一种能够防疲劳脆断的受弯钢构件制造技术

一种能够防疲劳脆断的受弯钢构件，包括受压上翼缘、受拉下翼缘、腹板、横向加劲肋、角钢连接件以及高强度螺栓，受压上翼缘与腹板采用纵向传力焊缝连接；横向加劲肋与腹板以及受压上翼缘正交布置，且与腹板采用构造焊缝连接，横向加劲肋与受压上翼缘刨平顶紧或采用构造焊缝连接；角钢连接件在腹板的两侧对称设置，且角钢连接件的一肢与腹板采用摩擦型高强度螺栓连接，另一肢与受拉下翼缘采用摩擦型高强度螺栓连接。本实用新型专利技术构造简单、设计合理且传力可靠，构件易于加工、拼接方便，通过摩擦型高强度螺栓连接代替受拉区板件的纵向传力焊缝，可有效防止直接承受动力荷载重复作用的受弯钢构件出现疲劳脆性断裂。弯钢构件出现疲劳脆性断裂。弯钢构件出现疲劳脆性断裂。

【技术实现步骤摘要】
一种能够防疲劳脆断的受弯钢构件


[0001]本技术属于土木工程领域，具体涉及一种能够防疲劳脆断的受弯钢构件。

技术介绍

[0002]长期直接承受动力荷载重复作用的工业厂房吊车梁、有悬挂吊车的屋盖结构、桥梁、海洋钻井平台、风力发电机结构以及大型旋转游乐设施等钢构件，当其荷载产生的应力变化循环次数超过某一指标时，需要进行疲劳设计。对于焊接钢构件，疲劳破坏通常发生在焊接部位。特别是当焊接部位同时存在较大的残余拉应力和应力集中时，在动力荷载重复作用下，疲劳裂纹容易发生于焊接熔合线的表面缺陷处或焊缝内部缺陷处，并沿垂直于外力作用方向扩展，直至最后断裂。因此，需要对此连接进行优化，以防止出现疲劳脆性断裂。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种能够防疲劳脆断的受弯钢构件，其构造简单、设计合理、传力可靠、拼接方便、质量稳定、抗疲劳脆断性能优越。
[0004]为了实现上述目的，本技术有如下的技术方案：
[0005]一种能够防疲劳脆断的受弯钢构件，包括受压上翼缘、受拉下翼缘、腹板、横向加劲肋、角钢连接件以及高强度螺栓；构建三维坐标系，受弯钢构件的长度沿Z轴方向设置，动力荷载重复作用P和M位于YZ平面，且构件弯曲方向与弯矩方向一致，受弯钢构件的截面形式为工形或箱形；所述的受压上翼缘平行XZ平面，位于强轴X之上，且受压上翼缘的板件宽度与强轴X平行；所述的受拉下翼缘平行XZ平面，位于强轴X之下，且受拉下翼缘的板件宽度与强轴X平行；所述腹板位于YZ平面，且与受压上翼缘和受拉下翼缘呈正交设置，腹板的高度方向与弱轴Y平行；所述的受压上翼缘和受拉下翼缘对称于弱轴Y或腹板所在的YZ平面；所述的受压上翼缘与腹板采用纵向传力焊缝连接；所述的横向加劲肋位于XY平面，与腹板以及受压上翼缘正交布置，且与腹板采用构造焊缝连接，与受压上翼缘刨平顶紧或采用构造焊缝连接；所述的角钢连接件在腹板的两侧对称设置，且角钢连接件的一肢与腹板采用高强度螺栓连接，另一肢与受拉下翼缘采用高强度螺栓连接。
[0006]作为本技术能够防疲劳脆断的受弯钢构件的一种优选方案，所述受压上翼缘的钢板边缘为轧制边或切割边，当受压上翼缘的钢板边缘为切割边时沿全长刨边处理。
[0007]作为本技术能够防疲劳脆断的受弯钢构件的一种优选方案，所述受拉下翼缘的钢板边缘为轧制边或切割边，当受拉下翼缘的钢板边缘为切割边时沿全长刨边处理；受拉下翼缘上的制孔采用钻成孔或先冲后扩钻孔，孔径比高强度螺栓的公称直径大2mm；受拉下翼缘沿强轴X方向孔边距和沿纵轴Z方向孔间距根据角钢连接件的孔距确定；受拉下翼缘与角钢连接件的接触摩擦面做表面处理，处理后的摩擦面抗滑移系数不低于0.3。
[0008]作为本技术能够防疲劳脆断的受弯钢构件的一种优选方案，所述腹板的钢板边缘为轧制边或切割边，当腹板的钢板边缘为切割边时沿全长刨边处理；腹板上的制孔采用钻成孔或先冲后扩钻孔，孔径比高强度螺栓的公称直径大2mm；所述腹板沿弱轴Y方向的
孔边距和沿纵轴Z方向的孔间距根据角钢连接件的孔距确定；腹板与角钢连接件的接触摩擦面做表面处理，处理后的摩擦面抗滑移系数不低于0.3。
[0009]作为本技术能够防疲劳脆断的受弯钢构件的一种优选方案，所述横向加劲肋的钢板边缘为轧制边或切割边，当横向加劲肋的钢板边缘为切割边时沿全长刨边处理；横向加劲肋沿强轴X方向的板件宽度不小于90mm；横向加劲肋在腹板两侧对称布置或错开设置，或单侧设置；横向加劲肋的下端在距离受拉下翼缘100mm处断开。
[0010]作为本技术能够防疲劳脆断的受弯钢构件的一种优选方案，所述角钢连接件采用轧制成型，且与腹板连接的一肢宽度不大于100mm，与受拉下翼缘连接的另一肢宽度不小于100mm；角钢连接件上的制孔采用钻成孔或先冲后扩钻孔，孔径比高强度螺栓的公称直径大2mm；角钢连接件沿强轴X方向孔边距和沿弱轴Y方向的孔边距取各肢宽度的1/2，沿纵轴Z方向的孔间距为100mm；所述角钢连接件与腹板和受拉下翼缘的接触摩擦面做表面处理，处理后的摩擦面抗滑移系数不低于0.3。
[0011]作为本技术能够防疲劳脆断的受弯钢构件的一种优选方案，所述的高强度螺栓采用摩擦型，规格不小于M20；高强度螺栓的性能等级为8.8级或10.9级。
[0012]作为本技术能够防疲劳脆断的受弯钢构件的一种优选方案，所述的纵向传力焊缝采用焊透的T形连接对接与角接组合焊缝；所述的纵向传力焊缝的焊趾距腹板的距离采用腹板厚度的一半与10mm中的较小值。
[0013]作为本技术能够防疲劳脆断的受弯钢构件的一种优选方案，所述的构造焊缝采用双面角焊缝；构造焊缝不在横向加劲肋的肋下端起落弧。
[0014]本技术能够防疲劳脆断的受弯钢构件的拼装方法，包括以下步骤：
[0015]先根据跨度和荷载大小确定受弯钢构件的截面形式、受压上翼缘和受拉下翼缘的板件宽度、腹板的高度，受弯钢构件的受压上翼缘、受拉下翼缘及腹板的长度由跨度确定；其次，通过等强代换确定高强度螺栓的规格和数量，以及确定角钢连接件的规格；确定横向加劲肋的间距设置及布置方式；最后确定受压上翼缘与腹板的纵向传力焊缝、横向加劲肋与腹板的构造焊缝，受压上翼缘与腹板采用纵向传力焊缝连接，拼装成焊接T形截面，横向加劲肋与T形截面的腹板正交布置，采用构造焊缝连接，横向加劲肋与T形截面的受压上翼缘刨平顶紧或采用构造焊缝连接，则完成受弯钢构件的焊接拼装单元；再将受拉下翼缘与一组背靠背组合角钢连接件采用摩擦型高强度螺栓连接，受拉下翼缘与角钢连接件组成倒T形截面，则完成受弯钢构件的螺栓拼装单元；最后将螺栓拼装单元的角钢连接件与焊接拼装单元的腹板采用摩擦型高强度螺栓连接，即完成受弯钢构件的全部拼装。
[0016]相较于现有技术，本技术有如下的有益效果：通过摩擦型高强度螺栓连接代替受拉区板件的纵向传力焊缝，能够有效防止直接承受动力荷载重复作用的受弯钢构件出现疲劳脆性断裂。本技术的构造简单、设计合理且传力可靠。构件易于加工、拼接方便。构件能够实现标准化生产、质量稳定，能够避免受拉区出现焊接残余拉应力和应力集中。运用于长期直接承受动力荷载重复作用的焊接钢结构构件具有优越的抗疲劳脆断性能。
附图说明
[0017]图1本技术能够防疲劳脆断的受弯钢构件的部件连接示意图；
[0018]附图中：1
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受压上翼缘；2
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受拉下翼缘；3
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腹板；4
‑
横向加劲肋；5
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角钢连接件；6
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高强度螺栓；7
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纵向传力焊缝；8
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构造焊缝。
具体实施方式
[0019]下面结合附图及实施例对本技术做进一步的详细说明。
[0020]参见图1，本技术能够防疲劳脆断的受弯钢构件是一种直接承受动力荷载重复作用受弯钢构件，包括受压上翼缘1、受拉下翼缘2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够防疲劳脆断的受弯钢构件，其特征在于：包括受压上翼缘(1)、受拉下翼缘(2)、腹板(3)、横向加劲肋(4)、角钢连接件(5)以及高强度螺栓(6)；构建三维坐标系，受弯钢构件的长度沿Z轴方向设置，动力荷载重复作用P和M位于YZ平面，且构件弯曲方向与弯矩方向一致，受弯钢构件的截面形式为工形或箱形；所述的受压上翼缘(1)平行XZ平面，位于强轴X之上，且受压上翼缘(1)的板件宽度与强轴X平行；所述的受拉下翼缘(2)平行XZ平面，位于强轴X之下，且受拉下翼缘(2)的板件宽度与强轴X平行；所述腹板(3)位于YZ平面，且与受压上翼缘(1)和受拉下翼缘(2)呈正交设置，腹板(3)的高度方向与弱轴Y平行；所述的受压上翼缘(1)和受拉下翼缘(2)对称于弱轴Y或腹板(3)所在的YZ平面；所述的受压上翼缘(1)与腹板(3)采用纵向传力焊缝(7)连接；所述的横向加劲肋(4)位于XY平面，与腹板(3)以及受压上翼缘(1)正交布置，且与腹板(3)采用构造焊缝(8)连接，与受压上翼缘(1)刨平顶紧或采用构造焊缝(8)连接；所述的角钢连接件(5)在腹板(3)的两侧对称设置，且角钢连接件(5)的一肢与腹板(3)采用高强度螺栓(6)连接，另一肢与受拉下翼缘(2)采用高强度螺栓(6)连接。2.根据权利要求1所述能够防疲劳脆断的受弯钢构件，其特征在于：所述受压上翼缘(1)的钢板边缘为轧制边或切割边，当受压上翼缘(1)的钢板边缘为切割边时沿全长刨边处理。3.根据权利要求1所述能够防疲劳脆断的受弯钢构件，其特征在于：所述受拉下翼缘(2)的钢板边缘为轧制边或切割边，当受拉下翼缘(2)的钢板边缘为切割边时沿全长刨边处理；受拉下翼缘(2)上的制孔采用钻成孔或先冲后扩钻孔，孔径比高强度螺栓(6)的公称直径大2mm；受拉下翼缘(2)沿强轴X方向孔边距和沿纵轴Z方向孔间距根据角钢连接件(5)的孔距确定；受拉下翼缘(2)与角钢连接件(5)的接触摩擦面做表面处理，处理后的摩擦面抗滑移系数不低于0.3。4.根据权利要求1所述能够防疲劳脆断的受弯钢构件，其特征在于：所述腹板(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾子文，李存良，王西胜，
申请(专利权)人：陕西建工钢构集团有限公司，
类型：新型
国别省市：