專利名稱：裝配式蜂窩形腹板鋼梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝配式蜂窩形腹板鋼梁，屬于建筑型材技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系是鋼結(jié)構(gòu)住宅體系發(fā)展的重要方向。傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑施工時采用了大量的現(xiàn)場焊接，施工速度慢，對環(huán)境的污染嚴(yán)重，最重要的是焊縫的質(zhì)量不宜控制，嚴(yán)重影響建筑物的安全性能，裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系有效地克服了傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)住宅的缺點。在裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系中，梁和梁現(xiàn)場拼裝后的受力性能是一個需要重點研究的問題。在同類領(lǐng)域可以采用的型鋼梁包括熱軋工字鋼、熱軋H型鋼、焊接H型鋼、熱軋方鋼管、焊接箱型梁和槽鋼等。熱軋工字鋼、熱軋H型鋼、焊接H型鋼、熱軋方鋼管、焊接箱型梁等型鋼用在裝配式梁構(gòu)件中時，只能通過采用蓋板和螺栓對梁的翼緣進(jìn)行連接，連接效果比較差，連接處的抗剪性能較差，影響梁的整體受力性能，嚴(yán)重浪費鋼材。在現(xiàn)有的裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系中，通常采用的是兩個槽鋼進(jìn)行拼裝，兩個槽鋼的腹板對接，通過螺栓進(jìn)行連接，形成裝配式的H型鋼。但是，在這種拼接方式中，剪力是通過螺栓傳遞給腹板，腹板為平鋼板，所以所需的螺栓數(shù)和腹板的用鋼量很大。由此可見，將傳統(tǒng)的型鋼構(gòu)件用在裝配式鋼結(jié)構(gòu)之中效果不是很理想，不僅影響構(gòu)件的受力性能，而且需要消耗大量的鋼材，產(chǎn)生不必要的浪費。所以，創(chuàng)新出應(yīng)用于裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系的新型受力構(gòu)件勢在必行
發(fā)明內(nèi)容
基于上述缺陷，本發(fā)明提出了一種屬于建筑型材技術(shù)領(lǐng)域的裝配式蜂窩形腹板鋼梁，目的在于提供一種成本低廉，受力性能優(yōu)越的適用于裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系的裝配式鋼梁。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種裝配式蜂窩形腹板鋼梁，是由兩個波紋腹板槽鋼梁通過螺栓裝配而成，兩個波紋腹板槽鋼梁腹板對接相連，在腹板對接處通過螺栓進(jìn)行裝配連接。所述波紋腹板槽鋼梁，其斷面口型由上翼緣，腹板和下翼緣組成，上翼緣與下翼緣平行，腹板垂直位于上翼緣與下翼緣之間，所述腹板上開有螺栓孔，用于連接螺栓。所述腹板的斷面呈均勻或不均勻周期性重復(fù)的波紋，該波紋斷面為矩形波紋曲線，或為圓弧角矩形波紋曲線，或為梯形波紋曲線，或為圓弧角梯形波紋曲線，或為楔形波紋曲線，或為圓弧角楔形波紋曲線，或為正弦曲線波紋曲線。所述上翼緣和下翼緣為平鋼板，腹板整體位于上翼緣和下翼緣之間，腹板的波紋曲線沿長度方向的最外側(cè)與上翼緣和下翼緣沿長度方向的一條邊線齊平。所述梯形波紋曲線和圓弧角梯形波紋曲線的梯形斜線段的傾角為20° —90°。所述楔形波紋曲線和圓弧角楔形波紋曲線的楔形斜線段的傾角為20° -90°。
所述腹板的波紋密度和高度可根據(jù)受力要求改變。所述腹板與上翼緣和下翼緣之間分別為單面角焊縫。本發(fā)明采用全自動焊接技術(shù)和專業(yè)定位工裝夾具，能確保腹板和翼緣之間的準(zhǔn)確定位，焊縫軌跡一致，容易實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，可以實現(xiàn)多規(guī)模生產(chǎn)，有效提高生產(chǎn)效率。所述圓弧角梯形波紋曲線，圓弧角矩形波紋曲線和圓弧角楔形波紋曲線采用數(shù)控折彎技術(shù)制成，正弦曲線采用數(shù)控輥壓技術(shù)制成。有益效果:本發(fā)明提出了一種適用于裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系的裝配式蜂窩形腹板鋼梁，改善了裝配式構(gòu)件的受力性能，相比與傳統(tǒng)的裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系中的裝配式鋼梁，本發(fā)明有以下幾個優(yōu)點:裝配后的鋼梁腹板是呈現(xiàn)波紋曲線型，可以有效的利用波紋鋼板優(yōu)良的平面外剛度、抗屈曲承載能力和較高的疲勞強(qiáng)度，與槽鋼拼裝成的平鋼板相比，在厚度相同的情況下，抗剪承載力和抗面外變形能力都有顯著提高。將其用于建筑結(jié)構(gòu)用鋼梁能在保證抗剪承載力的前提下大量節(jié)約鋼材。裝配后的鋼梁腹板是兩個波紋腹板的裝配，相當(dāng)于雙波紋腹板，可以有效地提高構(gòu)件的穩(wěn)定性和承載能力，尤其是抗扭承載力，腹板的平面布置呈蜂窩狀，可以在構(gòu)件的整體承載力方面獲得最優(yōu)結(jié)果。 因此，采用本發(fā)明的裝配式蜂窩形腹板鋼梁可以同時發(fā)揮上述兩種技術(shù)優(yōu)勢，與其他同類產(chǎn)品相比，其力學(xué)性能有顯著提高，且翼緣和腹板的厚度均可以減小，可以大幅度的節(jié)省鋼材用量，符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的總體目標(biāo)。同時，本發(fā)明提出的裝配式蜂窩形腹板鋼梁中，斷面組合最大特點是更大程度上優(yōu)化了斷面力學(xué)性能與產(chǎn)品用鋼量之間的關(guān)系，使其更趨于合理化和科學(xué)化。裝配后的鋼梁腹板的平面布置呈蜂窩狀，可以在構(gòu)件的整體承載力方面獲得最優(yōu)結(jié)果，有效的節(jié)省剛才。因此，本發(fā)明具有高承載力和高剛度等優(yōu)良的受力性能，是一種十分理想的結(jié)構(gòu)用型鋼材料。與傳統(tǒng)的裝配式鋼梁相比，本發(fā)明可以顯著的提高鋼梁的承載能力，減少用鋼量，降低工程造價，同時可以實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)和現(xiàn)場快速裝配式，減少施工周期，保證
施工質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元分解圖；圖3是波紋腹板槽鋼梁的示意圖；圖4是波紋腹板槽鋼梁的單元分解圖；圖5是腹板斷面的矩形波紋曲線示意圖；圖6是腹板斷面的梯形波紋曲線示意圖；圖7是腹板斷面的楔形波紋曲線示意圖；圖8是腹板斷面的圓弧角矩形波紋曲線示意圖；圖9是腹板斷面的圓弧角梯形波紋曲線示意圖；圖10是腹板斷面的圓弧角楔形波紋曲線示意圖11是腹板斷面的正弦曲線波紋曲線示意圖；圖12是波紋腹板槽鋼梁的腹板放置示意圖；圖13是裝配式蜂窩形腹板鋼梁的腹板放置示意圖；圖中:1-波紋槽鋼梁，2-上翼緣，3-腹板，4-下翼緣，5-螺栓孔，6-螺栓。
具體實施例方式下面通過實施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。如附圖1-2所示，本發(fā)明提出的裝配式蜂窩形腹板鋼梁是由兩個波紋腹板槽鋼梁I通過螺栓6裝配而成，兩個波紋腹板槽鋼梁I腹板對接相連，在腹板對接處通過螺栓6進(jìn)行裝配連接。如附圖3-4所示，本發(fā)明提出的裝配式蜂窩形腹板鋼梁中，所述波紋腹板槽鋼梁I，其斷面口型由上翼緣2，腹板3和下翼緣4組成，上翼緣2與下翼緣4平行，腹板3垂直位于上翼緣2與下翼緣4之間，所述腹板3上開有螺栓孔5，用于連接螺栓6。如附圖5-11所示，本發(fā)明提出的裝配式蜂窩形腹板鋼梁中，所述腹板3的斷面呈均勻或不均勻周期性重復(fù)的波紋，該波紋斷面為矩形波紋曲線，或為圓弧角矩形波紋曲線，或為梯形波紋曲線，或為圓弧角梯形波紋曲線，或為楔形波紋曲線，或為圓弧角楔形波紋曲線，或為正弦曲線波紋曲線。如附圖3-4和附圖12-13所示，本發(fā)明提出的裝配式蜂窩形腹板鋼梁中，所述上翼緣2和下翼緣4為平鋼板，腹板3整體位于上翼緣2和下翼緣4之間，腹板3的波紋曲線沿長度方向的最外側(cè)與上翼 緣2和下翼緣4沿長度方向的一條邊線齊平，腹板3與上翼緣2和下翼緣4之間分別采用單面角焊縫進(jìn)行焊接。其中，所述腹板3的波紋密度和高度可根據(jù)受力要求改變，且梯形波紋曲線、圓弧角梯形波紋曲線的梯形斜線段的傾角為20° — 90°，楔形波紋曲線、圓弧角楔形波紋曲線的楔形斜線段的傾角為20° — 90°。圓弧角梯形波紋曲線、圓弧角矩形波紋曲線和圓弧角楔形波紋曲線采用數(shù)控折彎技術(shù)制成，正弦曲線采用數(shù)控輥壓技術(shù)制成。以上是本發(fā)明的一個典型實施例，本發(fā)明的實施不限于此。
權(quán)利要求
1.一種裝配式蜂窩形腹板鋼梁，其特征在于:所述裝配式蜂窩形腹板鋼梁是由兩個波紋腹板槽鋼梁(I)通過螺栓(6)裝配而成，兩個波紋腹板槽鋼梁(I)的腹板(3)對接相連，在腹板(3 )處通過螺栓(6 )進(jìn)行裝配連接； 所述波紋腹板槽鋼梁(1)，其斷面口型由上翼緣(2)、腹板(3)和下翼緣(4)組成，上翼緣(2)與下翼緣(4)平行，腹板(3)垂直位于上翼緣(2)與下翼緣(4)之間； 所述腹板(3)的斷面呈均勻或不均勻周期性重復(fù)的波紋，該波紋斷面為矩形波紋曲線、梯形波紋曲線、楔形波紋曲線或正弦曲線；所述腹板(3)上開有螺栓孔(5)，用于連接螺栓(6)； 所述上翼緣(2)和下翼緣(4)為平鋼板，腹板(3)整體位于上翼緣(2)和下翼緣(4)之間，腹板(3)的波紋曲線沿長度方向的最外側(cè)與上翼緣(2)和下翼緣(4)沿長度方向的一條邊線齊平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式蜂窩形腹板鋼梁，其特征在于:所述矩形波紋曲線為圓弧角矩形波紋曲線，所 述梯形波紋曲線為圓弧角梯形波紋曲線，所述楔形波紋曲線為圓弧角楔形波紋曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝配式蜂窩形腹板鋼梁，其特征在于:所述梯形波紋曲線、圓弧角梯形波紋曲線的梯形斜線段的傾角為20° — 90°，所述楔形波紋曲線、圓弧角楔形波紋曲線的楔形斜線段的傾角為20° — 90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式蜂窩形腹板鋼梁，其特征在于:所述腹板(3)與上翼緣(2)和下翼緣(4)之間分別為單面角焊縫連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式蜂窩形腹板鋼梁，其特征在于:所述腹板(3)的波紋密度和高度可根據(jù)受力要求改變。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝配式蜂窩形腹板鋼梁，其特征在于:所述圓弧角梯形波紋曲線、圓弧角矩形波紋曲線和圓弧角楔形波紋曲線采用數(shù)控折彎技術(shù)制成，正弦曲線采用數(shù)控輥壓技術(shù)制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝配式蜂窩形腹板鋼梁，屬于建筑型材技術(shù)領(lǐng)域。其是由兩個波紋腹板槽鋼梁腹板對接，通過螺栓裝配而成。波紋腹板槽鋼梁的斷面口型由上、下翼緣和腹板構(gòu)成，腹板的斷面呈均勻或不均勻周期性重復(fù)的波形，該波紋斷面為矩形曲線，或為圓弧角矩形曲線，或為梯形曲線，或為圓弧角梯形曲線，或為楔形曲線，或為圓弧角楔形曲線，或為正弦曲線；翼緣為平鋼板，上翼緣與下翼緣平行，腹板整體垂直位于翼緣之間，腹板的波紋曲線沿長度方向的最外側(cè)與翼緣沿長度方向的一條邊線齊平，腹板與翼緣采用單面角焊縫連接。本發(fā)明是一種適用于裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系的創(chuàng)新型的鋼梁，與傳統(tǒng)的裝配式梁相比，具有自重輕，承載力高和良好的受力性能的優(yōu)點。
文檔編號E04C3/07GK103233551SQ20131013911
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者張愛林, 趙亮, 于勁, 劉學(xué)春, 胡婷婷, 郭志鵬 申請人:北京工業(yè)大學(xué), 北京市住宅建筑設(shè)計研究院有限公司