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熱軋H型鋼標(biāo)準(zhǔn)(GB/T11263-1998)將H型鋼分為三類:窄法蘭,寬法蘭和鋼樁,代號(hào)為hz,hk和hu。窄法蘭H型梁適用于梁或彎曲構(gòu)件,而寬法蘭H型梁和H型梁適用于軸向壓縮或壓縮構(gòu)件。與H型鋼相比,在等重量的前提下,工字鋼不如H型鋼好。工字梁邊長(zhǎng)小,高度高,只能承受一個(gè)方向的力。H形鋼槽深而厚,可承受兩個(gè)方向的力。隨著鋼結(jié)構(gòu)施工的發(fā)展,只有工字鋼是不夠的,即較厚的工字鋼,這對(duì)于承重柱來(lái)說(shuō)容易減重。工字鋼只能用于梁,H型鋼可用于結(jié)構(gòu)承重柱。H型鋼是一種經(jīng)濟(jì)型型鋼,與工字鋼相比具有優(yōu)異的機(jī)械性能。它的命名是因?yàn)樗男螤钆c英文字母“H”相同。熱軋H型鋼的法蘭比工字鋼寬,橫向剛度大,抗彎強(qiáng)度大。
在相同規(guī)格下,H形鋼的重量輕于工字鋼的重量。制造原理,內(nèi)容很好,值得關(guān)注。工字梁法蘭比腹板厚,外側(cè)薄;H型鋼的法蘭是相同的。HWHMHNH是H型鋼的通稱,焊接H型鋼;HWHMHN是熱軋的。HW為H型鋼高度,法蘭寬度基本相等;主要用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)柱中鋼芯柱,又稱剛鋼柱;主要用于鋼結(jié)構(gòu)中的柱回覆。HM是H型鋼的高度,法蘭寬度比約為1.33?1.75;主要用于鋼結(jié)構(gòu):用作鋼框架柱,用作框架結(jié)構(gòu)的框架梁,具有動(dòng)載荷;例如:設(shè)備平臺(tái)。HN是H型梁高度與法蘭寬度之比大于或等于主要用于梁;工字梁的使用相當(dāng)于HN鋼。工字鋼的截面受到直的壓力并且能夠抵抗張力,但是截面尺寸太窄而不能抗扭轉(zhuǎn)。另一方面,H鋼有其自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
型材是指金屬經(jīng)過(guò)塑性加工成形、具有一定斷面形狀和尺寸的實(shí)心直條。型材的品種規(guī)格繁多,用途廣泛,在軋制生產(chǎn)中占有非常重要的地位。
H型鋼規(guī)格系經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)化的設(shè)計(jì),其斷面力矩、斷面系數(shù)、耐壓力、承荷重,遠(yuǎn)高于同單位重量之熱壓延型鋼。
型材是鐵或鋼以及具有一定強(qiáng)度和韌性的材料通過(guò)軋制、擠出、鑄造等工藝制成的具有一定幾何形狀的物體。這類材料具有的外觀尺寸一定,斷面呈一定形狀,具有一定的力學(xué)物理性能。型材既能單獨(dú)使用也能進(jìn)一步加工成其他制造品,常用于建筑結(jié)構(gòu)與制造安裝。機(jī)械工程師可根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇型材的具體形狀、材質(zhì)、熱處理狀態(tài)、力學(xué)性能等參數(shù),再根據(jù)具體的尺寸形狀要求將型材進(jìn)行分割,而后進(jìn)一步加工或熱處理,達(dá)到設(shè)計(jì)的精度要求。型材的材質(zhì)、規(guī)格尺寸等可參照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
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(shí)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(hào)H型鋼。通常將腹板高度H在700mm以上的產(chǎn)品稱為大號(hào)、300~700mm的稱為中號(hào),小于300mm的稱為小號(hào)。至1990年末,世界上的H型鋼腹板高度1200mm,翼緣寬度為530mm。
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(qiáng)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(fù)荷、偏心負(fù)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。
國(guó)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(guó)采用英制,中國(guó)、日本、德國(guó)和俄羅斯等國(guó)采用公制,盡管英制和公制使用的計(jì)量單位不同,但對(duì)H型鋼則大都用4個(gè)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(guó)對(duì)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。
由于具有上述優(yōu)點(diǎn),H型鋼應(yīng)用廣泛,主要用于:各種民用和工業(yè)建筑結(jié)構(gòu);各種大跨度的工業(yè)廠房和現(xiàn)代化高層建筑,尤其是地震活動(dòng)頻繁地區(qū)和高溫工作條件下的工業(yè)廠房;要求承載能力大、截面穩(wěn)定性好、跨度大的大型橋梁;重型設(shè)備;高速公路;艦船骨架;礦山支護(hù);地基處理和堤壩工程;各種機(jī)器構(gòu)件。
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