結構介紹

H型鋼是一種新型經(jīng)濟建筑用鋼。H型鋼截面形狀經(jīng)濟合理，力學性能好，軋制時截面上各點延伸較均勻、內(nèi)應力小，與普通工字鋼比較，具有截面模數(shù)大、重量輕、節(jié)省金屬的優(yōu)點，可使建筑結構減輕30-40%；又因其腿內(nèi)外側(cè)平行，腿端是直角，拼裝組合成構件，可節(jié)約焊接、鉚接工作量達25%。常用于要求承截能力大，截面穩(wěn)定性好的大型建筑（如廠房、高層建筑等），以及橋梁、船舶、起重運輸機械、設備基礎、支架、基礎樁等。

H型鋼是由工字型鋼優(yōu)化發(fā)展而成的一種斷面力學性能更為優(yōu)良的經(jīng)濟型斷面鋼材，尤其斷面與英文字母“H”相同而得名。其特點如下：

◆翼緣寬，側(cè)向剛度大。抗彎能力強，比工字鋼大約5%-10%。

◆翼緣兩表面相互平行使得連接、加工、安裝簡便。

◆與焊接工字鋼相比，成本低，精度高，殘余應力小，無需昂貴的焊接材料和焊縫檢測，節(jié)約鋼結構制作成本30%左右。

◆相同截面負荷下．熱軋H鋼結構比傳統(tǒng)鋼結構重量減輕15%-20%。

◆與砼結構相比，熱軋H鋼結構可增大6%的使用面積，而結構自重減輕20%一30%，減少結構設計內(nèi)力。

◆H型鋼可加工成T型鋼，蜂窩梁可經(jīng)組合形成各種截面形式，極大滿足工程設計與制作需求。

斷面形狀類似于大寫拉丁字母H的一種經(jīng)濟斷面型材，又叫鋼梁、寬緣(邊)工字鋼或平行翼緣工字鋼。H型鋼的橫斷面通常包括腹板和翼緣板兩部分，又稱為腰部和邊部

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)、慣性矩及相應的強度均明顯優(yōu)于同樣單重的普通工字鋼。用在不同要求的金屬結構中，不論是承受彎曲力矩、壓力負荷、偏心負荷都顯示出它的優(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，用于各種桁架結構中可節(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速度，縮短工期。由于具有上述優(yōu)點，H型鋼應用廣泛，主要用于：各種民用和工業(yè)建筑結構;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;重型設備;高速公路;艦船骨架;礦山支護;地基處理和堤壩工程;各種機器構件

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H型鋼。通常將腹板高度H在700mm以上的產(chǎn)品稱為大號、300～700mm的稱為中號，小于300mm的稱為小號。至1990年末，世界上大的H型鋼腹板高度1200mm，翼緣寬度為530mm。

國際上，H型鋼的產(chǎn)品標準分為英制系統(tǒng)和公制系統(tǒng)兩大類。美、英等國采用英制，中國、日本、德國和俄羅斯等國采用公制，盡管英制和公制使用的計量單位不同，但對H型鋼則大都用4個尺寸表示它們的規(guī)格，即：腹板高度h、翼緣寬度b、腹板厚度d和翼緣厚度t。盡管世界各國對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。

H型鋼可用焊接或軋制兩種方法生產(chǎn)。焊接H型鋼是將厚度合適的帶鋼裁成合適的寬度，在連續(xù)式焊接機組上將翼緣和腹板焊接在一起。焊接H型鋼有金屬消耗大、不易保證產(chǎn)品性能均勻、尺寸規(guī)格受限制等缺點。因此，H型鋼以軋制方法生產(chǎn)為主。在現(xiàn)代化的軋鋼生產(chǎn)中，使用軋機軋制H型鋼。H型鋼的腹板在上下水平輥之間進行軋制，翼緣則在水平輥側(cè)面和立輥之間同時軋制成形。由于僅用軋機尚不能對翼緣邊端施以壓下，這樣就需要在機架后設置軋邊端機，俗稱軋邊機，以便對翼緣邊端給予壓下并控制翼緣寬度。

在實際軋制操作中，把這兩座機架作為一組，使軋件往復通過若干次(圖2a)，或者是令軋件通過由幾架機座和一兩架軋邊端機座組成的連軋機組，每道次施加一定的壓下量，將坯料軋成所需規(guī)格形狀和尺寸的產(chǎn)品。在軋件的翼緣部位，由于水平輥側(cè)面與軋件之間有滑動，軋輥的磨損比較大。為了保證重車后的軋輥能恢復原來的形狀，應使粗軋機組上下水平輥的側(cè)面以及與其相對應的立輥表面呈3°～8°的傾角。為修正成品翼緣的傾角，設置成品軋機，又叫精軋機，其水平輥側(cè)面與水平輥軸線垂直或有較小的傾斜角，一般不大于20′，立輥呈圓柱狀

用軋機軋制H型鋼，軋件斷面可得到較均勻的延伸，翼緣內(nèi)外側(cè)軋輥表面的速度差較小，可減輕產(chǎn)品的內(nèi)應力及外形上的缺陷。適當改變軋機的水平輥和立輥的壓下量，便能獲得不同規(guī)格的H型鋼。軋機的軋輥外形，形狀簡單，壽命長，軋輥的消耗可大為減少。軋機軋制H型鋼的大優(yōu)點是： 同一尺寸系列只有腹板和翼緣的厚度尺寸是變化的，其余部位尺寸都是固定不變的。

因此，同一孔型軋制的同一系列H型鋼具有多種腹板和翼緣厚度尺寸規(guī)格，使H型鋼規(guī)格數(shù)量大為增加，為使用者選擇合適的尺寸規(guī)格帶來極大的方便。

在無軋機的情況下，有時為了滿足生產(chǎn)建設的急需，也可將普通二輥式軋機加裝立輥框架，組成孔型軋制H型鋼。用這種方式軋制H型鋼，產(chǎn)品尺寸精度低，翼緣同腹板之間難成直角，成本高，規(guī)格少，軋制柱材用H型鋼極為困難，故使用者不多。 

用軋機軋制H型鋼，軋件斷面可得到較均勻的延伸，翼緣內(nèi)外側(cè)軋輥表面的速度差較小，可減輕產(chǎn)品的內(nèi)應力及外形上的缺陷。適當改變軋機的水平輥和立輥的壓下量，便能獲得不同規(guī)格的H型鋼。軋機的軋輥外形，形狀簡單，壽命長，軋輥的消耗可大為減少。軋機軋制H型鋼的大優(yōu)點是： 同一尺寸系列只有腹板和翼緣的厚度尺寸是變化的，其余部位尺寸都是固定不變的。

因此，同一孔型軋制的同一系列H型鋼具有多種腹板和翼緣厚度尺寸規(guī)格，使H型鋼規(guī)格數(shù)量大為增加，為使用者選擇合適的尺寸規(guī)格帶來極大的方便。

在無軋機的情況下，有時為了滿足生產(chǎn)建設的急需，也可將普通二輥式軋機加裝立輥框架，組成孔型軋制H型鋼。用這種方式軋制H型鋼，產(chǎn)品尺寸精度低，翼緣同腹板之間難成直角，成本高，規(guī)格少，軋制柱材用H型鋼極為困難，故使用者不多。 

工字鋼還可以采用特殊軋法。

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