[发明专利]一种型钢构件

说明书

本发明公开了一种型钢构件，它包括型钢体，所述型钢体在沿长度方向上设有至少一个消能节点区，所述消能节点区位于型钢体的两端之间的任何一个区段，所述消能节点区外轮廓的截面尺寸从该区段两端的型钢体本体截面尺寸起对称地逐渐增大并在中间接合形成一个扩张段，所述消能节点区的壁厚与型钢本体的壁厚一致，该扩张段有利于增大型钢的轴向弹性，以便型钢能有效吸收节点两侧结构膨胀或收缩变形所产生的能量，从而减小型钢构件的内应力和应力集中区。该型钢构件在轴向外力的作用下能够产生较大的变形量，有效地吸收节点两侧结构膨胀或收缩变形所产生的能量，从而减小型钢构件的内应力和应力集中区。

技术领域

本发明涉及一种建材构件，具体是指一种型钢构件。

常规建材中的钢构件多采用沿长度方向截面尺寸不变的做法，在轴向受力时变形量小，刚度大。钢构件处于弹性工作状态并在轴向力作用下时其轴向变形量与力成正比，因其变形量较小，当个别钢构件节点两侧的结构膨胀或收缩变形较大时，将使钢结构产生较大的内应力和应力集中区。

一定长度的钢构件处于弹性工作状态并在轴向力作用下时其轴向变形量与力成正比，直杆型的钢构件在弹性范围内两端轴向加载而产生的轴向变形量可由下式计算：

Δl＝F′_Nl/(EA)(1)

其中：F′_N为轴向力，l为钢构件长度，E为弹性模量，A为钢构件的截面积，EA为钢构件的抗拉(压)刚度；

钢构件所受到的应力可由下式计算：

上述公式(2)中，所采用的钢强度等级确定时，钢构件的弹性模量E也为定值，构件的长度l也确定，因为弹性模量E数值大，较小的变形量Δl将产生较大的应力σ；在实际工程中，当此类钢构件两端由于温度等作用或者地震作用膨胀或收缩变形而产生较大位移差时，将使结构产生较大的内应力和应力集中区，从而使钢构件出现安全储备降低或出现钢构件破坏的隐患，因此该类钢构件在轴向变形时存在缺陷。

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种有利于消减钢构件节点应力的型钢构件，该型钢构件在轴向外力的作用下能够产生较大的变形量， 有利于在钢构件节点处形成消能节点区，有效地吸收节点两侧结构膨胀或收缩变形所产生的能量，从而减小型钢构件的内应力和应力集中区。

本发明的上述目的可以通过如下的技术方案来实现：一种型钢构件，它包括型钢体，其特征在于：所述型钢体在沿长度方向上设有至少一个消能节点区，所述消能节点区位于型钢体的两端之间的任何一个区段，所述消能节点区外轮廓的截面尺寸从该区段两端的型钢体本体截面尺寸起对称地逐渐增大并在中间接合形成一个扩张段，所述消能节点区的壁厚与型钢本体的壁厚一致，该扩张段有利于增大型钢的轴向弹性，以便型钢能有效吸收节点两侧结构膨胀或收缩变形所产生的能量，从而减小型钢构件的内应力和应力集中区。

本发明所述型钢本体是指型钢构件中没有扩张的那部分型钢。

本发明型钢构件设有消能节点区，充分利用钢结构可变形的特性，通过结构的简单变化，使型钢构件能正常地承受使用荷载的情况下，还能在受到轴向外力作用下产生比原型钢构件大的变形量，以便能有效地吸收型钢构件由于膨胀或收缩变形所产生的能量，从而大大减小型钢构件的内应力和应力集中区。

本发明的型钢体和消能节点区可以采用多种结构：

实施方式一：所述型钢本体为圆钢管，其所具有的消能节点区为两个呈圆台状的管体对接构成，其中两圆台管的最大直径端对接为一体，两圆台管的最小直径端与型钢本体的直径一致，分别与两个型钢本体的一端相连，从而构成一条本发明所述的有利于消减钢构件节点应力的型钢构件。

本发明所述两个圆台管所具有相同的倾斜角α₁，该倾斜角α₁在15°～75°范围之间；所述圆台管的最大直径可以是型钢本体直径的1.5～3倍。