H型钢断面形状类似于大写拉丁字母H的一种经济断面型材,又叫钢梁、宽缘(边)工字钢或平行翼缘工字钢。H型钢的横断面通常包括腹板和翼缘板两部分,又称为腰部和边部。
工字钢无论是通用型还是轻形的,因为横截面规格均相对性较高、窄小,故对横截面2个主袖的惯性矩相距很大,因而,一般仅能立即用以在其梁端平面图内受弯的预制构件或将其构成格构式支承预制构件。对枢轴受力预制构件或在垂直平分梁端平面图也有弯折的预制构件均不适合选用,这就使其在运用范畴上拥有挺大的局限性。
H型钢可用焊接或轧制两种方法生产:
焊接H型钢是将厚度合适的带钢裁成合适的宽度,在连续式焊接机组上将翼缘和腹板焊接在一起。焊接H型钢有金属消耗大、不易保证产品性能均匀、尺寸规格受限制等缺点。因此,H型钢以轧制方法生产为主。
在现代化的轧钢生产中,使用轧机轧制H型钢。H型钢的腹板在上下水平辊之间进行轧制,翼缘则在水平辊侧面和立辊之间同时轧制成形。由于仅用轧机尚不能对翼缘边端施以压下,这样就需要在机架后设置轧边端机,俗称轧边机,以便对翼缘边端给予压下并控制翼缘宽度。在实际轧制操作中,把这两座机架作为一组,使轧件往复通过若干次,或者是令轧件通过由几架机座和一两架轧边端机座组成的连轧机组,每道次施加一定的压下量,将坯料轧成所需规格形状和尺寸的产品。在轧件的翼缘部位,由于水平辊侧面与轧件之间有滑动,轧辊的磨损比较大。为了保证重车后的轧辊能恢复原来的形状,应使粗轧机组上下水平辊的侧面以及与其相对应的立辊表面呈3°~8°的倾角。为修正成品翼缘的倾角,设置成品轧机,又叫精轧机,其水平辊侧面与水平辊轴线垂直或有较小的倾斜角,一般不大于20′,立辊呈圆柱状。
常用的H型钢特点:
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%。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% ,从而使建筑布置较加灵活;
2、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;
3、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;
4、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%;
5、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,余应力低,外观和表面质量好;
6、便于机械加工:易于结构连接和安装,还易于拆除和再用;
7、环保:采用H型钢可以有效保护环境,具体表现在三个方面:
1)和混凝土相比,可采用干式施工,产生的噪音小,粉尘少;
2)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;
3)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**高;
8、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。
H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;
2、按产品用途分为H型钢梁、H型钢柱、H型钢桩、较厚翼缘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700以上的产品称为大号、300~700的称为中号,小于300的称为小号。至1990年末,世界上的H型钢腹板高度1200,翼缘宽度为530。
H型钢的生产工艺 H型钢的轧制方法按历史的顺序,可大致分为以下3类: (1)、利用普通二辊或三辊式型钢轧机的轧制法; (2)、利用一架轧机的轧制法; (3)、利用多机架轧机的轧制法。
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