腹板和成型件 所属领域
本发明涉及一种腹板梁架，为带有沿着其一侧面边缘焊接就位翼缘的板状件。本发明还涉及成型梁板，它要作为翼缘垂直地焊接在形成腹板的板件上面，此翼缘对称地或非对称地从板件的两侧伸出。
背景技术
本发明的研制一直与设计和建造大型船舶相关联，但是，本发明的新型腹材梁架和成型梁板当然也可以在需要使用梁架或梁架式支撑件的各种其他设施中发挥良好作用。
由于船舶尺寸增大，造船工业一直关注着梁架的研制，包括纵向梁架，横向梁架和其他类似的支撑件，从轧制型材到焊接型材。前述型材以板材的形式供应和使用，沿着其一个侧面边缘焊上翼缘，从一般的T字型材或梁架可知。
从获得腹板梁架和无论何处使用腹板梁架的结构总体的均需有充分的强度的观点来看，腹板梁架上的翼缘末端是很重要的。除了需要充分的强度之外；还有一个重大因素是，较大的强固翼缘会增加结构的重量，并且还会对钢材表面具有令人惊异的巨大影响。某种结构主要是船舶地表面区域在纯净成本方面是具有很大重要意义的，因为它包括必须防腐处理的表面。其次，从表面处理的观点来看，目前的通常焊制腹板梁架不具有特别良好的结构设计，主要是因为在此情况下腹板梁架具有相当难以接近的90°内角，还有尖锐的外角。
SE 930/013公开了一种腹板梁架，具有焊在板件的端面上的单面隆起形翼缘。此单面隆起件只从板件一侧伸出，从而给予腹板梁架一种L形状。这种形状未经证实是特别有利的。它易因疲劳损坏。这类L形型材的应力集中系数(K)大约是2.5。为了补偿这一点，必须增大尺寸以及重量。在一般的其中腹板和翼缘二者都由平直板钢构成的T形腹板梁架的情况中，K将是大约1.5。不过，这类平直板钢制的腹板梁架在腐蚀抗力和如上述的表面可处理性方面特性不良。
本发明的目的是，提供腹板梁架和成型梁板，在重量/强度比方面，特别是在涂漆面积/强度比方面，会取得一些优点。涂漆一词在此用来泛指目的在于提供腐蚀防护的任何种类的表面处理。
按照本发明，发现：采用目的在于优化有关重量和涂漆面积方面的各项条件的、腹板梁架翼缘的专门设计，可有较大的节约。按照本发明，令人惊异地发现，通过把翼缘成形加工为一个在板件两侧上相对于板件中面对称地或非对称地伸出的单面隆起形梁板，可以达到本发明的目的，经由具有倒圆的棱角并制作得平行于板件的一各自边缘侧边此单面隆起形梁板在横截面上具有成100°至200°钝角(α)伸出的两倾斜侧边，化为一垂直于腹板梁架而伸展的一共同侧边。
单面隆起体或单面隆起梁板在此用来表明一种厚实的、带圆角的成型梁板，它显著区别于通常的平直边缘的翼缘实施例，其中真正的翼缘是一板件，该板材垂直地焊在板件上，以便构成一腹板梁架。在这种设计的情况下，有可能达到低到1.5到1.9的应力集中系数，同时获得上面指出的在腐蚀抗力和表面处理方面的有利条件。
适中的非对称形状可提供与对称型材相比而言的较好的屈曲抗力和一种颇为良好的抗疲劳能力。非对称设计特别适合于此处具有略小尺寸的腹板梁架，因为不然就会出现某种扭转屈曲现象。不过，非对称性是如此之小，以致K系数不会显著增大。
板件与倾斜侧面之间的最佳角度是110°。在非对称型材的情况下，有利的是，单面隆起形梁板的较小，伸出部分的角度具有同一数值。
一种如所指出的对称或非对称的单面隆起梁板，与各种已知实施例相比，在重量可涂漆面积方面会产生令人惊异的节约。
因而，本发明的目的之一在于提供一种有利的解决办法，比起从较早一些设计，其中所获得的重量/强度比提高了，涂漆面积/强度比也比较有利，同时，一直在作出努力以提供一种圆角较多的型式(基于圆柱体和球体在表面面积方面是最佳方案这种认识)。采用新型的腹板梁架，而特别是在此专门的新型翼缘实施例中，一些物理条件获得改进，而所获得的一种腹板梁架具有改进了的倒圆的棱角，并且不带任何尖锐外部边缘，亦即，避免出现那些颇为难以接近或难以用某种适宜的防护剂予以适当处理和涂敷的区域。
本发明的另一目的是，给予设计工程师根据少量标准化元件作出有利的技术解决办法的可能性，设计工程师被给予机会来确定腹板梁架的尺寸，而特别是按照需要来确定主要翼缘的尺寸。按照本发明，因而也提出一种成型梁板，设计得垂直地焊在形成腹板的板件上作为一种对称或非对称的翼缘，这种成型梁板的特征在于，在横截面上它是单面隆起形状的，具有带有焊在板件上的一中心平面的一侧，从此中心焊接面开始，各自一个坡面侧面部分倾斜而行，经由具有倒圆的棱角的相应的各平行边缘侧面成为对置于焊接面并垂直于板件平面而伸展的一个侧面。
因而，借助于本发明提供一种成型梁板，它以用于焊接在不同板件宽度上，以便形成所需的腹材梁架尺寸(梁架宽度)。许多成型梁板可以有利地定出尺寸和加工成形，以致一名设计工程师可以使用少量这种成型梁板来解决问题，由于他可以在这些梁板之中加以选择并规定一种选定的成型梁板用于焊接就位在一所需的板件尺寸上。
所述两个侧面部分之中的较大者，或者可供选择地，这二者，可以有利地相对于板件平面的一垂线倾斜成一20°的角度。
按照本发明的一种腹板梁架或一种成型梁板的典型之处在于，对称的和非对称的单面隆起形梁板将在梁架平面上具有比梁架平面的实际厚度和公知板形翼缘的厚度大得多的尺寸。就象公知的腹板梁架的情况下那样，梁架宽度一般比翼缘的厚度大至少一号。
【附图说明】
现在参照图纸详细地说明本发明，图纸中：
图1是符合本发明的一种典型的腹板梁架的透视简图；
图2是从图1所示腹板梁架的焊接一面观看的腹板梁架的透视简图；
图3是符合本发明的一种成型梁板的透视简图；
图4表明图3中的成型梁板，从面朝外边的一面观看，即当它焊接就位时成型梁板的自由或未装接的一面；
图5表明此新型腹板梁架在船上的一项应用实例；以及
图6-10关于一种非对称横截面，表明与图1-5同样的内容。
最佳实施例
图1和6是符合本发明的一种典型腹板梁架的透视简图，梁架由一板件1和一单面隆起形成型梁板2组成。单面隆起形成型梁板2形成腹板梁架上的一翼缘，板件1构成腹板梁架中的腹板，而两个构件在3处焊接在一起。如图1、2和3、4所示，成型梁板2设计成具有一中央焊接面4，由此向两边倾斜的是坡形侧部或侧面5、6，它们经由具有圆角7、8的侧面9、10化为一共同侧面，此侧面对置于焊接面4。
两个倾斜侧面5、6之中的一个或两个，相对于板件平面的倾斜角α＝110°。换句话说：倾斜的一个侧面或两个侧面5、6相对于板件平面的垂线构成的角度是20°。
如图2和7所示，腹板梁架的梁架宽度h大于单面隆起形梁板2的厚度好几倍，梁板最好是大至少一号。因而，比如，在一种典型腹板梁架的情况下，h可以是650mm，而单面隆起形梁板2的厚度可以是从40到50mm。实际板件1的一相关厚度s将比方是12mm。翼缘的宽度b可以是从125到200mm。焊接面4的宽度可以是从20到30mm，最好是25mm，即大于板件的厚度s，以致同一成型梁板可以用以组成一较厚的腹板梁架，s≤18。在这种设计的情况下，有可能采用通常的焊接生产线。
图5和10表明关于符合本发明的腹板梁架如何能够用在船上的一项实例，在此情况下，一艘油轮具有一纵向构架。在此，特别可以看出，单面隆起形翼缘圆角很大，以致避免出现相当难以接近的角落(内角)，这一点在这类结构所必需的抗腐蚀处理方面是一项重大的优点。如所指出，本发明的一项特殊的优点是，翼缘背面区域是带圆角形状的，倾斜的后侧表面5、6和侧面边缘9、10倒圆棱角都有助于此。