专利名称:一种新型h型钢的制作方法H型钢是由工字型钢优化发展而成的一种断面力学性能更为优良的经济型断面钢材,因其断面类似于英文字母“H”而得名。H型钢轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小,与普通工字钢比较,具有截面模数大、重量轻、节约金属的优点,因此其广泛应用与工业、建筑、桥梁、起重机械等方面。H型钢一般由两块上下平行设置的翼缘板和一块垂直设置于两块翼缘板之间的腹板组成。目前,市面上的普通H型钢在上下翼缘板之间设置的腹板通常为平直腹板,此种平直腹板,由于其与上下翼缘板平行的横截断面为一条细长的带状受力面,上翼缘板与该平直腹板接触部位的应力较为集中,腹板的抗剪能力较差,容易造成平直腹板的失稳变形,从而影响整个H型钢的受力稳定性,情况恶劣时还可能造成上翼缘板断裂。由于受到上述H型钢平直腹板的结构限制,在钢材耗量一定的前提下,此种H型钢的载重负荷量较小,且其结构稳定性较差。根据实际需要,当H型钢需要增加承载高度或需要增大承载负荷量时,为保证H型钢的有效载重负荷量以及支承结构的稳定性,平直腹板的宽度以及厚度也必须进行一定程度的增厚设计,从而增大平直腹板的横向受力区域,并使H型钢的承载负荷量以及结构稳定性达到要求。但与此同时,平直腹板的增厚设计也势必导致了 H型钢的钢材用量随之增大,增加了 H型钢的生产成本。本领域技术人员可以理解的是,腹板与上翼缘板之间的横向受力区域的增大可以增强整个H型钢的稳定性。但是显而易见的,通过加厚腹板的方式对腹板与上、下翼缘板之间的受力面积进行增加的同时也大大增加了整个H型钢的钢材消耗。综上所述,如何在保证H型钢有效承载能力以及承载稳定性的前提下,更大程度地减少H型钢的钢材消耗量,以降低生产成本,是本领域技术人员亟待解决的问题。
为了更清楚地说明本实用新型实施例,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例提供的H型钢的结构示意图;图2为本实用新型实施例提供的H型钢的波纹型腹板的断面示意图;其中,图1-图2中:1-上翼缘板、2-波纹型腹板、3-下翼缘板、L1-波纹型腹板的横向宽度、L2-上翼缘板的横向宽度、H-波纹型腹板的高度、S1-波纹型腹板的厚度、S2-上翼缘板的厚度、M-折角。[0024]本实用新型的目的在于提供一种H型钢,在保证其有效的承载能力以及承载稳定性的前提下,更大程度地减少H型钢的钢材消耗量,以降低生产成本。下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。请结合图1-图2,其中图1为本实用新型实施例提供的H型钢的结构示意图,图2为本实用新型实施例提供的H型钢的波纹型腹板的断面示意图。本实用新型提供的新型H型钢包括平行设置的上翼缘板I和下翼缘板3,还包括垂直设置于上翼缘板I与下翼缘板3之间且与所述上翼缘板以及下翼缘板固定连接的波纹型腹板,即所述腹板的横截断面为波纹形。应用本实用新型提供的新型H型钢时,下翼缘板3置于支撑本体上,将需要承载的负荷置于上翼缘板1,上翼缘板I和下翼缘板3通过垂直设置于其间的波纹型腹板2支撑连接。上翼缘板I承受的负荷压力通过设置于其下方的波纹型腹板2传递至下翼缘板3,继而传递给支撑本体上。由于腹板的断面为波纹形,波纹型腹板2与上翼缘板I接触的受力面不会像普通的平直腹板一样为一条与上翼缘板I的中心对称轴平行的细长带状受力面,而是一条位于上翼缘板I的中心轴附近的折线形受力区域面。显而易见地,在相同的钢材耗量情况下,波纹型腹板的波纹形受力区域面明显大于平直腹板的细长带状受力区域面,因此,本实用新型提供的新型H型钢的可承载重量较现有的平直腹板的可承载重量明显增大,同时,由于本实用新型提供的此种新型H型钢,其波纹型腹板在与上、下翼缘接触的顶面是往复折回的,能够形成较大的受力区域,因此,产生应力集中的可能性也明显降低,使得其与现有的H型钢相比,承载稳定性也有了很大程度地提高。并且在需要增加H型钢的载重负荷或者需要提升其承载高度时,在将波纹型腹板的高度H增加的同时只需将波纹型腹板的横向宽度LI加大即可,对于腹板的厚度SI可以不做具体的增加,因此本实用新型提供的采用波纹型腹板的H型钢对腹板的厚高比没有具体限制,本领域技术人员可以理解的是,这种通过加大波纹型腹板的横向宽度LI的方式与在使用平直腹板时采用加厚其腹板以增强其载重负荷的方式相比是会节省钢材的。并且根据大量试验数据表明,在具有相同承载能力和稳定性且所述波纹型腹板2的折角为90度的情况下,采用波纹型腹板2相比于平直腹板可以节省百分之二十左右的钢材。与现有技术相比,本实用新型提供的H型钢由于采用了波纹型腹板2,在承载重量一定时,波纹形的受力面保证了其整个H型钢结构的稳定性,并且可以节约大量钢材。优选的,上述实施例中,本领域技术人员容易理解的是,所述波纹型腹板2的横截断面的形状可以是锯齿状折线波形,也可以是半圆弧状波形,当然,还可以是折线与曲线相结合的波形等。总之,只要是能够达到增大腹板受力区域面的效果即可,对于实际波形,可根据不同的具体情况来选取,在此没有具体限定。作为优选地,所述横截断面呈现的波纹型可以设计为周期性重复出现的波纹形,从而可以使整个腹板在折线所延伸的纵向上的受力整体上更为均匀的,进而也保证了位于波纹型腹板上方的上翼缘板的下端面上的受力均匀,进而增加了整个H型钢在纵向结构上的稳定性。另外,值得注意的是,此处所述横截断面是指与上、下翼缘板向平行地横截断面。[0030]当上述本实用新型实施例提供的波纹型腹板的横截断面为折线形时,所述折角M的具体取值可以为大于等于90度且小于180度,显而易见地,折角M的大小直接影响折线波纹的密集程度,进而影响新型H型钢的钢材耗量,将折角M在大于等于90度且小于180度范围内取值,能够进一步在保证整个波纹型腹板的承载能力以及承载稳定性的前提下,降低折线波纹的密集程度,从而进一步降低其钢材耗量。所述波纹型腹板可以是多板块连接的结构形式,也可以是一体式结构。在本实用新型实施例提供的新型H型钢中,为了便于波纹型腹板2与上翼缘板I和下翼缘板3之间的装配,并进一步提高结构稳定性,优选地将波纹型腹板2设计为一体化结构,具体可以采用冲压技术等的制造工艺。由于本实用新型实施例提供的新型H型钢的采用的是波纹型腹板,波纹型腹板与上下翼缘板之间接触面为波纹型区域面,因此,波纹型腹板2与上翼缘板I和下翼缘板3之间采用单面角焊接连接既能够达到有效的焊接效果,单面角焊接对其连接稳定性影响很小。因此,为减小焊接工作量,生产时,可以采用单面角焊接方式对波纹型腹板与上、下翼缘板进行焊接。当然,对于某些对焊接质量要求较高的场合,为了达到更好的焊接效果和更可靠的焊接稳定性,也可以采用双面角焊接。具体的焊接方式可根据使用环境具体选择,在此不作限定。鉴于本新型提供的H型钢采用波纹型腹板的设计形式,其横向稳定性相对于现有技术有很大的提高,对其各个部位的尺寸也相对于之前平直腹板H型钢的尺寸也有更为宽泛的设计范围。具体的,本新型提供的波纹型腹板的厚度介于2mm到IOmm之间,上翼缘板和下翼缘板的厚度可以设计为5mm到40mm之间,波纹型腹板的高度介于400mm到3000mm之间,上翼缘板L2与下翼缘板的宽度介于150mm到800mm之间。另外,作为优选,为了取得更好的支撑效果和更为优越的支撑稳定性,本新型提供的波纹型腹板的宽度具体设计为上翼缘板的横向宽度的十分之一到五分之一之间。相应的,为了在保证本实用新型实施例提供的新型H型钢的承载负荷量以及支撑稳定性的前提下,进一步减小其钢材用量,在此,优选地将波纹型腹板的厚度在波纹型腹板的高度的五百分之一到两百分之一之间进行取值,其具体数值大小可根据具体的应用环境而定。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
一种新型h型钢制作方法
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