型钢制件的计算展开

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本段主要介绍柱钢结构的料计算。型钢的连接分垂直连接和倾斜连接两种方式，其关键是如何求得全长和结合部分的尺度，以便作出端头样板并准确下料。其他如桁架、屋架结构比较简单，此略。

另外还介绍了角钢立柱和管栏杆的料计算。

1．等边角钢与H钢、槽钢垂直拉撑料计算

如图3－159所示，左侧与H钢垂直连接，右侧与槽钢垂直连接，作端头样板的方法是：

图3－159 等边角钢与H钢、槽钢垂直拉撑施工图及展开图

①作基础实形ABCD，使长×宽=200×152(mm²)。

②在实形中作出76mm的中心线。

③在端头划出15mm、120mm(H钢)和62mm(槽钢)的缺口线。

2．不等边角钢与H钢、槽钢斜拉撑料计算

如图3－160所示，左侧为不等边角钢与H钢倾斜连接，右侧与槽钢倾斜连接。下面分别叙述料计算和端头样板的作法。

图3－160 不等边角钢与H钢、槽钢斜拉撑施工图及展开图

(1)斜拉撑顶角

(2)拉撑全长

表达式推导如下(见图3－160之A放大和图3－161)。

图3－161 不等边角钢与H钢、槽钢斜拉撑计算原理图

在直角三角形ABC和A′B′C′中

在直角三角形A′E′B′和B′C′D′中

式中 x——跨度；

y——斜拉撑垂直高；

b——角钢板厚；

d——H钢腹板厚；

B₁——不等边角钢大面宽。

(3)作样板方法(见图3－160)

用不等边角钢外沿的断面宽76mm、126mm共202mm作为宽，用假定的300mm(或250mm)作为长作基础实形，在其上截取长短点之差和含着部分长即为展开图。

3．H钢与槽钢垂直拉撑料计算

如图3－162所示，为H钢两端皆与槽钢垂直相连施工图，图3－163为H钢切头样板。

图3－162 H钢与槽钢垂直拉撑

图3－163 H钢(与槽钢相连)垂直拉撑切头样板

作切头样板的方法是：根据H钢规格的大小决定假设端头样板的长度，太长了会造成浪费，太短了导向范围小，本例取长度为200mm，其步骤是：

①作ABCD矩形框，使其长宽为200×213(mm)，为基础实形。

②在基础实形中作出间隔140mm(腹板内腔高)和73mm(翼板内腔宽)的平行线。

③在端头再划出15mm和60mm缺口线。

④作两个正反曲样板各划一端头，即得端头切割线(作一个样板正反使用亦可)。

4．槽钢与槽钢、H钢垂直拉撑料计算

如图3－164所示，左侧为槽钢与槽钢垂直相连，右侧为槽钢与H钢垂直相连施工图，图3－165为端头样板展开图。

图3－164 槽钢与槽钢、H钢垂直拉撑

①拉撑全长L=1485mm。

②槽钢与槽钢的切头样板［见图3－165(a)］。

图3－165 槽钢与槽钢、H钢垂直拉撑切实样板

(a)与槽钢切头样板；(b)与H钢切头样板

用槽钢断面之58mm、140mm和58mm共256mm作为宽，用假定的200mm作为长，划出基础实形并引出平行线，在平行线上分别去掉含着部分长60mm和翼板厚15mm，即得切头样板。

③槽钢与H钢的切头样板［见图3－165(b)］。

同上法作出基础实形，在平行线上分别去掉含着部分长148mm和翼板厚15mm，即得切头样板。

5．槽钢与槽钢、H钢斜拉撑料计算

如图3－166所示，左侧为槽钢与槽钢斜接，右侧为槽钢与H钢斜接，现将计算方法和作样板方法叙述如下。

图3－166 槽钢与槽钢、H钢斜拉撑

(1)斜拉撑顶角

(2)斜拉撑全长

表达式推导如下(见图3－166之A、B放大)

在直角三角形GHK和FZG中

在直角三角形ABC中

(3)槽钢与槽钢切头样板(见图3－167左侧)

图3－167 槽钢与槽钢、H钢斜拉撑切头样板计算原理

在直角三角形A′B′C′和A′D′E′及E′F′G′中

(4)槽钢与H钢切头样板(见图3－167右侧)

(5)作样板方法(见图3－166)

用槽钢的外沿断面宽54mm、152mm和54mm共260mm作为宽，并作平行线，用假定的250mm作为长划基础矩形，在其上分别截取以上计算各数据，即得切头样板。

以上各式中x为斜撑跨距；y为斜撑投影高；a、b分别为槽钢腰厚和翼板宽；d为H钢腹板厚。

6．H钢与槽钢、H钢斜拉撑料计算

如图3－168所示，左侧为H钢与槽钢倾斜连接，右侧为H钢与H钢倾斜连接，现将计算方法和作样板方法叙述如下。

图3－168 H钢与槽钢、H钢斜拉撑

(1)斜拉撑顶角

(2)斜拉撑全长

表达式推导如下(见图3－168之A、B放大)

在直角三角形GHK和FZG及ABC中

(3)H钢与槽钢切头样板(见图3－169左侧)

图3－169 H钢与槽钢、H钢斜拉撑切头样板计算原理

在直角三角形A′B′C′和A′D′E″中

(4)H钢与H钢切头样板(见图3－169右侧)

在直角三角形ABC和ADE中

其中 x——斜拉撑跨度；

y——斜拉撑投影高；

a——H钢翼板厚；

d——H钢腹板厚；

h——槽钢大面内腔高。

(5)作切头样板方法

H钢与槽钢切头样板见图3－170，H钢与H钢切头样板见图3－171。

图3－170 H钢与槽钢斜拉撑切头样板(反曲)

图3－171 H钢与H钢斜拉撑切头样板(反曲)

用H钢内腔的断面宽73mm、138mm和73mm共284mm为宽，用假定的250mm为长作基础矩形，并作平行线，在其上截取以上计算各数据，即得切头样板。

7．工字钢加强柱料计算

如图3－172所示，为圆筒式加热炉加强柱施工图，周向共4根。其下料方法有两种，一是按外皮切断，二是按里皮切断。但要注意，按外皮切断下料时，必须按结合线方向切割，以保证均匀的组对间隙。

图3－172 加热炉加强柱施工图

图3－173为计算原理图，图3－174为展开图。

图3－173 计算原理图

(a)按外皮；(b)按里皮

(1)按外皮切断计算［见图3－173(a)］

在直角三角形ACB中

(2)按里皮切断计算［见图3－172和图3－173(b)］

在直角三角形ABC中

图3－174 加强柱展开图

(a)按外皮；(b)按里皮

8．角钢立柱与管栏杆料计算

管与角钢组焊的栏杆，有直交式和倾斜式两种，此结构的主要关键是作角钢的展开样板，可用放样法或计算法作出，本文以计算法叙述之。

(1)直交式栏杆

图3－175所示为直交式栏杆施工图，由于管体与角钢的规格稍有差别，一般应以里侧平齐为合理。

图3－175 直交的管与角钢栏杆

角钢展开图的主要关键是计算角钢和管子的结合高度，如图3－176所示，高度的计算器手工计算程序是：

图3－176 角钢展开计算原理

展开图见图3－177。

图3－177 角钢展开图

(2)倾斜式栏杆

如图3－178所示，为倾斜栏杆施工图，同上例一样，也应以栏杆的内侧平齐为合理。另一特点是，由于管体栏杆倾斜，角钢的斜面为里皮接触，弧面为外皮接触。

图3－178 倾斜的管与角钢栏杆

图3－179为展开图，图3－180为A－A断面和计算原理图，由于倾斜相交，角钢弧面处的断面是一个椭圆，半短轴为24mm，半长轴为34mm，其计算方法参见图3－178之三角形BCE。

图3－179 角钢展开图

图3－180 A－A和计算原理

24÷sin45°=34(mm)

展开料椭圆断面各数据计算如下。

设和点的横坐标为15mm和18mm，那么，各对应点的纵坐标计算器手工计算程序是：