CN103572892A - 双肢拼合冷弯薄壁型钢高效构件 - Google Patents
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Abstract
一种双肢拼合冷弯薄壁型钢高效构件，它包括两个由上腹板、加劲肋、下腹板、翼缘、卷边和再卷边构成的Σ型腹板加劲冷弯薄壁复杂卷边槽钢开口构件，其特征是Σ型腹板加劲冷弯薄壁复杂卷边槽钢开口构件呈背靠背、或面对面形式双肢拼合为一体，其连接方式是通过自攻螺钉将上腹板、下腹板相连接，或通过焊接的方式将卷边焊接在一起，本发明的优点是；当用作受压构件时，通过“背靠背”的双肢拼合形式可以明显地减小了腹板高厚比，使得构件受压承载力明显加强，即拼合后的构件承载力较两个单肢构件承载力之和有显著提升。与单肢构件相比，改善了单肢开口构件抗扭能力差、两主轴惯性矩差别较大等不足，钢板的多次弯折也能够为内部混凝土提供更强的环向约束，增强对混凝土的紧箍力从而提高组合截面的承载力。
Description
技术领域
本发明涉及冷弯薄壁型钢构件技术领域，特别是一种双肢拼合冷弯薄壁型钢高效构件。
技术背景
冷弯薄壁型钢是指在室温下，将较薄的钢板或钢带通过辊轧或冲压弯折成各种不同截面形式的型钢，冷弯薄壁型钢构件结构重量轻，运输安装方便，施工劳动强度低，可降低结构及基础的造价，满足装配式要求，与同样面积的热轧型钢相比，冷弯薄壁型钢截面形式灵活多样且更易于加工成型，其回转半径可增大50%以上，惯性矩和面积矩可增大50～180%左右，因而更能充分地利用材料的力学物理性能并节约钢材，此外，冷弯薄壁型钢房屋抗震性能好，使用空间大，符合环保绿色建筑要求。以上优点使得在荷载相对较轻的低层建筑中采用冷弯薄壁型钢结构构件可以获得更加经济的效果。
冷弯薄壁型钢构件在建筑中的应用始于19 世纪五十年代的美国和英国，在房屋建筑中主要用于框架、刚架、桁架、网架、梁、柱等主要承重构件，也用作檩条、墙体梁、柱、屋面板、墙板、龙骨、门窗等次要受力构件和围护结构。若全部构件均采用冷弯薄壁型钢，建成的建筑一般在4 层以下，在美国常见的为1～2 层的民用建筑，主要用作别墅、住宅、学校、医院及商业建筑等，冷弯薄壁型钢在国外发达国家建筑业中已占据其建筑用钢的40－70％。但是，目前常用的冷弯薄壁型钢截面形式多为C形槽钢或普通卷边槽钢，其腹板高厚比较大，在钢材未充分达到极限强度前先发生板件的失稳破坏，导致钢材利用率不高。双肢拼合形式的冷弯型钢组合结构作为主要承重构件，被广泛应用于冷弯型钢结构住宅墙体边角处、门窗洞口等需加强的部位。但是，目前对于组成拼合形式的单肢构件来说，截面形式多为C形槽钢或普通卷边槽钢，其腹板高厚比较大，在钢材未充分达到极限强度前先发生板件的失稳破坏，直接影响到整个拼合截面的稳定性能。
发明内容：
本发明的目的是提供一种利用腹板中间Σ形加劲复杂卷边槽钢拼合而成的双肢拼合冷弯薄壁型钢高效构件。
本发明是这样实现的，它包括两个由上腹板、加劲肋、下腹板、翼缘、卷边和再卷边构成的Σ型腹板加劲冷弯薄壁复杂卷边槽钢开口构件，其特征是Σ型腹板加劲冷弯薄壁复杂卷边槽钢开口构件呈背靠背、或面对面形式双肢拼合为一体，其连接方式是通过自攻螺钉将上腹板、下腹板相连接，或通过焊接的方式将卷边焊接在一起。
本发明的优点是；当用作受压构件时，通过“背靠背”的双肢拼合形式可以明显地减小了腹板高厚比，使得构件受压承载力明显加强，即拼合后的构件承载力较两个单肢构件承载力之和有显著提升。与单肢构件相比，改善了单肢开口构件抗扭能力差、两主轴惯性矩差别较大等不足，使得此类构件不再仅局限于轴压条件，在压弯条件下也同样适用，从经济效益角度来看，拼合后的构件截面绕强轴和弱轴的长细比更趋于接近，即构件绕弱轴的稳定承载力相对提升，使绕强轴部分的钢材得到充分利用。此外，拼合后构件的中空部分也为管道的铺设提供了便利；当用作受弯构件时，通过“面对面”的双肢拼合形式。这种截面形式的卷边尺寸可取为翼缘长度的35%-40%，被加劲肋分隔后的上、下腹板高度可取与卷边尺寸近似相等。相较于现有的双肢拼合构件，这种设计形式强化了翼缘，使得构件受弯承载力明显加强。与单肢构件相比，本发明增强了构件截面的抗扭刚度，使截面绕弱轴的稳定承载力相对提升，即绕强轴部分的钢材得到充分利用，经济效益显著。此外，当以冷弯薄壁型钢为模板，在其内部浇筑混凝土时，再卷边的设置增大了钢板与混凝土的接触面积，加强了钢材与混凝土之间的粘结；钢板的多次弯折也能够为内部混凝土提供更强的环向约束，增强对混凝土的紧箍力从而提高组合截面的承载力。
附图说明
以下结合附图对本发明做进一步的说明；
图1是“背靠背”双肢拼合冷弯薄壁型钢高效构件的结构示意图，
图2是“面对面”双肢拼合冷弯薄壁型钢高效构件的结构示意图。
具体实施方式
如图1—2所示，该双肢拼合冷弯薄壁型钢高效构件上腹板1、加劲肋2、下腹板3、翼缘4、卷边5和再卷边6构成的Σ型腹板加劲冷弯薄壁复杂卷边槽钢开口构件，Σ型腹板加劲冷弯薄壁复杂卷边槽钢开口构件呈“背靠背”、或“面对面”形式双肢拼合为一体，其连接方式是通过自攻螺钉7将上腹板1、下腹板3相连接，或通过焊接的方式将卷边5焊接在一起。
Claims (1)
1.一种双肢拼合冷弯薄壁型钢高效构件，它包括两个由上腹板、加劲肋、下腹板、翼缘、卷边和再卷边构成的Σ型腹板加劲冷弯薄壁复杂卷边槽钢开口构件，其特征是Σ型腹板加劲冷弯薄壁复杂卷边槽钢开口构件呈背靠背、双肢拼合为一体，其连接方式是通过自攻螺钉将上腹板、下腹板相连接，或通过焊接的方式将卷边焊接在一起。
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