一种缀材加强的抗扭冷弯薄壁C型钢的制作方法

一种缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢
技术领域
1.本发明涉及结构工程技术领域，特别涉及一种缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢。


背景技术：

2.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。
3.在相关技术中，经热卷板冷弯加工而成的冷弯薄壁c型钢具有较好的截面特性，且壁薄自重较轻，与传统槽钢相比，同等强度可节约材料30％，已经被广泛用作檩条、墙梁等结构，以及在光伏支架结构中常被作为檩条、斜梁和支撑等承重构件。
4.但是，由于冷弯薄壁c型钢属于开口截面结构，其抗扭能力和平面外抗弯能力较差，容易在未充分达到极限强度前发生弯扭整体失稳。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢，结构简单、加工方便，同时能够显著提升c型钢构件的抗扭能力和稳定承载力。所述技术方案如下：
6.本发明实施例提供了一种缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢，包括：
7.c型钢体，所述c型钢体包括腹板和对称设置在所述腹板两侧的两个翼缘板，所述两个翼缘板的一端与所述腹板垂直连接，所述两个翼缘板的另一端具有相向布置的卷边，所述卷边与所述翼缘板垂直且具有面向所述腹板的第一侧面和背向所述腹板的第二侧面；
8.多个条形缀板，每个所述条形缀板的两端分别与所述两个翼缘板的所述第二侧面固定连接，所述多个条形缀板在所述c型钢体的长度方向上间隔布置。
9.可选地，所述条形缀板与所述两个翼缘板垂直，所述多个条形缀板在所述c型钢体的长度方向上均匀间隔布置。
10.可选地，所述多个条形缀板按照每两个所述条形缀板为一组设置，每组所述条形缀板中的两个所述条形缀板呈夹角布置，且在垂直于所述翼缘板的方向上对称，多组所述条形缀板在所述c型钢体的长度方向上间隔布置。
11.可选地，每组所述条形缀板中的两个所述条形缀板之间的夹角范围为60
°
至100
°
。
12.可选地，所述条形缀板上具有条状加劲肋，所述条状加劲肋沿所述条形缀板的长度方向布置。
13.可选地，所述卷边远离所述翼缘板的一侧具有朝向所述腹板弯折的第二卷边。
14.可选地，所述条形缀板与所述第二卷边之间设置有加强筋。
15.可选地，所述条形缀板的两端分别与所述两个翼缘板的所述第二侧面通过焊接连接。
16.可选地，所述条形缀板的两端分别与所述两个翼缘板的所述第二侧面通过电阻点焊或者连续焊连接。
17.可选地，所述条形缀板的两端分别与所述两个翼缘板的所述第二侧面铆接。
18.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
19.c型钢体通过腹板、两个翼缘板以及两个翼缘板一端相向布置的卷边围绕形成截面为“c”型，三面封闭一面开口的条状钢体结构。而通过在两个翼缘板背向腹板的第二侧面上连接设置多个条形缀板，条形缀板在摆正到连接位置后可以直接进行固接加工，结构简单，加工方便。多个条形缀板沿c型钢体的长度方向上间隔布置，将整个c型钢结构的开口面拓展形成具有局部闭口截面的格栅结构，从而为两个相互间隔的卷边以及翼缘板提供了可靠的约束，提高了截面组成钢结构板件的加劲效果，增大了c型钢结构的有效截面积，避免发生过早的板件局部屈曲和构件整体弯扭失稳，从而提高构件截面的利用效率，显著提升了c型钢结构的抗扭能力和稳定承载力。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明实施例提供的一种缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢的立体结构示意图；
22.图2是本发明实施例提供的一种缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢的正视结构示意图；
23.图3是如图2中所述的冷弯薄壁c型钢的一种左视结构示意图；
24.图4是如图2中所述的冷弯薄壁c型钢的另一种左视结构示意图；
25.图5是本发明实施例提供的另一种缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢的立体结构示意图；
26.图6是本发明实施例提供的另一种缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢的正视结构示意图；
27.图7是如图6中所述的冷弯薄壁c型钢的一种左视结构示意图；
28.图8是如图6中所述的冷弯薄壁c型钢的另一种左视结构示意图；
29.图9是如图2中所述的冷弯薄壁c型钢的另一种实现形式的左视结构示意图。
具体实施方式
30.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
31.在相关技术中，经热卷板冷弯加工而成的冷弯薄壁c型钢具有较好的截面特性，且壁薄自重较轻，与传统槽钢相比，同等强度可节约材料30％，已经被广泛用作檩条、墙梁等结构，以及在光伏支架结构中常被作为檩条、斜梁和支撑等承重构件。
32.但是，由于冷弯薄壁c型钢属于开口截面结构，其抗扭能力和平面外抗弯能力较差，容易在未充分达到极限强度前发生弯扭整体失稳。
33.图1是本发明实施例提供的一种缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢的立体结构示意
图。图2是本发明实施例提供的一种缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢的正视结构示意图。图3是如图2中所述的冷弯薄壁c型钢的一种左视结构示意图。图4是如图2中所述的冷弯薄壁c型钢的另一种左视结构示意图。图5是本发明实施例提供的另一种缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢的立体结构示意图。图6是本发明实施例提供的另一种缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢的正视结构示意图。图7是如图6中所述的冷弯薄壁c型钢的一种左视结构示意图。图8是如图6中所述的冷弯薄壁c型钢的另一种左视结构示意图。图9是如图2中所述的冷弯薄壁c型钢的另一种实现形式的左视结构示意图。如图1至9所示，通过实践，本技术人提供了一种缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢(reinforced torsion resistant c-section,r-trc)，包括c型钢体1和多个条形缀板2。
34.其中，c型钢体1包括腹板11和对称设置在腹板11两侧的两个翼缘板12。两个翼缘板12的一端与腹板11垂直连接，两个翼缘板12的另一端具有相向布置的卷边13。卷边13与翼缘板12垂直且具有面向腹板11的第一侧面131和背向腹板11的第二侧面132。每个条形缀板2的两端分别与两个翼缘板12的第二侧面132固定连接，多个条形缀板2在c型钢体1的长度方向上间隔布置。
35.在本发明实施例中，c型钢体1通过腹板11、两个翼缘板12以及两个翼缘板12一端相向布置的卷边13围绕形成截面为“c”型，三面封闭一面开口的条状钢体结构。而通过在两个翼缘板12背向腹板11的第二侧面132上连接设置多个条形缀板2，条形缀板2在摆正到连接位置后可以直接进行固接加工，结构简单，加工方便。多个条形缀板2沿c型钢体1的长度方向上间隔布置，将整个c型钢结构的开口面拓展形成具有局部闭口截面的格栅结构，从而为两个相互间隔的卷边13以及翼缘板12提供了可靠的约束，提高了截面组成钢结构板件的加劲效果，增大了c型钢结构的有效截面积，避免发生过早的板件局部屈曲和构件整体弯扭失稳，从而提高构件截面的利用效率，显著提升了c型钢结构的抗扭能力和稳定承载力。
36.可选地，条形缀板2与两个翼缘板12垂直，多个条形缀板2在c型钢体1的长度方向上均匀间隔布置。示例性地，在本发明实施例中，通过将多个条形缀板2以相同间距均匀间隔布置并连接于两个卷边13之间，在提高截面组成钢结构板件的加劲效果的同时，保证每个条形缀板2在受力时的应力更加平均，能够有效避免个别条形缀板2所受到的局部应力过大而产生损坏，从而进一步提高c型钢结构的整体抗扭能力和稳定承载力。
37.可选地，多个条形缀板2按照每两个条形缀板2为一组设置，每组条形缀板2中的两个条形缀板2呈夹角布置，且在垂直于翼缘板12的方向上对称，多组条形缀板2在c型钢体1的长度方向上间隔布置。示例性地，在本发明实施例中，在另一种可能实现的方式中，可以采用多组斜向布置的条形缀板2对连个卷边13进行约束加固。相比前一种实施例中多个条形缀板2相互平行间隔布置的方式，采用多组呈夹角布置的条形缀板2的布置方式，在提高截面组成钢结构板件的加劲效果的同时，可以减少在c型钢体1的长度方向上的条形缀板2布置数量，进而减少整体的钢材使用量和固定连接的加工步骤工序，有效降低加工周期和生产成本。
38.示例性地，在本发明实施例中，采用前述两种条形缀板2与卷边13的连接形式的同时，根据c型钢结构的实际使用情况，也可以基于试验和模拟来在生产加工前确定c型钢结构在长度方向上所受剪力较大的位置。在加工时仅在这些受剪力较大的位置对应设置条形缀板2，采用非均匀布置的方式进行针对性的加劲补强，在保证c型钢结构的抗扭能力和稳
定承载力的同时，进一步降低加工周期和生产成本。
39.示例性地，在本发明实施例中，每组条形缀板2中的两个条形缀板2之间的夹角范围为60
°
至100
°
。
40.可选地，条形缀板2上具有条状加劲肋21，条状加劲肋21沿条形缀板2的长度方向布置。参考图5至图8，示例性地，在本发明实施例中，可以通过冲压的方式在条形缀板2上形成加劲肋结构，进而提高条形缀板2的自身刚度，进一步提升c型钢结构的抗扭能力和稳定承载力。
41.可选地，卷边13远离翼缘板12的一侧具有朝向腹板11弯折的第二卷边14。示例性地，在本发明实施例中，在两个翼缘板12上弯折形成卷边13的基础上，还可以对卷边13远离翼缘板12的一侧进行进一步弯折加工形成第二卷边14，通过对钢板结构的多次弯折可以为整个c型钢结构提供更强的环向约束，从而提高组合截面的承载力，进一步提升钢结构的抗扭能力和稳定承载力。
42.可选地，条形缀板2与第二卷边14之间设置有加强筋22。示例性地，参考图9，在本发明实施例中，作为优选的方案，根据两个第二卷边14的间距还可以在条形缀板2的面向腹板11一侧的板面上预制三角形的加强筋22。在完成条形缀板2的两端与两个卷边13的固定连接时，可以进一步将加强筋22与第二卷边14通过焊接等方式进行固定连接，提高条形缀板2与c型钢体1的连接紧固度，从而进一步提升c型钢结构的抗扭能力和装配稳定性。
43.可选地，条形缀板2的两端分别与两个翼缘板12的第二侧面132通过焊接连接。示例性地，在一种可能实现的方式中，条形缀板2的两端可以通过电阻点焊的方式与两个翼缘板12固定连接，利用电流通过焊件及接触处产生的电阻热作为热源将焊件局部加热，同时加压进行焊接不需要填充金属，生产率高，焊件变形小，容易实现自动化，适合大批量工业化生产。在另一种可能实现的方式中，条形缀板2的两端也可以通过连续满焊的方式与两个翼缘板12固定连接，焊接强度更高，有利于提高c型钢结构整体的抗扭能力和装配稳定性。可以根据不同的使用环境以及成本综合考虑不同的焊接方式，本发明实施例对此不作限定。
44.可选地，条形缀板2的两端分别与两个翼缘板12的第二侧面132铆接。示例性地，在本发明实施例中，条形缀板2的两边与卷边13还可以通过铆接的方式进行固定连接，其加工与连接均可以在多个条形缀板2之间的空隙位置完成，结构简单且加工方便。
45.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
46.以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢，其特征在于，包括：c型钢体(1)，所述c型钢体(1)包括腹板(11)和对称设置在所述腹板(11)两侧的两个翼缘板(12)，所述两个翼缘板(12)的一端与所述腹板(11)垂直连接，所述两个翼缘板(12)的另一端具有相向布置的卷边(13)，所述卷边(13)与所述翼缘板(12)垂直且具有面向所述腹板(11)的第一侧面(131)和背向所述腹板(11)的第二侧面(132)；多个条形缀板(2)，每个所述条形缀板(2)的两端分别与所述两个翼缘板(12)的所述第二侧面(132)固定连接，所述多个条形缀板(2)在所述c型钢体(1)的长度方向上间隔布置。2.根据权利要求1所述的缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢，其特征在于，所述条形缀板(2)与所述两个翼缘板(12)垂直，所述多个条形缀板(2)在所述c型钢体(1)的长度方向上均匀间隔布置。3.根据权利要求1所述的缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢，其特征在于，所述多个条形缀板(2)按照每两个所述条形缀板(2)为一组设置，每组所述条形缀板(2)中的两个所述条形缀板(2)呈夹角布置，且在垂直于所述翼缘板(12)的方向上对称，多组所述条形缀板(2)在所述c型钢体(1)的长度方向上间隔布置。4.根据权利要求3所述的缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢，其特征在于，每组所述条形缀板(2)中的两个所述条形缀板(2)之间的夹角范围为60
°
至100
°
。5.根据权利要求1所述的缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢，其特征在于，所述条形缀板(2)上具有条状加劲肋(21)，所述条状加劲肋(21)沿所述条形缀板(2)的长度方向布置。6.根据权利要求1所述的缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢，其特征在于，所述卷边(13)远离所述翼缘板(12)的一侧具有朝向所述腹板(11)弯折的第二卷边(14)。7.根据权利要求6所述的缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢，其特征在于，所述条形缀板(2)与所述第二卷边(14)之间设置有加强筋(22)。8.根据权利要求1至7任一项所述的缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢，其特征在于，所述条形缀板(2)的两端分别与所述两个翼缘板(12)的所述第二侧面(132)通过焊接连接。9.根据权利要求1至7任一项所述的缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢，其特征在于，所述条形缀板(2)的两端分别与所述两个翼缘板(12)的所述第二侧面(132)通过电阻点焊或者连续焊连接。10.根据权利要求1至7任一项所述的缀材加强的抗扭冷弯薄壁c型钢，其特征在于，所述条形缀板(2)的两端分别与所述两个翼缘板(12)的所述第二侧面(132)铆接。

技术总结
本发明提供了一种缀材加强的抗扭冷弯薄壁C型钢，属于结构工程技术领域。该冷弯薄壁C型钢包括C型钢体和多个条形缀板。其中C型钢体包括腹板和对称设置在腹板两侧的两个翼缘板，两个翼缘板的一端与腹板垂直连接，两个翼缘板的另一端具有相向布置的卷边，卷边与翼缘板垂直且具有面向腹板的第一侧面和背向腹板的第二侧面。每个条形缀板的两端分别与两个翼缘板的第二侧面固定连接，多个条形缀板在C型钢体的长度方向上间隔布置。结构简单、加工方便，同时能够显著提升C型钢构件的抗扭能力和稳定承载力。载力。载力。


技术研发人员：杜新喜 袁焕鑫 程晓燕
受保护的技术使用者：武汉构筑建筑科技有限责任公司
技术研发日：2022.03.14
技术公布日：2022/5/25