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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高效型材,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。
中文名
H型钢
外文名
Universal Beam
别 名
工字钢
优 点
截面模数大、重量轻、节省金属
分 类
热轧H型钢,焊接H型钢(H)
材 质
Q235B,SM490,SS400,Q345B等
特 点
结构强度高,设计灵活
目录
.1 介绍
.2 特点
.3 用途
.4 分类
.5 生产方法
介绍
断面形状类似于大写拉丁字母H的一种经济断面型材,又叫钢梁、宽缘(边)工字钢或平行翼缘工字钢。H型钢的横断面通常包括腹板和翼缘板两部分,又称为腰部和边部。
特点
H型钢的翼缘内外侧平行或接近于平行,翼缘端部呈直角,因此而得名平行翼缘工字钢。H型钢的腹板厚度比腹板同样高的普通工字钢小,翼缘宽度比腹板同样高的普通工字钢大,因此又得名宽缘工字钢。由形状所决定,H型钢的截面模数、惯性矩及相应的强度均明显优于同样单重的普通工字钢。用在不同要求的金属结构中,不论是承受弯曲力矩、压力负荷、偏心负荷都显示出它的优越性能,可较普通工字钢大大提高承载能力,节约金属10%~40%。H型钢的翼缘宽、腹板薄、规格多、使用灵活,用于各种桁架结构中可节约金属15%~20%。由于其翼缘内外侧平行,缘端呈直角,便于拼装组合成各种构件,从而可节约焊接、铆接工作量25%左右,能大大加快工程的建设速度,缩短工期。
用途
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。
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、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,世界上大型的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,中国、日本、德国和俄罗斯等国采用公制,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。尽管世界各国对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。
生产方法
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(图2d)。
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型钢的大型优点是: 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极大的方便。
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型钢极为困难,故使用者不多。
H型钢规格型号及理论重量如下:
(H高度,B宽度,t1腹板厚度,t2翼缘厚度) | |||||
类别 | 型号 | H×B(mm) | t1(mm) | t2(mm) | 理论重量 |
HW | 200×200 | 200×200 | 8 | 12 | 50.5 |
200×204 | 12 | 12 | 56.7 | ||
250×250 | 250×250 | 9 | 14 | 72.4 | |
250×255 | 14 | 14 | 82.2 | ||
300×300 | 294×302 | 12 | 12 | 85 | |
300×300 | 10 | 15 | 94.5 | ||
300×305 | 15 | 15 | 106 | ||
350×350 | 344×348 | 10 | 16 | 115 | |
350×350 | 12 | 19 | 137 | ||
400×400 | 388×402 | 15 | 15 | 141 | |
394×398 | 11 | 18 | 147 | ||
400×400 | 13 | 21 | 172 | ||
400×408 | 21 | 21 | 197 | ||
414×405 | 18 | 28 | 233 | ||
428×407 | 20 | 35 | 284 | ||
458×417 | 30 | 50 | 415 | ||
498×342 | 45 | 70 | 605 | ||
HM | 150×100 | 148×100 | 6 | 9 | 21.4 |
200×150 | 194×150 | 6 | 9 | 31.2 | |
250×175 | 244×175 | 7 | 11 | 44.1 | |
300×200 | 294×200 | 8 | 12 | 57.3 | |
350×250 | 340×250 | 9 | 14 | 79.7 | |
400×300 | 390×300 | 10 | 16 | 107 | |
450×300 | 440×300 | 11 | 18 | 124 | |
500×300 | 482×300 | 11 | 15 | 115 | |
488×300 | 11 | 18 | 129 | ||
600×300 | 582×300 | 12 | 17 | 137 | |
588×300 | 12 | 20 | 151 | ||
594×302 | 14 | 23 | 175 | ||
HN | 100×50 | 100×50 | 5 | 7 | 9.54 |
125×60 | 125×60 | 6 | 8 | 13.3 | |
150×75 | 150×75 | 5 | 7 | 14.3 | |
175×90 | 175×90 | 5 | 8 | 18.2 | |
200×100 | 198×99 | 4.5 | 7 | 18.5 | |
200×100 | 5.5 | 8 | 21.7 | ||
250×125 | 248×124 | 5 | 8 | 25.8 | |
250×125 | 6 | 9 | 29.7 | ||
300×150 | 298×149 | 5.5 | 8 | 32.6 | |
300×150 | 6.5 | 9 | 37.3 | ||
350×175 | 346×174 | 6 | 9 | 41.8 | |
350×175 | 7 | 11 | 50 | ||
400×150 | 400×150 | 8 | 13 | 55.8 | |
400×200 | 396×199 | 7 | 11 | 56.7 | |
400×200 | 8 | 13 | 66 | ||
450×150 | 450×150 | 9 | 14 | 65.5 | |
450×200 | 446×199 | 8 | 12 | 66.7 | |
450×200 | 9 | 14 | 76.5 | ||
500×150 | 500×150 | 10 | 16 | 77.1 | |
500×200 | 496×199 | 9 | 14 | 79.5 | |
500×200 | 10 | 16 | 89.6 | ||
506×201 | 11 | 19 | 103 | ||
600×200 | 596×199 | 10 | 15 | 95.1 | |
600×200 | 11 | 17 | 106 | ||
606×201 | 12 | 20 | 120 | ||
700×300 | 692×300 | 13 | 20 | 166 | |
700×300 | 13 | 24 | 185 | ||
800×300 | 792×300 | 14 | 22 | 191 | |
800×300 | 14 | 26 | 210 | ||
900×300 | 890×299 | 15 | 23 | 213 | |
900×300 | 16 | 28 | 243 | ||
912×302 | 18 | 34 | 286 |
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