CN112982144A - 一种宽腹板工字钢结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种宽腹板工字钢结构，通过在腹板上设置凸出段，提高腹板的整体受力性能，而在腹板的凸出段与上翼缘和下翼缘之间分别设置左上梁、左下梁、右上梁、右下梁，形成超静定受力体系，设置阻尼筒，实现弹性阻尼耗能，从而提高工字钢结构整体受力性能，避免工字钢的结构破坏。

Description

一种宽腹板工字钢结构

技术领域：本发明涉及桥梁工程领域，具体涉及一种宽腹板工字钢结构。

背景技术：工字钢是常见的工程结构梁体系，其通常包括上翼缘、下翼缘和腹板，其中上翼缘下翼缘一般面积较大，而腹板则一般较高，由于腹板正在受弯作用下，容易产生破坏，为了对工字钢进行加固，一般可以选择提高腹板的强度，例如设置双腹板，或者提高腹板材质的抗拉强度等等，但上述方式加固效果有限，不能有效避免工字钢的破坏，为了实现对工字钢受力体系的加固，有必要设计一种有效的加固方式，以提高其受力性能。

发明内容：本发明针对现有技术的问题，提供一种宽腹板工字钢结构。

本发明提供一种宽腹板工字钢结构，所述工字钢包括上翼缘、下翼缘和腹板，所述腹板位于上翼缘和下翼缘之间，所述腹板的上端与上翼缘固定连接，所述腹板的下端与下翼缘固定连接，所述腹板包括左上壁、左第一斜壁、左平直壁、左第二斜壁、左下壁、右上壁、右第一斜壁、右平直壁、右第二斜壁、右下壁，其中左第一斜壁、左平直壁、左第二斜壁和右第一斜壁、右平直壁、右第二斜壁形成腹板向外凸出的部分，从而形成宽腹板结构，所述左上壁与右上壁与上翼缘连接，所述左下壁和右下壁与下翼缘连接，所述左上壁、左第一斜壁、左平直壁、左第二斜壁、左下壁在腹板左侧依次连接设置，所述右上壁、右第一斜壁、右平直壁、右第二斜壁、右下壁在腹板右侧依次连接设置，在所述腹板与所述上翼缘的左侧部分设置左上梁，在所述腹板与所述下翼缘的左侧部分设置左下梁，在所述腹板与所述上翼缘的右侧部分设置右上梁，在所述腹板与所述下翼缘的右侧部分设置右下梁，所述左上梁上端与所述上翼缘的左侧部分固定连接，所述左上梁的下端与所述左上壁与左第一斜壁的连接处固定连接，所述左下梁下端与所述下翼缘的左侧部分固定连接，所述左下梁的上端与所述左下壁与左第二斜壁的连接处固定连接，所述右上梁上端与所述上翼缘的右侧部分固定连接，所述右上梁的下端与所述右上壁与右第一斜壁的连接处固定连接，所述右下梁下端与所述下翼缘的右侧部分固定连接，所述右下梁的上端与所述右下壁与右第二斜壁的连接处固定连接，在所述左上梁与左下梁之间设置左连接梁，在所述右上梁与所述右下梁之间设置右连接梁，所述左连接梁与所述左平直壁固定连接，所述右连接梁与所述右平直壁固定连接，在所述左第一斜壁与所述左上梁之间、所述左第二斜壁与所述左下梁之间、所述右第一斜壁与所述右上梁之间、所述右第二斜壁与所述右下梁之间分别设置阻尼筒，所述阻尼筒均包括外筒和内筒，所述外筒和内筒之间填充有阻尼材料，所述外筒包括外上壁、外下壁、外左壁、外右壁，所述内筒包括内上壁、内下壁、内左壁、内右壁，所述外上壁与所述内上壁平行设置，所述外下壁与所述内下壁平行设置，所述外左壁和所述内左壁平行设置，所述右外壁与所述左外壁平行设置，

在所述内上壁和内下壁之间设置有弹簧，所述阻尼筒与所述左连接梁、所述右连接梁之间分别设置连接柱。

作为优选，所述连接柱可以设置为4个，其中2个位于腹板左侧，2个位于腹板右侧，位于腹板左侧的连接柱的右端与阻尼筒的外左壁固定连接，左端与左连接梁固定连接，位于腹板右侧的连接柱的左端与阻尼筒的外右壁固定连接，右端与右连接梁固定连接。

作为优选，所述外上壁、外下壁均倾斜设置。

作为优选，所述阻尼材质可以选择为橡胶。

本发明的工作原理如下：

对于腹板的受力区域进行加固，设置宽腹板，其中在常规的等宽腹板上设置左第一斜壁、左平直壁、左第二斜壁和右第一斜壁、右平直壁、右第二斜壁，从而形成腹板向外凸出的部分，该部分凸出段形成了受力扩大段，加大了受力面积，从而提高了腹板的受力强度；

在腹板的凸出段上分别设置左上梁、左下梁、右上梁、右下梁，从而在凸出段与上翼缘和下翼缘形成超静定的受力体系，形成超静定桁架体系，该体系可以有效使腹板与上翼缘和下翼缘形成稳定的整体结构；在左上梁、左下梁之间设置左连接梁，在右上梁、右下梁之间设置右连接梁，而左连接梁、右连接梁又分别与腹板的突出段连接，从而形成相互制约和约束的受力体系；

设置阻尼筒，在阻尼筒中设置外筒和内筒，并设置弹簧，在受到小变形时，可以有效通过阻尼筒阻尼耗能，形成对小变形的受力，而在受到大作用力时，则由超静定的受力体系受力，形成双层的递进受力关系，可以有效提高结构的受力性能，尤其是在小变形时，发挥阻尼筒作用，避免刚性破坏。

本发明的优点在于：

本发明提供的一种宽腹板工字钢结构，通过在腹板上设置凸出段，提高腹板的整体受力性能，而在腹板的凸出段与上翼缘和下翼缘之间分别设置左上梁、左下梁、右上梁、右下梁，形成超静定受力体系，设置阻尼筒，实现弹性阻尼耗能，从而提高工字钢结构整体受力性能，避免工字钢的结构破坏。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为工字钢结构示意图；

图3为阻尼筒设置示意图。

具体实施方式：以下针对说明书附图内容，对本发明限定的结构，进行具体的解释说明。

本发明提供一种宽腹板3工字钢结构，所述工字钢包括上翼缘1、下翼缘2和腹板3，所述腹板3位于上翼缘1和下翼缘2之间，所述腹板3的上端与上翼缘1固定连接，所述腹板3的下端与下翼缘2固定连接，所述腹板3包括左上壁31、左第一斜壁32、左平直壁33、左第二斜壁34、左下壁35、右上壁311、右第一斜壁312、右平直壁313、右第二斜壁314、右下壁315，其中左第一斜壁32、左平直壁33、左第二斜壁34和右第一斜壁312、右平直壁313、右第二斜壁314形成腹板3向外凸出的部分，从而形成宽腹板3结构，所述左上壁31与右上壁311与上翼缘1连接，所述左下壁35和右下壁315与下翼缘2连接，所述左上壁31、左第一斜壁32、左平直壁33、左第二斜壁34、左下壁35在腹板3左侧依次连接设置，所述右上壁311、右第一斜壁312、右平直壁313、右第二斜壁314、右下壁315在腹板3右侧依次连接设置，在所述腹板3与所述上翼缘1的左侧部分设置左上梁4，在所述腹板3与所述下翼缘2的左侧部分设置左下梁5，在所述腹板3与所述上翼缘1的右侧部分设置右上梁6，在所述腹板3与所述下翼缘2的右侧部分设置右下梁7，所述左上梁4上端与所述上翼缘1的左侧部分固定连接，所述左上梁4的下端与所述左上壁31与左第一斜壁32的连接处固定连接，所述左下梁5下端与所述下翼缘2的左侧部分固定连接，所述左下梁5的上端与所述左下壁35与左第二斜壁34的连接处固定连接，所述右上梁6上端与所述上翼缘1的右侧部分固定连接，所述右上梁6的下端与所述右上壁311与右第一斜壁312的连接处固定连接，所述右下梁7下端与所述下翼缘2的右侧部分固定连接，所述右下梁7的上端与所述右下壁315与右第二斜壁314的连接处固定连接，在所述左上梁4与左下梁5之间设置左连接梁8，在所述右上梁6与所述右下梁7之间设置右连接梁9，所述左连接梁8与所述左平直壁33固定连接，所述右连接梁9与所述右平直壁313固定连接，在所述左第一斜壁32与所述左上梁4之间、所述左第二斜壁34与所述左下梁5之间、所述右第一斜壁312与所述右上梁6之间、所述右第二斜壁314与所述右下梁7之间分别设置阻尼筒10，所述阻尼筒10均包括外筒和内筒，所述外筒和内筒之间填充有阻尼材料，所述外筒包括外上壁101、外下壁102、外左壁103、外右壁104，所述内筒包括内上壁105、内下壁106、内左壁107、内右壁108，所述外上壁101与所述内上壁105平行设置，所述外下壁102与所述内下壁106平行设置，所述外左壁103和所述内左壁107平行设置，所述右外壁与所述左外壁平行设置，

在所述内上壁105和内下壁106之间设置有弹簧109，所述阻尼筒10与所述左连接梁8、所述右连接梁9之间分别设置连接柱11。

作为优选，所述连接柱11可以设置为4个，其中2个位于腹板3左侧，2个位于腹板3右侧，位于腹板3左侧的连接柱11的右端与阻尼筒10的外左壁103固定连接，左端与左连接梁8固定连接，位于腹板3右侧的连接柱11的左端与阻尼筒10的外右壁104固定连接，右端与右连接梁9固定连接。

作为优选，所述外上壁101、外下壁102均倾斜设置。

作为优选，所述阻尼材质可以选择为橡胶。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (3)

1.一种宽腹板工字钢结构，所述工字钢包括上翼缘、下翼缘和腹板，所述腹板位于上翼缘和下翼缘之间，所述腹板的上端与上翼缘固定连接，所述腹板的下端与下翼缘固定连接，所述腹板包括左上壁、左第一斜壁、左平直壁、左第二斜壁、左下壁、右上壁、右第一斜壁、右平直壁、右第二斜壁、右下壁，其中左第一斜壁、左平直壁、左第二斜壁和右第一斜壁、右平直壁、右第二斜壁形成腹板向外凸出的部分，从而形成宽腹板结构，所述左上壁与右上壁与上翼缘连接，所述左下壁和右下壁与下翼缘连接，所述左上壁、左第一斜壁、左平直壁、左第二斜壁、左下壁在腹板左侧依次连接设置，所述右上壁、右第一斜壁、右平直壁、右第二斜壁、右下壁在腹板右侧依次连接设置，在所述腹板与所述上翼缘的左侧部分设置左上梁，在所述腹板与所述下翼缘的左侧部分设置左下梁，在所述腹板与所述上翼缘的右侧部分设置右上梁，在所述腹板与所述下翼缘的右侧部分设置右下梁，所述左上梁上端与所述上翼缘的左侧部分固定连接，所述左上梁的下端与所述左上壁与左第一斜壁的连接处固定连接，所述左下梁下端与所述下翼缘的左侧部分固定连接，所述左下梁的上端与所述左下壁与左第二斜壁的连接处固定连接，所述右上梁上端与所述上翼缘的右侧部分固定连接，所述右上梁的下端与所述右上壁与右第一斜壁的连接处固定连接，所述右下梁下端与所述下翼缘的右侧部分固定连接，所述右下梁的上端与所述右下壁与右第二斜壁的连接处固定连接，在所述左上梁与左下梁之间设置左连接梁，在所述右上梁与所述右下梁之间设置右连接梁，所述左连接梁与所述左平直壁固定连接，所述右连接梁与所述右平直壁固定连接，在所述左第一斜壁与所述左上梁之间、所述左第二斜壁与所述左下梁之间、所述右第一斜壁与所述右上梁之间、所述右第二斜壁与所述右下梁之间分别设置阻尼筒，所述阻尼筒均包括外筒和内筒，所述外筒和内筒之间填充有阻尼材料，所述外筒包括外上壁、外下壁、外左壁、外右壁，所述内筒包括内上壁、内下壁、内左壁、内右壁，所述外上壁与所述内上壁平行设置，所述外下壁与所述内下壁平行设置，所述外左壁和所述内左壁平行设置，所述右外壁与所述左外壁平行设置，在所述内上壁和内下壁之间设置有弹簧，所述阻尼筒与所述左连接梁、所述右连接梁之间分别设置连接柱。

2.如权利要求1所述的宽腹板工字钢结构，其特征在于：所述连接柱可以设置为4个，其中2个位于腹板左侧，2个位于腹板右侧，位于腹板左侧的连接柱的右端与阻尼筒的外左壁固定连接，左端与左连接梁固定连接，位于腹板右侧的连接柱的左端与阻尼筒的外右壁固定连接，右端与右连接梁固定连接。

3.如权利要求1所述的宽腹板工字钢结构，其特征在于：所述外上壁、外下壁均倾斜设置。

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