工字鋼也稱為鋼梁(英文名稱 Universal Beam),是截面為工字形狀的長條鋼材。工字鋼分普通工字鋼和輕型工字鋼。是截面形狀為工字型的型鋼。
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。者生產的規(guī)格為10—60號,即 相應的高度為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,且腿內側沒有斜度。 它屬于經(jīng)濟斷面型鋼,是在四輥軋機上軋制的,所以又稱“工字鋼”。普通工字鋼、輕型工字鋼已經(jīng)形成國家標準。
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,腿內側壁斜度為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,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,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),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計的技巧。例如,當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受彎的構件或將其組成格構式受力構件。對軸心受壓構件或在垂直于腹板平面還有彎曲的構件均不宜采用,這就使其在應用范圍上有著很大的局限。工字鋼廣泛地應用于建筑或 其他金屬結構。
工字鋼主要分為普通工字鋼、輕型工字鋼、低合金輕型工字鋼三種。
普通工字鋼、輕型工字鋼翼緣是變截面靠腹板部厚,外部薄; H型鋼:HW HM HN HEA HEB HEM 等工字鋼的翼緣是等截面
普通工字鋼、輕型工字鋼已經(jīng)形成國家標準,普通10#工字鋼相當于國際上的I100(也比如10#槽鋼相當于槽鋼U100)(因為各國執(zhí)行的標準不同,造成它們的規(guī)格有細微的差別)
H型工字鋼亦叫寬翼緣工字鋼,HW HM HN 源于歐洲標準,HEB是德國標準的工字鋼,其中HW、HN工字鋼已廣泛在我國使用和生產。HEA HEB HEM 在許多德國設計圖上會看到,在上還很難購買到。在國內鋼結構工程中,如果量少則可以使用等規(guī)格的鋼板進行焊接拼接而成。而量大的話,通??紤]使用力學性能與之相當?shù)腍W 、HN型鋼代替。
HW 工字鋼主要用于鋼筋砼框架結構柱中鋼芯柱,也稱勁性鋼柱;在鋼結構中主要用于柱
HM 型鋼高度和翼緣寬度比例大致為1.33~~1.75 主要在鋼結構中用做鋼框架柱在承受動力荷載的框架結構中用做框架梁;例如:設備平臺
HN 型鋼高度和翼緣寬度比例大于等于2; 主要用于梁
普通工字鋼的用途相當于HN型鋼;
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