一種加勁的圓形復孔鋼梁的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種加勁的圓形復孔鋼梁，它包括若干根圓形復孔鋼梁、鋼管，鋼管的數量與每根圓形復孔鋼梁的圓孔的數量相等，鋼管橫向設置在鋼梁的圓孔內，其伸出鋼梁腹板左右兩側的距離相等，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面沿圓周焊接。本新型加勁的圓形復孔鋼梁，有以下優點：1、可有效消除因梁高增大和腹板開孔而導致的鋼梁在平面外穩定性較普通的實腹鋼梁有所改變的影響，使復孔鋼梁計算更嚴格遵守和服從平面假定的基本規定；2、圓形復孔鋼梁通過鋼管加勁后，可有效避免鋼梁的圓形開孔在復雜受力條件下，腹孔沿圓周首先產生屈曲或是拉裂的極限破壞形式的發生，腹孔的圓拱效應明顯。
【專利說明】一種加勁的圓形復孔鋼梁
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種新型的圓形復孔鋼梁，它可在建筑、橋梁等鋼結構工程領域中進一步擴大使用范圍。
【背景技術】
[0002]圓形復孔鋼梁相對于實腹梁，其腹孔處慣性矩、實腹處慣性矩都有很大的提高，圓形復孔鋼梁為腹空鋼梁系列產品中各項主要性能最優的復孔梁類型，但是由于其是建立在平面假定基礎之上，隨著鋼梁梁高的增大和腹板開孔，復孔鋼梁在平面外穩定性較普通的實腹鋼梁實際上會有所改變；圓形復孔鋼梁的圓形開孔為切割邊，雖然沒有多邊形開孔在轉角處應力集中的缺陷，但仍然存在復雜受力條件下，腹孔沿圓周首先產生屈曲或是拉裂的極限破壞形式；圓形復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，橋墩部分的穩定性仍然需要重點予以考慮。

【發明內容】

[0003]本實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孔鋼梁，它的各項主要性能相當于實腹鋼梁，從而克服【背景技術】里提出的缺陷。
[0004]本新型一種加勁的圓形復孔鋼梁，它包括若干根圓形復孔鋼梁、鋼管，鋼管的數量與每根圓形復孔鋼梁的圓孔的數量相等，鋼管橫向設置在鋼梁的圓孔內，其伸出鋼梁腹板左右兩側的距離相等，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面沿圓周焊接。
[0005]本新型加勁的圓形復孔鋼梁，有以下優點:1、可有效消除因梁高增大和腹板開孔而導致的鋼梁在平面外穩定性較普通的實腹鋼梁有所改變的影響，使復孔鋼梁計算更嚴格遵守和服從平面假定的基本規定；2、圓形復孔鋼梁通過鋼管加勁后，可有效避免鋼梁的圓形開孔在復雜受力條件下，腹孔沿圓周首先產生屈曲或是拉裂的極限破壞形式的發生，腹孔的圓拱效應明顯；3、復孔間的橋墩抗水平方向剪力的能力提高，橋墩部分的穩定性進一步改善。
[0006]本新型鋼梁在標準圓形復孔鋼梁的圓形腹孔內加上鋼管，進一步提高鋼梁的整體剛度及強度；除此之外，在鋼梁產品設計或按實際使用需要進行小腹孔設計時(受壓區腹板自由邊偏大)，如穩定性驗算不滿足，亦可通過上述方法對圓形復孔加勁，達到加勁后滿足穩定性的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是單根圓形復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孔鋼梁，它包括若干根圓形復孔鋼梁1、鋼管2，鋼管2的數量與每根圓形復孔鋼梁I的圓孔的數量相等，鋼管2橫向設置在鋼梁I的圓孔內，其伸出鋼梁I腹板左右兩側的距離相等，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計算確定。
[0016]當圓形復孔鋼梁為一根時，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孔鋼梁，有以下優點:1、可有效消除因梁高增大和腹板開孔而導致的鋼梁在平面外穩定性較普通的實腹鋼梁有所改變的影響，使復孔鋼梁計算更嚴格遵守和服從平面假定的基本規定；2、圓形復孔鋼梁通過鋼管加勁后，可有效避免鋼梁的圓形開孔在復雜受力條件下，腹孔沿圓周首先產生屈曲或是拉裂的極限破壞形式的發生，腹孔的圓拱效應明顯；3、復孔間的橋墩抗水平方向剪力的能力提高，橋墩部分的穩定性進一步改善。
[0017]另外，單一復孔鋼梁隨著梁高的增大，到達極限時，其應用跨度及承載力亦隨之到達極限，如何繼續提高鋼梁的承載能力，垂直梁高方向擴大鋼梁受力面積，即采用組合梁可進一步實現鋼梁的承載能力提高；熱軋實腹鋼梁的寬度受軋制設備的限制，目前最大鋼梁寬度限于300_以內，隨著梁高的增大，梁寬需要相應的擴大；而目前單一鋼梁如何組合形成復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方式，當圓形復孔鋼梁為兩根時，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。這樣當圓形復孔鋼梁通過鋼管的連接形成組合梁后，因垂直梁高方向擴大了鋼梁實際受力面積，鋼梁的承載能力進一步提高；同時，圓形復孔鋼梁組合梁突破了熱軋實腹鋼梁寬度受軋制設備的限制，組合梁寬度可進一步向400mm、500mm、600mm延伸，極大拓寬了寬翼鋼梁的規格范圍和使用范圍。圓形復孔鋼梁組合梁實現了單一鋼梁組合形成復合鋼梁的突破，組合鋼梁再組合，則可形成型鋼組合板梁，實現橋梁鋼結構方面的應用創新。
[0019]當然，本新型還可以推廣到三根以上的鋼梁，即當圓形復孔鋼梁為至少三根時(gpη≥3時)，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孔鋼梁整體受力性能好，整體及局部穩定性均明顯提高。本產品設計方法是運用幾何及力學基礎理論，向應用【技術領域】進一步延伸使用技巧，并通過系統分析鋼梁形成方法及優化后的最新應用設計方法。
【權利要求】
1.一種加勁的圓形復孔鋼梁，其特征是:它包括若干根圓形復孔鋼梁(1)、鋼管(2)，鋼管(2)的數量與每根圓形復孔鋼梁(1)的圓孔的數量相等，鋼管(2)橫向設置在鋼梁(1)的圓孔內，其伸出鋼梁(1)腹板左右兩側的距離相等，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面沿圓周焊接。
2.根據權利要求1所述的圓形復孔鋼梁，其特征是:鋼管的厚度=(0.8-1.(Otpt1S單根梁的腹孔厚度。
3.根據權利要求1所述的圓形復孔鋼梁，其特征是:當圓形復孔鋼梁為一根時，鋼管的長度=3t1; h為單根梁的腹孔厚度。
4.根據權利要求1所述的圓形復孔鋼梁，其特征是:當圓形復孔鋼梁為兩根時，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.根據權利要求1所述的圓形復孔鋼梁，其特征是:當圓形復孔鋼梁為至少三根時(即n ^ 3時)，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 優先權日:2013年12月11日
【發明者】范國利, 李慶中 申請人:范國利