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型钢的产品规格很多,分类方法有以下几种。(1)按产品的翼缘宽度分为宽翼缘、中翼缘和窄翼缘H型钢。宽翼缘和中翼缘H型钢的翼缘宽度B大于或等于腹板高度H。窄翼缘H型钢的翼缘宽度B约等于腹板高度H的二分之一。(2)按产品用途分为H型钢梁、H型钢柱、H型钢桩、极厚翼缘H型钢梁。有时也将平行腿槽钢和平行翼缘丁字钢也列入H型钢的范围。一般以窄翼缘H型钢作为梁材,以宽翼缘H型钢作为柱材,据此又有梁型H型钢和柱型H型钢之称。(3)按生产方式分为焊接H型钢和轧制H型钢。(4)按尺寸规格大小分为大、中、小号H型钢。通常将腹板高度H在700mm以上的产品称为大号、300~700mm的称为中号,小于300mm的称为小号。至1990年末,世界上大的H型钢腹板高度1200mm,翼缘宽度为530mm。
H型钢的翼缘内外侧平行或接近于平行,翼缘端部呈直角,因此而得名平行翼缘工字钢。H型钢的腹板厚度比腹板同样高的普通工字钢小,翼缘宽度比腹板同样高的普通工字钢大,因此又得名宽缘工字钢。由形状所决定,H型钢的截面模数、惯性矩及相应的强度均明显优于同样单重的普通工字钢。用在不同要求的金属结构中,不论是承受弯曲力矩、压力负荷、偏心负荷都显示出它的优越性能,可较普通工字钢大大提高承载能力,节约金属10%~40%。H型钢的翼缘宽、腹板薄、规格多、使用灵活,用于各种桁架结构中可节约金属15%~20%。由于其翼缘内外侧平行,缘端呈直角,便于拼装组合成各种构件,从而可节约焊接、铆接工作量25%左右,能大大加快工程的建设速度,缩短工期。
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H型钢也称为钢梁(英文名称 Universal Beam),是截面为工字形状的长条钢材。H型钢分普通H型钢和轻型H型钢。是截面形状为工字型的型钢。H型钢主要分为普通H型钢、轻型H型钢和宽翼缘H型钢。按翼缘与腹板高度 比又分为宽幅、中幅、窄幅宽翼缘H型钢。前二者生产的规格为10—60号,即 相应的高度为10 cm—60 cm。在相同高度下,轻型H型钢翼缘窄、腹板薄、重 量轻。宽翼缘H型钢又称H型钢,断面特点是两腿平行,且腿内侧没有斜度。 它属于经济断面型钢,是在四辊轧机上轧制的,所以又称“H型钢”。普通H型钢、轻型H型钢已经形成标准。 H型钢的规格是用腰宽的厘米值来表示的,如10号H型钢,其腰宽为10cm。H型钢的种类有热轧普通H型钢、轻型H型钢和宽平行腿H型钢(H型钢)。我国热轧普通H型钢的腰宽为100~630mm,表示为No.10~No.63,腿内侧壁斜度为1:6。轧制H型钢的孔型系统有直轧孔型系统、斜轧孔型系统和混合孔型系统。此外,H型钢还可以采用特殊轧法。 直轧孔型系统。直轧孔型系统是指H型钢孔型的两个开口腿同时处于轧辊轴线的同一侧,腰与轧辊轴线平行的孔型系统。其优点是轧辊轴向力小,轴向窜动小,不需工作斜面,孔型占用辊身长度小,在辊身长度一定的条件下可多配孔型。斜轧孔型系统。这种孔型系统是指H型钢孔型的两个开口腿不同时处于腰部的同一侧,腰与水平轴线有一夹角。 混合孔型系统。根据轧机和产品的特点,为充分发挥各自系统的优点,克服缺点,往往采用混合孔型系统,即两种以上系统的组合。如成品孔和成品前孔采用直腿斜轧孔型系统,其他孔型采用弯腿斜轧系统;或者粗轧孔采用直轧系统,后3~4个精轧孔采用直腿斜扎孔等。 特殊轧法。由于某种原因采用通常的轧制方法难以轧出要求的H型钢时,可采用特殊轧法,充分利用不均匀变形和孔型设计的技巧。例如,当钢坯断面较窄而要求轧制较宽的H型钢时,可采用波浪式轧法;又如当坯料较宽而要求轧制较小号H型钢时,可采用负宽展轧制等。
H型钢截面形状经济合理,力学性能好,轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小,与普通工字钢比较,具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点,可使建筑结构减轻30-40%;又因其腿内外侧平行,腿端是直角,拼装组合成构件,可节约焊接、铆接工作量达25%。常用于要求承截能力大,截面稳定性好的大型建筑(如厂房、高层建筑等),以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等。特点
1、结构强度高:同工字钢相比,截面模数大,在承载条件相同时,可节约金属10-15%。
2.设计风格灵活、丰富:在梁高相同的情况下,钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50%,从而使建筑布置更加灵活。
3.结构自重轻:与混凝土结构自重相比轻,结构自重的降低,减少了结构设计内力,可使建筑结构基础处理要求低,施工简便,造价降低。
4.结构稳定性高:以热轧H型钢为主的钢结构,其结构科学合理,塑性和柔韧性好,结构稳定性高,适用于承受振动和冲击载荷大的建筑结构,抗自然灾害能力强,特别适用于一些多地震发生带的建筑结构。据统计,在世界上发生7级以上毁灭性大地震灾害中,以H型钢为主的钢结构建筑受害程度小。
5.增加结构有效使用面积:与混凝土结构相比,钢结构柱截面面积小,从而可增加建筑有效使用面积,视建筑不同形式,能增加有效使用面积4-6%。
6.省工省料:与焊接H型钢相比,能明显地省工省料,减少原材料、能源和人工的消耗,残余应力低,外观和表面质量好。
7.便于机械加工:易于结构连接和安装,还易于拆除和再用。
8.环保:采用H型钢可以有效保护环境,具体表现在三个方面:一是和混凝土相比,可采用干式施工,产生的噪音小,粉尘少;二是由于自重减轻,基础施工取土量少,对土地资源破坏小,此外大量减少混凝土用量,减少开山挖石量,有利于生态环境的保护;三是建筑结构使用寿命到期后,结构拆除后,产生的固体垃圾量小,废钢资源回收价值高。
9.工业化制作程度高:以热轧H型钢为主的钢结构工业化制作程度高,便于机械制造,集约化生产,精度高,安装方便,质量易于保证,可以建成真正的房屋制作工厂、桥梁制作工厂、工业厂房制作工厂等。发展钢结构,创造和带动了数以百计的新兴产业发展。
10.工程施工速度快:占地面积小,且适合于全天候施工,受气候条件影响小。用热轧H型钢制作的钢结构的施工速度约为混凝土结构施工速度的2-3倍,资金周转率成倍提高,降低财务费用,从而节省投资。
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