这是一种常见的型钢材质,也是钢结构重要材质之一,属于一种新型建筑用钢,使用非常广泛,其H型钢的主要特点具有以下十点:
1、H型钢的钢结构强度高,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%。
2、H型钢在设计上的特点,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% ,从而使建筑布置更加灵活。
3、从钢结构上看,H型钢的自重很轻,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。
4、H型钢在建筑上稳定性高,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。
5、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%。
分类
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、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H型钢。通常将腹板高度H在700mm以上的产品称为大、300~700mm的称为中,小于300mm的称为小。至1990年末,世界上的H型钢腹板高度1200mm,翼缘宽度为530mm。
国际上,H型钢的产品标准分为英制系统和公制系统两大类。美、英等国采用英制,、日本、德国和等国采用公制,尽管英制和公制使用的计量单位不同,但对H型钢则大都用4个尺寸表示它们的规格,即:腹板高度h、翼缘宽度b、腹板厚度d和翼缘厚度t。尽管**对H型钢尺寸规格大小的表示方法不同。但所生产的产品尺寸规格范围及尺寸公差相差不大。
HN是H型钢高度和翼缘宽度比例大于等于2,主要用于梁;工字钢的用用途相当于HN型钢;
1、工字型钢不论是普通型还是轻型的,由于截面尺寸均相对较高、较窄,故对截面两个主袖的惯性矩相差较大,因此,一般仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用,这就使其在应用范围上有着很大的局限。
2、h型钢属于高效经济裁面型材(其它还有冷弯薄壁型钢、压型钢板等),由于截面形状合理,它们能使钢材更高地发挥效能,提高承裁能力。不同于普通工字型的是h型钢的翼缘进行了加宽,且内、外表面通常是平行的,这样可便于用高强度螺桂和其他构件连接。其尺寸构成合理系,便于设计选用。
3、h型钢的翼缘都是等厚度的,有轧制截面,也有由3块板焊接组成的组合截面。工字钢都是轧制截面,由于生产工艺差,翼缘内边有1:10坡度。H型钢的轧制不同于普通工字钢仅用一套水平轧辊,由于其翼缘较宽且无斜度(或斜度很小),故须增设一组立式轧辊同时进行辊轧,因此,其轧制工艺和设备都比普通轧机复杂。国内可生产的较大轧制h型钢高度为800mm,**过了只能是焊接组合截面。
高频焊接薄壁H型钢在我国是使用非常广泛的型材,它通常被应用于钢结构建筑中。在建造过程中,它能发挥不同于其他钢材的作用。比如说增加建筑的有效使用空间、加强建筑的抗震能力等。高频焊接薄壁H型钢之所以能产生这样的效果,主要是由于它的生产工艺。
高频焊接薄壁H型钢主要是使用高频电流所产生的集肤效应和邻近效应来将材料的局部地区加热融合。在焊接过程中,要先使它的上下两个翼板都弯曲,让它们与腹板之间能够形成一个V形的角。这样做能够充分的利用高频电流的这两个效应促使焊接更加迅速、便利。
高频焊接H型钢的生产工艺及优点
波浪腹板钢构件是一种新型高效型材,特点是节能、节材、绿色环保,可替代传统的普通焊接H型钢、热轧H型钢、工字钢。对于轴心受压构件,可以通过减少腹板厚度、增大翼缘宽度提高构件的惯性矩和整体稳定性。高而薄的波浪腹板构件可以大大提高梁的抗剪受力性能,抗剪屈曲荷载较同厚度的平腹板构件可以**出几倍到几十倍。作为受弯和压弯构件,由于波浪腹板的面外刚度增强,可以通过提高腹板的高度、减少腹板的厚度来提高梁的承载力,其跨度越大,承载力效率就越高。
波浪腹板厚度1.5-6mm,截面高度为330-0mm, 对于同样规格的大跨度门式刚架结构,梁、柱采用波浪腹板构件,可以大幅度节省钢材,降低结构用钢量,同时减轻基础荷载,节省基础成本。根据不同的跨度和构件截面高度,可大幅度节省钢材,对钢结构行业来讲具有较大的经济效益,大大提高了企业的市场竞争力。
用轧机轧制H型钢,轧件断面可得到较均匀的延伸,翼缘内外侧轧辊表面的速度差较小,可减轻产品的内应力及外形上的缺陷。适当改变轧机的水平辊和立辊的压下量,便能获得不同规格的H型钢。轧机的轧辊外形,形状简单,寿命长,轧辊的消耗可大为减少。轧机轧制H型钢的优点是: 同一尺寸系列只有腹板和翼缘的厚度尺寸是变化的,其余部位尺寸都是固定不变的。因此,同一孔型轧制的同一系列H型钢具有多种腹板和翼缘厚度尺寸规格,使H型钢规格数量大为增加,为使用者选择合适的尺寸规格带来较大的方便。
在无轧机的情况下,有时为了满足生产建设的急需,也可将普通二辊式轧机加装立辊框架,组成孔型轧制H型钢。用这种方式轧制H型钢,产品尺寸精度低,翼缘同腹板之间难成直角,成本高,规格少,轧制柱材用H型钢较为困难,故使用者不多。