H型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面型材,因其断面与英文字母“H”相同而得名。由于H型钢的各个部位均以直角排布,因此H型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点,已被广泛应用。
H型钢是一种新型经济建筑用钢。H型钢截面形状经济合理,力学性能好,轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小,与普通工字钢比较,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%;又因其腿内外侧平行,腿端是直角,拼装组合成构件,可节约焊接、铆接工作量达25%。常用于要求承截能力大,截面稳定性好的大型建筑(如厂房、高层建筑等),以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等。
H型钢是由工字型钢优化发展而成的一种断面力学性能更为优良的经济型断面钢材,尤其断面与英文字母“H”相同而得名。其特点如下:
翼缘宽,侧向刚度大。
抗弯能力强,比工字钢大约5%-10%。
翼缘两表面相互平行使得连接、加工、安装简便。
与焊接工字钢相比,成本低,精度高,残余应力小,无需昂贵的焊接材料和焊缝检测,节约钢结构制作成本30%左右。
相同截面负荷下.热轧H钢结构比传统钢结构重量减轻15%-20%。
与砼结构相比,热轧H钢结构可增大6%的使用面积,而结构自重减轻20%一30%,减少结构设计内力。
由于具有上述优点,H型钢应用广泛,主要用于:各种民用和工业建筑结构;各种大跨度的工业厂房和现代化高层建筑,尤其是地震活动频繁地区和高温工作条件下的工业厂房;要求承载能力大、截面稳定性好、跨度大的大型桥梁;重型设备;高速公路;舰船骨架;矿山支护;地基处理和堤坝工程;各种机器构件。
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的二分之一。(2)按产品用途分为H型钢梁、H型钢柱、H型钢桩、极厚翼缘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700mm以上的产品称为大号、300~700mm的称为中号,小于300mm的称为小号。至1990年末,世界上的H型钢腹板高度1200mm,翼缘宽度为530mm。
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(图2a),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.
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