3.工字钢的来源
钢材是重要的工业原料和建筑材料,也是具有战略意义的物资之一,同时也是关系到一个国家或地区战略安全性的物资之一。钢材的种类有很多,不同材质、规格和型号的钢材具体的用途是不同的。由于钢材是一种比较基础的原材料,所以很多可能对它有一定的了解,尤其是一些应用十分广泛、生产生活中常见的钢材。钢材生产企业在把钢材生产好之后,都会对它们进行型号的的规定,我们可以通过钢材的型号了解钢材的种类,甚至了解它们的规格。下面就给大家介绍一下工字钢。
一般人对于钢管、钢丝、钢板、钢筋等钢材可能比较了解,但对于工字钢的了解可能比较少,这是因为工字钢在实际的生产和建设中的应用范围相对比较狭窄。工字钢顾名思义,是一种“工”字形截面型钢,上下翼缘内表面有倾斜度,一般为1:6,使得翼缘外薄而内厚,因此造成热轧工字钢在两个主平面的截面特性相差巨大,在应用中难以发挥钢材的强度特性。虽然热轧工字钢市场上也出现了加厚的工字钢,但热轧工字钢的结构已经决定了其抗扭性能短板。热轧工字钢截面受直压力好,耐拉,但是截面尺寸因翼板太窄,不能抗扭。在实际的应用中我们习惯把工字钢成为梁钢,这是因为工字钢较为主要的用途就是作为建筑物的梁的一种钢材。
4.工字钢的承重计算
工字钢的受力分布是有其特征的,一般来讲,工字钢下表面受集中荷载的作用,集中荷载作用在工字钢长度的中间位置。而工字钢的上表面,无论是主梁还是次梁,均是承受均布荷载。做主梁用的工字钢的上表面也近似为承受均布荷载。理论上讲,工字钢高度越低,承载能力越低, 然而,长度和承载能力并不成比例增加,**过一个临界值(一般认为是8m)。用于静载试验的工字钢一般的长度是8到12米,和高度要匹配。
承载力是一个很大的范围,不同结构、不同受力特征,都有不同的承载力表达。一般说承载力由强度、整体稳定、局部稳定或疲劳等素决定。
计算公式
截面高度 H,截面宽度 B,腹板厚度 Tw,翼缘厚度 Tf,交接圆弧半径 Rw,
RA=RB=P/2,Mc=Mmax=Pl/4,fc=fmax=Pl^3/48EI,θA=θB=Pl^2/16EI
符号意义及单位
P —— 集中载荷 N;q —— 均布载荷 N;R —— 支座反力,作用方向向上者为正 N;M—— 弯矩,使截面上部受压,下部受拉者为正 Nm;Q —— 剪力,对邻近截面所产生的力矩沿顺时针方向者为正 N;f —— 挠度,向下变位者为正 mm;θ —— 转角,顺时针方向旋转者为正 °;E —— 弹性模量 Gpa;I —— 截面的轴惯性矩 m^4;
ξ=x/l,ζ=x'/l,α=a/l,β=b/l,γ=c/l
从两方面考虑:
**,从梁的剪切应力考虑
*二,从弯曲正应力考虑。
从型钢表中可以查到它的较大可用剪切强度T
Tmax=Q/Ib[BH^2/8-(B-b)h^2/8]
式中: Tmax为较大剪切强度。把可用剪切强度T代进去,可算出梁的较大承受载荷。
Q为均布载荷
I为工字钢的截面惯矩可在型钢表中查得(cm^4).
B为工字钢截面的较大宽度。
b为工字钢截面的较小宽度
h为工字钢较小宽度截面的高度。
H为工字钢较大宽度截面的高度
正应力的计算:
Ysigma=M/W
M=较大弯矩=载荷乘距离
W=抗弯模量。
设Ysigma=允许的较大应力,可得出载荷的较大值。