H型钢的翼缘都是等厚度的,有轧制截面,也有由3块板焊接组成的组合截面。工字钢都是轧制截面,由于生产工艺差,翼缘内边有1:10坡度。H型钢的轧制不同于普通工字钢仅用一套水平轧辊,由于其翼缘较宽且无斜度(或斜度很小),故须增设一组立式轧辊同时进行辊轧,因此,其轧制工艺和设备都比普通轧机复杂。国内可生产的大轧制h型钢高度为800mm,**过了只能是焊接组合截面。 我国热轧H型钢标准(GB/T11263-1998)将H型钢分为窄翼缘、宽翼缘和钢桩三类,其代号分别为hz、hk和hu。窄翼缘H型钢适用于梁或压弯构件,而宽翼缘h型钢和h型钢桩则适用于轴心受压构件或压弯构件。工字钢与H型钢相比,等重量前提下,w、 ix、 iy都不如h型钢。
H型钢常用于要求承载能力大,截面稳定性好的大型建筑如:厂房、高层建筑以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等工程,H型钢能替代工字钢使用吗? H型钢和工字钢存在一些差别,H型钢做为一种新型经济建筑用材,因截面形状经济合理、力学性能好;轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小;与普通工字钢相比,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%;又因为H型钢腿内侧平行,腿端是直角,拆装组合成构件。可大大的节约焊接、铆接工作量。 所以H型钢可以代替工字钢使用,但是工字钢不能代替H型钢,因为工字钢的边长小,高度大,只能承受单方向的力。H型钢槽深,厚度大,可以承受两个方向的力。 随着钢结构建筑的发展需要,只有工字钢是不行的,就是加厚工字钢,用于承重柱容易失稳。工字钢只能用于横梁,而H型钢才能用于结构的承重柱。
H型钢主要用于工业与民用结构中的梁、柱构件。
◆工业构筑物的钢结构承重支架
◆地下工程的钢桩及支护结构
◆石油化工及电力等工业设备结构
◆大跨度钢桥构件
◆船舶、机械制造框架结构
◆火车、汽车、拖拉机大梁支架
◆港口传送带、高速挡板支架
H型钢是一种经济型断面钢材,广泛用于工业、建筑、桥梁、石油钻井平台等方面,据预测2005年我国H型钢需求量约250万吨,2010年需求量500万吨,但目前我国H型钢年生产能力为120万吨,市场需求量非常巨
H型钢常见的精整缺陷 (1)矫裂。 H型钢矫裂主要出现在腰部。造成矫裂的原因:其一是矫直压力过大或重复矫次数过多;其二是被矫钢材存在表面缺陷(如裂纹、结疤)或内部缺陷(如成分偏析、夹杂),使其局部强度降低,一经矫直即造成开裂。 (2)矫痕。 H型钢矫痕是指由于矫正圈上贴有氧化铁或其他金属异物,在矫直时这些氧化铁或异物在钢材表面形成等间距出现的凹坑。 (3)扭转。 H型钢扭转是指其断面沿某一轴线发生旋转,造成其形状歪扭。造成扭转的原因:一是精轧成品孔出口侧导卫板高度调整不当,使轧件受到导卫板一对力偶的作用而发生扭转;二是矫直机各辊轴向错位,这样也可形成力偶而使钢材发生扭转。 (4)弯曲。 H型钢弯曲主要有两种类型:一种是水平方向的弯曲,俗称镰刀弯;另一种是垂直方向的弯曲,也叫上下弯或翘弯。弯曲主要是由矫直机零度不准,各辊压力选择不当而造成的。 (5)内并外扩。 H型钢的内并外扩是指其腿部与腰部不垂直,破坏了其断面形状,通常呈上腿并下腿扩,或下腿并上腿扩状态。内并外扩是因成品孔出口导卫板调整不当造成的,以后虽经矫直,但很难矫过来,尤其是上腿并下腿扩这种情况,矫直机很难矫,因为矫直机多采用下压力矫直。 H型钢断面选择的基本原则 为便于说明H型钢(IPE梁型、IPB柱型)与普通工字钢INP在断面力学性能上的差异,我们选具有相同高度(200mm)的IPB、IPE及INP断面进行比较,这三种断面代表了轧制钢梁的历史和技术的发展过程。 在同一受力条件下,比较一下INP和IPE,尽管IPE具有低的弹性断面模数,但它的单位质量弹性断面模数WxG是优越的。在型钢横向受力时,对于弹性模数WyG,IPE较为有利。因此我们可以得到如下两个结论: (1)在一个梁仅仅受纯弯曲应力的情况下,采用IPE断面是经济的。 (2)在一个柱子同时受到x及y两个方向的负荷作用时,则采用IPB较合理。 在上述两种情况下,具有平行腿的IPE及IPB比INP(普通工字钢)具有较大的优势。从材料力学理论出发,在选择一个仅受弯曲的梁时,应主要看它的抗弯弹性断面模数Wx,也要看其抗弯惯性矩Ix,Wx与Ix是相辅相成的。对于一个受压缩的柱,弯曲抗力与曲率半径成正比。在承受小负荷的情况下,应采用IPE;在承受中等负荷的情况下,应采用IPBL系列断面(它具有大的弹性模数);在承受大应力与应变条件下,应采用IPB及IPBV(柱型H型钢)系列的H型钢。 经过计算,在各种许用弯矩下,H型钢(IPE)比普通工字钢(INP)平均单重轻10%,这对于起重设备和运输设备的结构设计有很大意义。
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