[实用新型]圆形复孔钢梁

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型钢梁，它作为重要的工程结构件，广泛应用于各种类型的钢结构及组合结构中。 

背景技术

随着工程技术的进步和材料新品种的增加，型钢梁的设计使用技术始终处在不断的更新发展过程中。型钢梁依据其不同的成型方法，可分为热轧实腹梁、加工成型腹空梁等等。其中，腹孔有规律重复排列的称为复孔钢梁，如腹孔形状为六边形应称为“六边形复孔钢梁”或简称“蜂窝形复孔梁”，腹孔形状为八边形应称为“八边形复孔钢梁”等等，目前分类命名方面存在认识误区。现将热轧实腹钢梁及蜂窝形复孔梁的缺点总结如下：一、热轧实腹梁（热轧型钢）的缺点：（1）由于生产设备和工艺的原因，梁高受到一定的限制（目前我国标准及实际生产最大h=1000mm），由于梁高及跨度限制，使用范围也受到限制（详见附表1）；（2）宽翼、等边型钢无法作为钢梁使用或使用存在不合理性；（3）翼缘钢材料由于梁高的限制难以充分发挥作用；（4）腹板中和轴位置钢材料分布存在一定的赘余性；二、蜂窝形复孔梁的缺点：（1）一定型号及梁高条件下，腹板开孔率受到限制，钢材利用率低（详见附表1）；（2）腹板多边形开孔，转角处存在应力集中缺陷（见附图3所示3、4、5、6等点）；（3）腹板开孔部位存在梁桥，受压时局部稳定性差（见附图3所示4-5）。 

发明内容

本实用新型所要解决的问题是提供圆形复孔钢梁，它既克服了热轧实腹钢梁的缺点，其实腹处惯性矩和空腹处惯性矩都有较大幅度提高，又克服了多边形复孔梁的缺点，钢梁整体刚度提高，圆拱结效应明显，可有效避免应力现象集中发生，钢材利用率可进一步提高。 

本实用新型圆形复孔钢梁，它包括上T形型钢、下T形型钢，上、下T形型钢的腹板对应的位置设置有若干个大小相同的半圆开孔，半圆开孔沿T形型钢的长度方向布置，上下两T形型钢的腹板通过对接部位C、D与A、B对接并焊接形成整板，整板的腹板上形成若干个完整的圆形孔，相邻圆形孔的大小相同、间距相等。 

其中，圆形复孔钢梁的腹孔高度h_O=2R，梁高H=2R+2ht，桥墩宽度W=0.25h_O或0.5h_O（其中：R为圆孔的半径，ht=｛h- R［2-cos（a/2）］｝/2，h为热轧H型钢梁高）。 

本实用新型圆形复孔钢梁的优点是： 

一、相对于实腹钢梁（型钢）：1、主要技术指标有较大幅度提高，详见表1：其中，圆形复孔钢梁实腹处惯性矩：

Is=1/12*B*H³-1/12*(B-t1)*(H-2t2)³+4*0.215*r²*((H-2t2)/2-0.223*r)²（式中r为热轧H型钢轧制圆角）；

圆形复孔钢梁空腹处惯性矩：I_O=Is-1/12*t1*h_O³H（表列圆形复孔钢梁W按0.5h_O和0.25h_O两种方案设计）；

2、设计可选用型号规格范围得到极大的拓展，进一步扩大了钢梁的应用范围，按照热轧H型钢现行标准GB/T11263-2010统计，并以此为基准加工衍生复孔钢梁，圆形复孔钢梁梁高可达1500mm，详见表2；

3、突破了宽翼、等边型钢无法作为钢梁使用或使用存在不合理性的限制，同时也突破了热轧型钢翼缘宽度的限制，（目前热轧型钢钢梁翼缘的最大宽度为300mm）使圆形复孔钢梁的翼缘宽度可选范围拓宽至宽翼型钢的宽度（B-400）。

表1： 

表2   圆形复孔钢梁产品的目录

二、相对于多边形复孔钢梁：1、在材料选型和梁高设计基本相同条件下，圆形复孔钢梁腹孔率高，钢梁自重减轻，钢材利用率提高；2、圆形复孔钢梁腹孔桥趾与梁桥形成一体，圆拱结构效应明显；3、圆形复孔钢梁腹孔整齐，可有效避免应力集中现象发生；4、在不改变腹孔形状的条件下，圆形复孔钢梁腹孔间距及腹孔率可在一定范围内灵活设计；5、圆形复孔钢梁可方便组合梁；6、圆形复孔钢梁建筑、结构空间艺术性好。

附图说明

图1为本实用新型圆形复孔钢梁的立面示意图； 

图2是本实用新型圆形复孔钢梁的截面示意图。

具体实施方式