[发明专利]替代对称球扁钢的新型型材

说明书

本发明公开了一种替代对称球扁钢的新型型材，其包括腹板和设于腹板顶部的球头部，球头部包括第一块状部、第二块状部和侧端部；第一块状部的底部连接于腹板的顶部；第二块状部的底部连接于第一块状部的顶部；第二块状部的左端和右端均连接有侧端部；第一块状部的顶部的宽度大于第一块状部的底部的宽度；第二块状部的横截面为矩形；第二块状部的宽度和第一块状部的顶部的宽度相同；侧端部的横截面为矩形，两个侧端部的顶部都和第二块状部的顶部齐平。本发明可以减轻构件重量，既解决传统T型材抗扭、抗弯、抗冲击载荷能力较弱的问题，同时相对对称球扁钢又具有生产成本低、生产制造要求条件低的优点。

技术领域

本发明涉及一种替代对称球扁钢的新型型材。

背景技术

对称球扁钢是和T型材均是船舶和桥梁建造所用到的常规型材，两者一般均作为次要构件使用，各有其优缺点。

对称球扁钢优点在于所需要的涂装面积少，由于贯穿孔小所以需要的补板也小，对称球扁钢抗面内屈曲能力比较强，具有更强的抵抗扭转、抵抗弯曲、抵抗冲击载荷的能力；对称球扁钢缺点在于：由于球头采用了块状材质，相当一部分离中和轴比较近，根据材料力学基本原理可知，球头的一部分离中和轴越近对于抗弯的贡献越小，即剖面模数贡献度越小，材料有所浪费；由于对称球扁钢的规格相对于T型材比较少，所以在根据强度计算的剖面模数来选择对称球扁钢时可能会跳档选择造成一定的重量浪费，粗壮球头的设计也存在重量浪费的情况；另外，对称球扁钢复杂的球头形式和多变的规格，其生产制造要求和成本都比较高；不同规格的对称球扁钢生产过程需要不同规格的轧机和轧辊来轧制，对于生产企业也是个沉重的负担。

T型材优点在于同等剖面积情况下一般可以做到更大的剖面模数，抗侧向屈曲能力比较强，由于T型材规格比较多，所以在根据强度计算的剖面模数来选择T型材时不会有太多的重量浪费；T型材缺点主要在于：由于腹板和面板的连接相对于对称球扁钢较为薄弱，所以抗扭、抗弯、抗冲击载荷能力相比对称球扁钢来说较差，使得相同截面积的T型材和对称球扁钢，在承受相同的扭矩、弯矩、冲击载荷时，T型材的应力要大一点，即同等截面积下T型材增加的模数要打折扣，对于强度的帮助有所折减；T型材抗扭、抗弯、抗冲击载荷的能力不如对称球扁钢，所需要的涂装面积多，由于贯穿孔大所以需要的补板也大。

对于结构设计来说，选择对称球扁钢意味着一定构件重量的浪费，选择传统T型材意味着抗扭、抗弯、抗冲击载荷能力上有所减弱。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种替代对称球扁钢的新型型材。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种替代对称球扁钢的新型型材，其包括腹板和设于腹板顶部的球头部，球头部包括第一块状部、第二块状部和侧端部；第一块状部的底部连接于腹板的顶部；第二块状部的底部连接于第一块状部的顶部；第二块状部的左端和右端均连接有侧端部；第一块状部的横截面为等腰梯形，第一块状部的顶部平行于第一块状部的底部；第一块状部的顶部的宽度大于第一块状部的底部的宽度；第二块状部的横截面为矩形；第二块状部的宽度和第一块状部的顶部的宽度相同；侧端部的横截面为矩形，两个侧端部的顶部都和第二块状部的顶部齐平。

侧端部的高度和第二块状部的高度相同。

侧端部的宽度小于第二块状部的宽度。

第二块状部的左端和第一块状部的顶部的左端齐平，第二块状部的右端和第一块状部的顶部的右端齐平。

第一块状部的底部的宽度和腹板的宽度相同，第一块状部的底部的左端和腹板的左端齐平，第一块状部的底部的右端和腹板的右端齐平。

球头部和腹板为一体成型。

第一块状部的高度和第二块状部的高度总和不大于第二块状部的宽度。