CN103422613B - 波形钢腹板钢结构简支工字梁 - Google Patents

波形钢腹板钢结构简支工字梁 Download PDF

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本发明涉及工字梁，公开了一种波形钢腹板钢结构简支工字梁，梁体包括一块波形钢腹板（2）、上翼缘钢板（1）、下翼缘钢板（3），封头端板（4），所述的波形钢腹板（2）设置在上翼缘钢板（1）与下翼缘钢板（3）之间，上翼缘钢板（1）与波形钢腹板（2）通过焊接连接，波形钢腹板（2）与下翼缘钢板（3）通过焊接连接。本发明通过设置封头端板，提高梁体的横截面刚度和连接端的强度，腹板的波形通过直线段、过渡段、圆弧段三部分组成，其中过渡段能够有效的连接直线段与圆弧转角，解决直线段与圆弧段直接连接时应力集中的问题，同时简支梁之间采用连体而不连续的结构，有效防止超载车及大荷载作用下或地震作用下的梁体掉落现象。

Description

波形钢腹板钢结构简支工字梁
技术领域
本发明涉及工字梁，尤其涉及了一种波形钢腹板钢结构简支工字梁。
背景技术
传统的工字梁或钢箱梁根据抗剪屈曲的要求，腹板的高厚比一般在100：1左右，梯形波形钢腹板由于极强的抗剪和抗屈曲性能，其高厚比可达300：1及以上。现有的波形钢腹板工字梁中采用的波形钢腹板，其腹板的波形都是由直线段与圆弧段组成，在直线段与圆弧段的连接部分容易产生应力集中。
发明内容
本发明针对现有技术中波形钢腹板简支工字梁容易产生应力集中等缺点，提供了一种通过设置封头端板，提高梁体的横截面刚度和连接端的强度，腹板的波形通过直线段、过渡段、圆弧段三部分组成，其中过渡段能够有效的连接直线段与圆弧段，解决直线段与圆弧段直接连接时应力集中的问题，同时简支梁之间采用连体而不连续的结构，有效防止超载车及大荷载作用下或地震作用下的梁体掉落现象的波形钢腹板钢结构简支工字梁。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
波形钢腹板钢结构简支工字梁，梁体包括一块波形钢腹板、上翼缘钢板、下翼缘钢板，封头端板，所述的波形钢腹板设置在上翼缘钢板与下翼缘钢板之间，上翼缘钢板与波形钢腹板通过焊接连接，波形钢腹板与下翼缘钢板通过焊接连接。
作为优选，所述的上翼缘钢板、下翼缘钢板表面粗糙度为70-350μm。
作为优选，所述的波形钢腹板为带过渡段及圆弧转角的连续梯形波折钢板，过渡段位于直线段与圆弧转角之间，圆弧转角半径为r，过渡段的半径为R，R为渐变半径，R为∞—r。
作为优选，所述的波形钢腹板沿波高方向的切点连线长度为LAB，沿波长方向的切点连线长度为LBC，LAB≥LBC。
作为优选，所述的封头端板与波形钢腹板、上翼缘钢板、下翼缘钢板焊接。
简支工字梁的一端设有插头，另一端设有插孔，相邻简支工字梁之间通过插头与插孔配合连接。
作为优选，所述的插头上设有倒钩，插孔为内凹式。
作为优选，所述的插头为柱体，插孔为与插头配合空心插管。
作为优选，所述的上翼缘钢板的厚度大于或小于下翼缘钢板的厚度。
作为优选，所述的上翼缘钢板、下翼缘钢板沿波形钢腹板波长方向均为拱形。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本发明通过设置封头端板，提高梁体的横截面刚度和连接端的强度，腹板的波形通过直线段、过渡段、圆弧段三部分组成，其中过渡段能够有效的连接直线段与圆弧转角，解决直线段与圆弧段直接连接时应力集中的问题，同时简支梁之间采用连体而不连续的结构，有效防止超载车及大荷载作用下或地震作用下的梁体掉落现象。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是图1的中波形钢腹板结构示意图。
图3是图2的I部放大图。
图4是图1的左视图。
图5是相邻简支梁之间的连接示意图。
图6是图5中II部放大图。
图7是图5中III部放大图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—上翼缘钢板、2—波形钢腹板、3—下翼缘钢板、4—封头端板、21—圆弧转角、22—过渡段、23—直线段、24—插头、25—插孔。
具体实施方式
下面结合附图1至图7与实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1
波形钢腹板钢结构简支工字梁，如图1至图6所示，梁体包括一块波形钢腹板2、上翼缘钢板1、下翼缘钢板3，封头端板4，所述的波形钢腹板2设置在上翼缘钢板1与下翼缘钢板3之间，上翼缘钢板1与波形钢腹板2通过焊接连接，波形钢腹板2与下翼缘钢板3通过焊接连接。
上翼缘钢板1、下翼缘钢板3表面粗糙度为70-350μm。增加上翼缘钢板1、下翼缘钢板3表面粗糙度，高粗糙度能明显增加涂层的附着力。
波形钢腹板2为带过渡段22及圆弧转角21的连续梯形波折钢板，过渡段22位于直线段23与圆弧转角21之间，圆弧转角21半径为r，过渡段22的半径为R，R为渐变半径，R为∞—r。过渡段22与直线段23相连一端，半径为R为趋向无穷大；过渡段22与圆弧转角21相连一端，半径为R为趋向等于r，因此，由直线段23至圆弧转角21，过渡段22的半径R为从无穷大逐渐减小至等于r，从而使得直线段23与圆弧转角21更加平稳过渡，减少应力集中。腹板的波形通过直线段、过渡段、圆弧段三部分组成，其中过渡段能够有效的连接直线段与圆弧转角，解决直线段与圆弧段直接连接时应力集中的问题，适合于工业化批量制造，模具及制造成本较低。
波形钢腹板2沿波高方向的切点连线长度为LAB，沿波长方向的切点连线长度为LBC，LAB≥LBC。波形钢腹板2沿波高方向的切点连线长度等于或略大于沿波长方向的切点连线长度，即LAB≥LBC的设计使波形钢板的抗剪强度和用钢量达到良好的性价比，如果波长方向过长，即LBC≥LAB则抗剪性能明显降低，而波长方向过短，则用钢量明显增大。因此，采用LAB≥LBC的设计，既能够在保证抗剪强度，又能够尽量减少钢材用量。
封头端板4与波形钢腹板2、上翼缘钢板1、下翼缘钢板3焊接。通过设置封头端板4，提高梁体的横截面刚度和连接端的强度。
简支工字梁的一端设有插头24，另一端设有插孔25，相邻简支工字梁之间通过插头24与插孔25配合连接。通过插头24与插孔25配合，形成连体而不连续的结构，能有效防止超载车及大荷载作用下或地震作用下的梁体掉落现象。
插头24为柱体，插孔25为与插头24配合空心插管。
上翼缘钢板1的厚度大于下翼缘钢板3的厚度。因受压区需考虑屈曲，受拉区则不用考虑屈曲，所以传统的受拉区与受压区的用钢量或截面面积相同，使受拉区零件存在功能富余现象，是不科学和不经济的，受压区用钢量适当增大，有利于构件的受压、受拉零件的功能充分发挥，达到较高的性价比。上翼缘钢板1的厚度大于下翼缘钢板3的厚度时，其为普通工字梁，上翼缘钢板1承受压力。
上翼缘钢板1、下翼缘钢板3沿波形钢腹板2波长方向均为拱形。上翼缘钢板1、下翼缘钢板3均为拱形，有利于构件受力，抵消承载情况下构件下挠，提高工字梁的整体结构强度。
实施例2
如图1至图5、7所示，本实施例与实施例1的区别在于：插头24上设有倒钩，插孔25为内凹式。上翼缘钢板1的厚度小于下翼缘钢板3的厚度。此时，下翼缘钢板3作为承压面，其主要的结构形式为悬臂梁。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (6)

1.波形钢腹板钢结构简支工字梁，梁体包括一块波形钢腹板(2)、上翼缘钢板(1)、下翼缘钢板(3)，封头端板(4)，其特征在于：所述的波形钢腹板(2)设置在上翼缘钢板(1)与下翼缘钢板(3)之间，上翼缘钢板(1)与波形钢腹板(2)通过焊接连接，波形钢腹板(2)与下翼缘钢板(3)通过焊接连接；所述的波形钢腹板(2)为带过渡段(22)及圆弧转角(21)的连续梯形波折钢板，过渡段(22)位于直线段(23)与圆弧转角(21)之间，圆弧转角(21)半径为r，过渡段(22)的半径为R，R为渐变半径，R为∞—r；所述的波形钢腹板(2)沿波高方向的切点连线长度为LAB，沿波长方向的切点连线长度为LBC，LAB≥LBC；所述的上翼缘钢板(1)、下翼缘钢板(3)沿波形钢腹板(2)波长方向均为拱形；所述的梁体的一端设有插头(24)，另一端设有插孔(25)，相邻简支工字梁之间通过插头(24)与插孔(25)配合连接。
2.根据权利要求1所述的波形钢腹板钢结构简支工字梁，其特征在于：所述的上翼缘钢板(1)、下翼缘钢板(3)表面粗糙度为70-350μm。
3.根据权利要求1所述的波形钢腹板钢结构简支工字梁，其特征在于：所述的封头端板(4)与波形钢腹板(2)、上翼缘钢板(1)、下翼缘钢板(3)焊接。
4.根据权利要求1所述的波形钢腹板钢结构简支工字梁，其特征在于：所述的插头(24)上设有倒钩，插孔(25)为内凹式。
5.根据权利要求1所述的波形钢腹板钢结构简支工字梁，其特征在于：所述的插头(24)为柱体，插孔(25)为与插头(24)配合空心插管。
6.根据权利要求1所述的波形钢腹板钢结构简支工字梁，其特征在于：所述的上翼缘钢板(1)的厚度大于或小于下翼缘钢板(3)的厚度。
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