多孔箱形铝合金梁制造技术

多孔箱形铝合金梁用铝合金材料，使用挤压方法制作而成，它由上、下箱壁，左、右箱壁，两侧箱翼及内箱肋的铝合金板块构成，其特征在于；根据梁构件横截面的应力分布与应力大小的特点，合理相应布置箱形梁上述各种板块的位置及其质量大小，最大限度发挥材料强度潜力；同时最大限度提高了梁稳定性和平面内刚度与平面外的刚度，得到一种受力合理，节约材料，易于加工制作的“合理截面”梁杆件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种梁构件，是房屋建筑、桥梁建筑的土木工程领域常用的结构杆件。
技术介绍
凡以弯曲为主要变形的杆件通常称为梁。梁构件是土木工程广泛应用的一种杆 件。常见的有楼面梁、屋面梁、墙梁、刚架梁、屋面檩条梁等等。按制作材料分有钢筋混凝土 梁、钢梁、木梁、钢与混凝土复合梁。按梁的断面型式分有矩形断面梁，T形断面梁，钢梁有 工字形钢、槽形钢、H型钢、C型钢、Z型钢、钢方通、钢园管等。铝合金材料质轻(比重是钢材的三分之一)，高强(六系列铝材的物理力学性能 已接近建筑用钢的923 ，防腐力高(是钢材的4-6倍)，成型性好(是其他金属不可比)， 是可以再生的环保建筑金属，目前已广泛应用于门、窗、幕墙及其他的装修建筑工程领域。 本专利技术多孔箱形铝合金梁，就是根据铝合金材料的特点及梁构件的受力特点，创造多孔箱 形断面的铝合金梁杆件，得到受力合理，结构可靠，节约材料，可应用于土木工程的屋梁、墙 梁、檩条梁等部件的铝合金梁构件。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在外力作用下梁构件的变形主要是弯曲变形。梁在弯曲变形时，在其横截面上一 侧纤维受压而缩短，横截面上另一侧纤维受拉而伸长。梁横截面上正应力分布分别为相应 的受压区与受拉区，最大压应力产生在横截面上受压区的最外边缘处，最大拉应力产生在 横截面上受拉区最外边缘处。构件材料在弹性阶段，横截面最大压应力过渡到最大拉受力 是线性变化的，横截面中间有一个中性轴。这就是梁构件的应力分布与变形特点。铝合金 材料与建筑钢材一样同属塑性材料，其抗压强度与抗拉强度是相等的，而铝合金材料的成 型性更好，具有便于加工成型的特点。本专利技术的目的，就是根据上述两个特点“按需分配”梁 截面的质量，找到最大限度发挥材料强度的潜力，又节省材料，又方便加工制作的“合理截 面”梁构件。经过分析计算，创造专利技术了多孔箱形截面铝合金梁(见图2)。2、本专利技术技术方案多孔箱形铝合金梁用铝合金材料，使用挤压方法制作而成，它由上、下箱壁，左、右 箱壁，两侧箱翼及内箱肋的铝合金板块构成，其特征在于根据梁构件横截面的应力分布与 应力大小的特点，合理相应布置箱形梁上述各种板块的位置及其质量大小，最大限度发挥 材料强度潜力；同时最大限度提高了梁的稳定性和平面内刚度与平面外的刚度，得到一种 受力合理，节约材料，易于加工制作的“合理截面”梁杆件。以上所述的铝合金上箱壁①布置在梁横截面受压区的外边缘，即最大压应力处， 其截面壁厚根据梁跨度及作用的荷载由设计计算确定。上箱壁的板状有两个方案其一是 做成平面板；其二做成楞面板。以上所述的铝合金下箱壁②布置在梁横截面受拉区的外边缘，即最大拉应力处，其截面壁厚根据梁的跨度及作用的荷载由设计计算确定。下箱壁的板状有两个方案其一 是做成平面板；其二做成楞面板。以上所述铝合金左、右箱壁③、④，布置在梁横截面两侧边缘，其壁厚根据梁跨度 及作用荷载由设计计算确定。左、右箱壁的板状有两个方案其一是做成平面板；其二做成 楞面板。以上所述铝合金箱翼⑤、⑥布置在上箱壁的两侧，箱翼的宽度及厚度根据梁的跨 度及作用荷载设计计算确定。有三个方案其一做成板翼(图i)；其二做成箱翼(图3)； 其三不设翼。以上所述铝合金内箱肋⑦、⑧布置在箱形梁内腔，与左、右箱壁连接，或与上、下箱 壁连接，形成多孔的箱形截面梁。内箱肋设置多少道及每道肋厚度均由设计计算确定。内 箱肋设置有两个方案其一在什么方向设置，设多少道由计算确定；其二不设置内箱肋。以上所述的多孔箱形铝合金梁，其横截面宽度，即上、下箱壁长度，根据该梁的跨 度及作用的荷载由设计计算确定。有两个方案其一做成上、下箱壁等长；其二做成上箱壁 较长，下箱壁较短。对于多孔箱形铝合金梁其横截面高度，即左、右箱壁长度，根据梁的跨度 及作用的荷载设计计算确定。梁横截面宽度及梁横截面高度既要满足梁的强度要求，同时 要满足梁的稳定性和平面内刚度及平面外刚度的要求。以上所述多孔箱形铝合金梁构件可以作为楼面梁，屋面梁、墙梁、屋面檩条梁等梁 构件。它由基础、柱子、梁构件、桁架等其它构件支承。支承构件可以是钢结构、钢筋混凝土 结构，铝合金结构或其它混合结构。3、本专利技术与现有技术相比，其突出的实质性特点和显著进步(1)本专利技术多孔箱形铝合金梁，由上、下箱壁，左、右箱壁，箱翼及内箱肋铝合金板 块构成，其特征在于根据梁构件横截面应力分布与应力大小的特点，“按需分配”，布置组 成箱形梁的上述各种板块的位置及板块的质量大小，最大限度发挥材料强度的潜力，同时 最大限度提高了梁的稳定性和平面内刚度与平面外刚度，是一种节约材料，结构安全可靠 “合理截面”的梁杆件，是C型截面梁、工字形载面梁无法比拟的梁杆件。(2)多孔箱形铝合金梁充分利用了铝合金成型性好、加工方便的特性，完全由挤压 加工一次成型，可以实现工厂大批量生产，质量也有保证。(3)多孔箱形铝合金梁与铝合金桁架梁、铝合金屋面板等其他铝合金建筑构件配 套使用，可以做到结构同材同质，温度应力与变形同步，提高了建筑物安全度。(4)铝合金材料质轻(比重是钢材的三分之一)，高强(六系列铝材的物理力学性 能已接近建筑用钢923 ，防腐力高(是钢材的4-6倍)，成型性好(是其他金属不可比)， 是可以再生的环保建筑金属。用铝合金材料建筑土木工程虽然建造投资造价稍高，但可以 减轻建筑物自重，提高抗震能力与耐腐能力，几呼终生不用维护，成为长命百岁工程，其使 用造价十分低廉，综合经济效益十分明显。四附图说明图1、是工程上常见的一根梁杆件实例。图2是图1的梁杆件选用楞面板箱壁多孔箱型铝合金梁方案的横截面图。图3是图1的梁杆件跨度较大，承受荷载较大时，选用平面板箱壁与加强型箱翼的多孔箱型铝合金梁方案的横截面图。图4是某厂房屋面檩条梁的平面板箱壁多孔箱型铝合金梁横截面图。图5是某厂房屋面檩条梁构件选用H型钢梁方案的横截面图。图中部件序号名称如下①、②分别为上、下箱壁；③、④分别为左、右箱壁；⑤、⑥ 分别为左、右箱翼；⑦、⑧为内箱肋；L为梁杆件跨度。以下结合附图对本专利技术做进一步描述。从图1中看到，梁是以弯曲为主要变形的杆件，是土木工程中广泛应用的一种构 件。常见有钢筋混凝土梁、钢梁、木梁、复合梁等。本专利技术是铝合金制造的铝合金梁。图2和图3是多孔箱型铝合金梁截面的两个方案，是用铝合金材料、使用挤压方法 制作而成。是根据梁横截面的应力分布与应力大小，经过计算，合理布置箱型梁上的上、下 箱壁，左、右箱壁，两侧箱翼及内箱肋的位置及其质量大小，最大限度发挥材料强度潜力，同 时最大限度提高了梁的稳定性和梁平面内与与平面外的刚度，是“合理截面”的梁构件。以下是本专利技术的一个工程实例中国南方某厂房屋面檩条梁，跨度L为12m，屋面板为“0. 7+75+0. 6”玻璃丝棉卷毡 双层彩钢板。方案1 原设计为Q235B H型钢檩条(图5)，梁截面高300腹板厚6，上、下翼缘宽 150，翼缘板厚4. 5。每根梁用钢291. 64kg，按每吨5000元计，每根梁造价为1458. 20元。方案2 改用六系铝合金材料制造，用平面板箱壁多孔箱型铝合金梁方案(图4)， 用铝量为103. ^kg,按每吨22000元计算，每根梁造价为2272. 38元。从上述工程实例看出，在同样情况下，铝合金梁每根造价虽然比钢梁高36 %左本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．多孔箱形铝合金梁，用铝合金材料，使用挤压方法制作而成。它由上、下箱壁，左、右箱壁，两侧箱翼及内箱肋的铝合金板块构成，其特征在于：根据梁构件横截面的应力分布与应力大小的特点，合理相应布置箱形梁上述各种板块的位置及其质量大小，最大限度发挥材料强度潜力，同时最大限度提高了梁的稳定性和平面内刚度与平面外的刚度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林娟，梁琨，
申请(专利权)人：林娟，梁琨，
类型：发明
国别省市：45