一种支撑角钢及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于角钢技术领域，涉及一种支撑角钢，制造支撑所用的角钢均为等边角 钢，采用Q345钢或Q235钢制成，厚度通常为4mm-6mm，本发明对支撑角钢各部分宽度的界 定均按照如下规定：图1反映的是一种支撑角钢弯折后的结构示意图，AB之间代表支撑面、 BC之间代表第一弯折段、DE之间代表第二弯折段，支撑面的宽度指支撑面的起始点A至支 撑面沿支撑面方向延伸所能达到的离A最远距离的位置，也即B点，AB之间的距离就是支 撑面的宽度，其他部分支撑角钢结构的宽度依此类推。
【背景技术】
[0002] 承重能力是反映承重结构的重要指标，提高承重能力通常可以采用两方面的技术 手段：一方面，技术人员可以对构成承重结构的承重基本单元进行结构的改进，使得承重基 本单元的承重能力提高；另一方面，技术人员也可以对承重结构的结构布局做出新的调整， 包括各承重基本单元的连接方式、位置等，这方面的调整往往可以大幅度的提升承重结构 的承重能力。
[0003] 目前来看，对承重基本单元的结构改进涉及并不多，一种常见的承重基本单元就 是扁钢，扁钢在受力时会发生较大弯曲，而不会产生断裂，但承重能力较弱，相比之下，角钢 是一种可选择的扁钢替代品，其虽然单位形变量的承重能力增量较大，但由于极限形变量 极小，一旦重物超过其极限承重力，将发生断裂，根本不存在修复的可能，从而极大的削弱 了角钢的承重能力。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于现有承重基本单元，例如【背景技术】所述扁钢及角 钢，无法在提高承重能力的前提下，保持良好的可形变量。为此，本发明考虑将角钢进行弯 折处理，从而得到这样的一种支撑角钢，所述支撑角钢包括弯折面、构成承重面的支撑面以 及连接弯折面和支撑面的角钢棱，所述弯折面从角钢棱一侧至另一侧依次为第一弯折段 至第n弯折段，所述n为2或3,相邻两个弯折段之间呈90°角，相邻两个弯折段的连接 处为弯折棱弧，所述弯折棱弧的厚度为支撑角钢厚度的〇. 95-0. 98倍，弯折棱弧的弧长为 3mm-5mm〇
[0005] 如果使本发明所述支撑角钢受力，将会产生两种形变，即支撑面的形变以及弯折 面的形变，而弯折面的形变至少包括第一弯折段的形变以及第二弯折段的形变，相比于扁 钢在受力后发生的形变，支撑角钢本体的形变不论在数量上还是在形变方式的多样性上均 超过扁钢。以n为2的情况为例，如果向支撑角钢本体施加压力，第一弯折段靠近角钢棱的 部分以及第一弯折段靠近第二弯折段的部分将被不同比例的拉长（即第一类形变），而第 二弯折段将沿着靠近第一弯折段的部分发生整体等比例的拉长（即第二类形变），这就使 得所述支撑角钢本体具有比扁钢更大的承重能力。
[0006] 在可形变量方面，本发明同样具有明显的技术优势，可以允许发生较大的形变而 基本不改变所述支撑角钢的承重能力，而普通角钢极限形变量是非常有限的（通常情况 下，二米长角钢，在受压后不产生破坏性结构变化的前提下，其两端的最大水平倾斜角度a 普遍在3°以下，见图2)，一旦角钢所承受的重力超过角钢的承受范围，会产生裂痕乃至断 裂现象等破坏性结构变化，造成整个角钢立即报废。事实上，以n为2的情况为例，本发明 所述支撑角钢在受力发生形变时，支撑面先发生形变，而后通过角钢棱带动第一弯折段发 生形变，由第一弯折段的形变再通过连接第一弯折段及第二弯折段的弯折棱弧带动第二弯 折段发生形变，本发明建议将弯折棱弧的厚度设定在支撑角钢厚度的〇. 95-0. 98倍，并且 将弯折棱弧的弧长设置在3mm-5mm。这样的设置可以确保弯折棱弧能够抵抗较大的形变， 例如将支撑角钢沿着弯折棱弧进行切割以便单独的得到弯折棱弧，并对二米长的弯折棱弧 进行弯折，在弯折不产生破坏性结构变化的前提下，其两端的水平倾斜角度a在3. 2°~ 6. 1°之间，从而可以极大的提高支撑角钢可形变量的潜力，间接增加了支撑角钢承重能力 的提升空间。
[0007] 作为一种优选，所述弯折棱弧的厚度为支撑角钢厚度的0. 98倍，弯折棱弧的弧长 为3mm。此时，弯折棱弧两端的水平倾斜角度a在5. 2°~6.1°之间。
[0008] 技术人员可以通过一些常见的制弯方法对弯折面进行制弯（例如对弯折面进行 冲压，通过配备合理的冲压模具，确保得到本发明所要求的弯折棱弧，然而，由于冲压瞬间 完成，弯折棱弧处的钢铁内部结构不可避免的遭到了一定程度的破坏，另外，冲压无法保证 弯折棱弧的厚度均匀性，这两点均在很大程度上影响弯折棱弧的强度及可形变量，为此，本 发明还提供了一种支撑角钢的制造方法，包括：
[0009] 相邻两个弯折段之间弯折棱的标记步骤；
[0010] 制弯步骤；
[0011] 所述制弯步骤包括对标记弯折棱进行加热的加热步骤、沿着标记弯折棱进行阶段 性制弯以形成弯折棱弧的步骤以及弯折棱弧的自然冷却步骤；所述加热步骤包括对弯折棱 加热，使弯折棱的温度至少为850°c，所述阶段性的制弯以形成弯折棱弧的步骤包括：
[0012] 第一制弯阶段：控制制弯速度在10° /min-15°/min;
[0013] 第二制弯阶段：控制制弯速度在30° /min-35° /min;
[0014] 第三制弯阶段：控制制弯速度在35° /min-40° /min;
[0015] 所述第一制弯阶段、第二制弯阶段及第三制弯阶段的制弯角度之比为 I : I. 8-2. I : 1. 8-2. 1〇
[0016] 本发明所述支撑角钢的制造方法，可以进一步的缩小弯折棱弧的弧长，一般可以 控制在3.Omm-3. 3mm之内，并且弯折棱弧的厚度可达到支撑角钢厚度的0. 96-0. 98倍，从而 弯折棱弧的形变量可以进一步的提升，例如将支撑角钢沿着弯折棱弧进行切割以便单独的 得到弯折棱弧，并对二米长的弯折棱弧进行弯折，在弯折不产生破坏性结构变化的前提下， 其两端的水平倾斜角度a在5. 6°~7. 3°之间。
[0017] 在本发明的一些实施例中，所述阶段性的制弯以形成弯折棱弧的步骤包括：
[0018] 第一制弯阶段：控制制弯速度在11° /min-13° /min;
[0019] 第二制弯阶段：控制制弯速度在32° /min-33° /min;
[0020] 第三制弯阶段：控制制弯速度在37° /min-39° /min;
[0021] 所述第一制弯阶段、第二制弯阶段及第三制弯阶段的制弯角度之比为1 : 2 : 2。
[0022] 得到的弯折棱弧，其弧长在3.Omm-3. 2mm，并且弯折棱弧的厚度可达到支撑角钢厚 度的0. 97-0. 98倍，如果将支撑角钢沿着弯折棱弧进行切割以便单独的得到弯折棱弧，并 对二米长的弯折棱弧进行弯折，在弯折不产生破坏性结构变化的前提下，其两端的水平倾 斜角度a在6. 3°~7. 3°之间。
[0023] 在本发明的一些实施例中，所述加热步骤中弯折棱的温度为950°C_970°C。得 到的弯折棱弧，其弧长在3.Omm-3. 8mm之内，并且弯折棱弧的厚度可达到支撑角钢厚度的 0. 97-0. 98倍，如果将支撑角钢沿着弯折棱弧进行切割以便单独的得到弯折棱弧，并对二米 长的弯折棱弧进行弯折，在弯折不产生破坏性结构变化前提下，其两端的水平倾斜角度a 在6. 1°~7. 3°之间。
[0024] 本发明还希望提高支撑角钢的承重能力。在本发明之前，适度的增加材料（例如 适度的提高承重结构单元的厚度）可以提高承重结构单元的承重能力，然而这需要增加承 重结构单元的制作成本。对于本发明所述支撑角钢而言，相比于角钢，所述支撑角钢的可形 变量获得了大幅的提升，尽管支撑角钢在单位形变量的承重能力增量方面逊于角钢，但由 于具有较大的可形变量，其承重能力均超过同型号（支撑角钢在未弯折前的角钢）的角钢， 单位长度所能承受的重力通常至少为同型号角钢的1.3倍。从这一