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工字鋼如名所示,是一種“工“字型截面型鋼,上下翼緣齊頭。工字鋼的翼緣內(nèi)表面有著傾斜度(1∶6),使得翼緣外薄而內(nèi)厚,這樣就造成工字鋼在二個主平面內(nèi)的截面特性相差巨大,在應(yīng)用中難以發(fā)揮鋼材的強度特性。工字鋼已經(jīng)逐漸被H型鋼所淘汰。
首先我們來看看工字型鋼:
工字鋼主要分為普通工字鋼、輕型工字鋼和寬翼緣工字鋼。按翼緣與腹板高度 比又分為寬幅、中幅、窄幅寬翼緣工字鋼。前二者生產(chǎn)的規(guī)格為10—60號,即 相應(yīng)的高度為10 cm—60 cm。在相同高度下,輕型工字鋼翼緣窄、腹板薄、重 量輕。寬翼緣工字鋼又稱H型鋼,斷面特點是兩腿平行,且腿內(nèi)側(cè)沒有斜度。 它屬于經(jīng)濟斷面型鋼,是在四輥萬能軋機上軋制的,所以又稱“萬能工字鋼”。普通工字鋼、輕型工字鋼已經(jīng)形成國家標(biāo)準(zhǔn)。
工字鋼的規(guī)格是用腰寬的厘米值來表示的,如10號工字鋼,其腰寬為10cm。工字鋼的種類有熱軋普通工字鋼、輕型工字鋼和寬平行腿工字鋼(H型鋼)。我國熱軋普通工字鋼的腰寬為100~630mm,表示為No.10~No.63,腿內(nèi)側(cè)壁斜度為1:6。軋制工字鋼的孔型系統(tǒng)有直軋孔型系統(tǒng)、斜軋孔型系統(tǒng)和混合孔型系統(tǒng)。此外,工字鋼還可以采用特殊軋法。
(1)直軋孔型系統(tǒng)。直軋孔型系統(tǒng)是指工字鋼孔型的兩個開口腿同時處于軋輥軸線的同一側(cè),腰與軋輥軸線平行的孔型系統(tǒng)。
其優(yōu)點是軋輥軸向力小,軸向竄動小,不需工作斜面,孔型占用輥身長度小,在輥身長度一定的條件下可多配孔型。
(2)斜軋孔型系統(tǒng)。這種孔型系統(tǒng)是指工字鋼孔型的兩個開口腿不同時處于腰部的同一側(cè),腰與水平軸線有一夾角。
(3)混合孔型系統(tǒng)。根據(jù)軋機和產(chǎn)品的特點,為充分發(fā)揮各自系統(tǒng)的優(yōu)點,克服缺點,往往采用混合孔型系統(tǒng),即兩種以上系統(tǒng)的組合。如成品孔和成品前孔采用直腿斜軋孔型系統(tǒng),其他孔型采用彎腿斜軋系統(tǒng);或者粗軋孔采用直軋系統(tǒng),最后3~4個精軋孔采用直腿斜扎孔等。
(4)特殊軋法。由于某種原因采用通常的軋制方法難以軋出要求的工字鋼時,可采用特殊軋法,充分利用不均勻變形和孔型設(shè)計的技巧。例如,當(dāng)鋼坯斷面較窄而要求軋制較寬的工字鋼時,可采用波浪式軋法;又如當(dāng)坯料較寬而要求軋制較小號工字鋼時,可采用負寬展軋制等。
工字鋼應(yīng)用特點:工字型鋼不論是普通型還是輕型的,由于截面尺寸均相對較高、較窄,故對截面兩個主軸的慣性矩相差較大,故僅能直接用于在其腹板平面內(nèi)受彎的構(gòu)件或?qū)⑵浣M成格構(gòu)式受力構(gòu)件。對軸心受壓構(gòu)件或在垂直于腹板平面還有彎曲的構(gòu)件均不宜采用,這就使其在應(yīng)用范圍上有著很大的局限。工字鋼廣泛地應(yīng)用于建筑或 其他金屬結(jié)構(gòu)。
普通工字鋼,輕型工字鋼,由于截面尺寸均相對較高、較窄,故對截面兩個主軸的慣性矩相差較大,這就使其在應(yīng)用范圍上有著很大的局限。工字鋼的使用應(yīng)依據(jù)設(shè)計圖紙的要求進行選用。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計中選用工字鋼應(yīng)依據(jù)其力學(xué)性能,化學(xué)性能,可焊性能,結(jié)構(gòu)尺寸等選擇合理的工字鋼進行使用。
說完了工字鋼,咱們再來說說H型鋼:
H型鋼是一種截面面積分配更加優(yōu)化、強重比更加合理的經(jīng)濟斷面高效型材,因其斷面與英文字母“H”相同而得名。由于H型鋼的各個部位均以直角排布,因此H型鋼在各個方向上都具有抗彎能力強、施工簡單、節(jié)約成本和結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點,已被廣泛應(yīng)用。
H型鋼的特點:H型鋼的翼緣內(nèi)外側(cè)平行或接近于平行,翼緣端部呈直角,因此而得名平行翼緣工字鋼。H型鋼的腹板厚度比腹板同樣高的普通工字鋼小,翼緣寬度比腹板同樣高的普通工字鋼大,因此又得名寬緣工字鋼。由形狀所決定,H型鋼的截面模數(shù)、慣性矩及相應(yīng)的強度均明顯優(yōu)于同樣單重的普通工字鋼。用在不同要求的金屬結(jié)構(gòu)中,不論是承受彎曲力矩、壓力負荷、偏心負荷都顯示出它的優(yōu)越性能,可較普通工字鋼大大提高承載能力,節(jié)約金屬10%~40%。H型鋼的翼緣寬、腹板薄、規(guī)格多、使用靈活,用于各種桁架結(jié)構(gòu)中可節(jié)約金屬15%~20%。由于其翼緣內(nèi)外側(cè)平行,緣端呈直角,便于拼裝組合成各種構(gòu)件,從而可節(jié)約焊接、鉚接工作量25%左右,能大大加快工程的建設(shè)速度,縮短工期。
H型鋼的分類:H型鋼的產(chǎn)品規(guī)格很多,分類方法有以下幾種。(1)按產(chǎn)品的翼緣寬度分為寬翼緣、中翼緣和窄翼緣H型鋼。寬翼緣和中翼緣H型鋼的翼緣寬度B大于或等于腹板高度H。窄翼緣H型鋼的翼緣寬度B約等于腹板高度H的二分之一。(2)按產(chǎn)品用途分為H型鋼梁、H型鋼柱、H型鋼樁、極厚翼緣H型鋼梁。有時也將平行腿槽鋼和平行翼緣丁字鋼也列入H型鋼的范圍。一般以窄翼緣H型鋼作為梁材,以寬翼緣H型鋼作為柱材,據(jù)此又有梁型H型鋼和柱型H型鋼之稱。(3)按生產(chǎn)方式分為焊接H型鋼和軋制H型鋼。(4)按尺寸規(guī)格大小分為大、中、小號H型鋼。通常將腹板高度H在700mm以上的產(chǎn)品稱為大號、300~700mm的稱為中號,小于300mm的稱為小號。至1990年末,世界上最大的H型鋼腹板高度1200mm,翼緣寬度為530mm。
國際上,H型鋼的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)分為英制系統(tǒng)和公制系統(tǒng)兩大類。美、英等國采用英制,中國、日本、德國和俄羅斯等國采用公制,盡管英制和公制使用的計量單位不同,但對H型鋼則大都用4個尺寸表示它們的規(guī)格,即:腹板高度h、翼緣寬度b、腹板厚度d和翼緣厚度t。盡管世界各國對H型鋼尺寸規(guī)格大小的表示方法不同。但所生產(chǎn)的產(chǎn)品尺寸規(guī)格范圍及尺寸公差相差不大。
通過以上蘭州恒坤鋼鐵的介紹,您對工字鋼跟H型鋼一定有了了解,避免了誤用,所以想要了解更多鋼材知識,歡迎您持續(xù)關(guān)注我們蘭州恒坤鋼鐵!
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