CN213653744U - 一种异型型材 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及建筑材料领域，一种异型型材，其主体为金属材料制成横截面为正方形的管材，该管材的四个外侧表面中部设有横截面形状一致的燕尾槽，该燕尾槽沿管材长度方向延伸并贯通管材两端，所述燕尾槽侧壁厚度、燕尾槽底壁厚度与管材主体厚度一致；所述管材的边长N与燕尾槽开口宽度P之间的比值在9∶2‑18∶5之间；所述管材的边长N与燕尾槽深度Q之间的比值在33∶5‑40∶5之间；所述燕尾槽的两个侧壁所在平面的夹角在85°‑95°之间。本异型型材，通过结构的优化，在单位重量或相同横截面积的情况下，可提供更好的力学性能。

Description

一种异型型材

技术领域

本实用新型涉及建筑材料领域，特别是一种异型型材。

背景技术

现有技术中的建筑材料中，多使用钢材作为支撑结构，例如型钢中有角钢、工字钢和槽钢，此种钢材虽然具有较好的承托能力或抗变形能力，但还未达到最优结构，结构可以进一步优化，力学性能还可以进一步加强。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种异型型材，其通过结构的优化，在单位重量或相同横截面积的情况下，可提供更好的力学性能。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种异型型材，其主体为金属材料制成横截面为正方形的管材，该管材的四个外侧表面中部设有横截面形状一致的燕尾槽，该燕尾槽沿管材长度方向延伸并贯通管材两端，所述燕尾槽侧壁厚度、燕尾槽底壁厚度与管材主体厚度一致；

所述管材的边长N与燕尾槽开口宽度P之间的比值在9∶2-18∶5之间；所述管材的边长N与燕尾槽深度Q之间的比值在33∶5-40∶5之间；所述燕尾槽的两个侧壁所在平面的夹角M在85°-95°之间。

作为优选的，所述管材的边长N与燕尾槽开口宽度P之间的比值为91∶22。

作为优选的，所述管材的边长N与燕尾槽深度Q之间的比值182∶25。

作为优选的，所述燕尾槽的两个侧壁所在平面的夹角M为90°。

作为优选的，所述管材中，相对的两个燕尾槽底壁之间的距离L与管材的边长N之间的比值为2∶3。

作为优选的，所述管材外表面与燕尾槽侧壁外表面之间的过渡处形成第一倒角，所述第一倒角的倒角半径为2.75mm。

作为优选的，所述燕尾槽底壁外表面与燕尾槽侧壁外表面之间的过渡处形成第二倒角，所述第二倒角的倒角半径为1mm。

作为优选的，所述管材内表面与燕尾槽侧壁内表面之间的过渡处形成第三倒角，所述第三倒角的倒角半径为0.5mm。

作为优选的，所述燕尾槽底壁内表面与燕尾槽侧壁内表面之间的过渡处形成第四倒角，所述第四倒角的倒角半径为4mm。

作为优选的，所述管材壁厚在3mm-5mm之间；所述管材相邻两个侧壁之间的过渡处形成第五倒角，所述第五倒角的倒角半径为3mm。

使用本实用新型的有益效果是：

本异型型材采用铝镁合金、或耐腐钢材料制成，通过优化管材尺寸、管材四周表面设置燕尾槽、以及优化燕尾槽尺寸，本异型型材的承利性能得到优化，且本异型型材的弯角处均做倒角处理，避免应力集中。冷弯弯角试件的屈服强度提高30％以上，焊缝弯角屈服强度提供62％以上。在冷弯效应影响下，构件全截面屈服强度大大提高。

附图说明

图1为本实用新型异型型材的剖面图。

附图标记包括：

10-燕尾槽，11-燕尾槽侧壁，12-燕尾槽底壁，13-第一倒角，14-第二倒角，15-第三倒角，16-第四倒角，20-第五倒角。

具体实施方式

为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。

如图1所示，本实施例提出的一种异型型材，其主体为金属材料制成横截面为正方形的管材，该管材的四个外侧表面中部设有横截面形状一致的燕尾槽10，该燕尾槽10沿管材长度方向延伸并贯通管材两端，燕尾槽侧壁11厚度、燕尾槽底壁12厚度与管材主体厚度一致；管材的边长N与燕尾槽10开口宽度P之间的比值在9∶2-18∶5之间；管材的边长N与燕尾槽10深度Q之间的比值在33∶5-40∶5之间；燕尾槽10的两个侧壁所在平面的夹角在85°-95°之间。

作为优选的，管材的边长N与燕尾槽10开口宽度P之间的比值为91∶22。管材的边长N与燕尾槽10深度Q之间的比值182∶25。燕尾槽10的两个侧壁所在平面的夹角M为90°。

管材中，相对的两个燕尾槽底壁12之间的距离L与管材的边长N之间的比值为2∶3。

管材外表面与燕尾槽侧壁11外表面之间的过渡处形成第一倒角13，第一倒角13的倒角半径为2.75mm。燕尾槽底壁12外表面与燕尾槽侧壁11外表面之间的过渡处形成第二倒角14，第二倒角14的倒角半径为1mm。管材内表面与燕尾槽侧壁11内表面之间的过渡处形成第三倒角15，第三倒角15的倒角半径为0.5mm。燕尾槽底壁12内表面与燕尾槽侧壁11内表面之间的过渡处形成第四倒角16，第四倒角16的倒角半径为4mm。管材壁厚在3mm-5mm之间；管材相邻两个侧壁之间的过渡处形成第五倒角20，第五倒角20的倒角半径为3mm。

实施例1

如图1所示，本实施例中的异型型材为铝镁合金、或耐腐钢通过挤压工艺支撑的管材，管材的横截面主体为正方形，该管材的边长N为91mm，管材的四个主要延伸面中间位置设有燕尾槽10，因管材的横截面主体为正方形，因此管材四个表面的燕尾槽10可视为圆周对称设置。燕尾槽10开口宽度P为22mm，燕尾槽10深度Q为12.5mm，两个燕尾槽侧壁11所在平面的夹角为90°，相对的两个燕尾槽底壁12之间的距离L为60mm。

第一倒角13的倒角半径为2.75mm。第二倒角14的倒角半径为1mm。第三倒角15的倒角半径为0.5mm。第四倒角16的倒角半径为4mm。管材壁厚在3mm。第五倒角20的倒角半径为3mm。

实施例1中的异型型材力学性能试验结果如下：

为探究此类截面冷弯离壁型钢轴心受压构件的承载性能，分别进行了板材试件、弯角试件拉伸试验、柱段轴压试验，中短柱轴压试验，长柱轴压试验，分别得到母材及其发生冷弯、焊接效应后的材料特性参数，考虑冷弯、焊接效应影响下的全截面屈服强度及强度破坏模式下构件的极限承载力，稳定破坏模式下构件的极限承载力。同时，选取更多计算参数进行有限元分析，绘制柱子曲线，与《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中规定的柱子曲线进行对比，综合研究结论如下：

(1)母材的材料特性参数：弹性模量为204×105MPa、屈服强度为360MPa、抗拉强度为442MPa。冷弯弯角试件的阻服强度为469MPa，相对于母材提高了30.28％。焊缝弯角试件屈服强度为586MPa，相对于母材提高了62.78％。

(2)在冷弯效应的影响下，此截面冷弯薄壁型钢轴压构件全截面屈服强度大大提高，可参照《冷弯牌壁型钢结构技术规范》(GB500182002)中考虑冷弯效应强度的计算方法进行计算。

(3)此类截面冷弯薄骤型钢轴心受压构件的失稳破坏模式为双向等曲失稳。

(4)此类截面冷弯壁型铜轴心受压构件据体稳定承蚁力可参照《钢结构设计规范》(GB500172003)中b英截面柱子曲线进行计算。

(5)此类载面冷弯薄壁型钢轴心受压构体在特定位置开孔及开孔的数量对整体构定性能无影响。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种异型型材，其特征在于：其主体为金属材料制成横截面为正方形的管材，该管材的四个外侧表面中部设有横截面形状一致的燕尾槽，该燕尾槽沿管材长度方向延伸并贯通管材两端，所述燕尾槽侧壁厚度、燕尾槽底壁厚度与管材主体厚度一致；

所述管材的边长N与燕尾槽开口宽度P之间的比值在9∶2-18∶5之间；所述管材的边长N与燕尾槽深度Q之间的比值在33∶5-40∶5之间；所述燕尾槽的两个侧壁所在平面的夹角M在85°-95°之间。

2.根据权利要求1所述的异型型材，其特征在于：所述管材的边长N与燕尾槽开口宽度P之间的比值为91∶22。

3.根据权利要求1所述的异型型材，其特征在于：所述管材的边长N与燕尾槽深度Q之间的比值182∶25。

4.根据权利要求1所述的异型型材，其特征在于：所述燕尾槽的两个侧壁所在平面的夹角M为90°。

5.根据权利要求1所述的异型型材，其特征在于：所述管材中，相对的两个燕尾槽底壁之间的距离L与管材的边长N之间的比值为2∶3。

6.根据权利要求1所述的异型型材，其特征在于：所述管材外表面与燕尾槽侧壁外表面之间的过渡处形成第一倒角，所述第一倒角的倒角半径为2.75mm。

7.根据权利要求1所述的异型型材，其特征在于：所述燕尾槽底壁外表面与燕尾槽侧壁外表面之间的过渡处形成第二倒角，所述第二倒角的倒角半径为1mm。

8.根据权利要求1所述的异型型材，其特征在于：所述管材内表面与燕尾槽侧壁内表面之间的过渡处形成第三倒角，所述第三倒角的倒角半径为0.5mm。

9.根据权利要求1所述的异型型材，其特征在于：所述燕尾槽底壁内表面与燕尾槽侧壁内表面之间的过渡处形成第四倒角，所述第四倒角的倒角半径为4mm。

10.根据权利要求1-9任一项所述的异型型材，其特征在于：所述管材壁厚在3mm-5mm之间；所述管材相邻两个侧壁之间的过渡处形成第五倒角，所述第五倒角的倒角半径为3mm。

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