹板的直線段經過位置錯位、配合后通過焊接形成腹板對接焊縫，所述斜線段、直線段和圓弧線形成腹板上的圓角多邊形孔；改善多邊形孔蜂窩梁孔角的的受力不合理及圓孔蜂窩梁損失擴張比，具有制作方便、使用可靠的優(yōu)點，適用于建筑鋼結構領域的樓蓋體系。
文檔編號E04C3/08GK102704620SQ20121021823
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權日2012年6月28日
發(fā)明者王培軍, 馬寧 申請人:山東大學