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H型钢是一种新型经济建筑用钢,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、节省金属的特点,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型钢分为热轧H型钢和焊接H型钢(H)两种,热轧H型钢又分为宽翼缘H型钢(HW)、中翼缘H型钢(HM)和窄翼缘H型钢(HN)三种。HW是H型钢高度和翼缘宽度基本相等,主要用于钢筋砼框架结构柱中钢芯柱,也称劲性钢柱,在钢结构中主要用于柱;HM是H型钢高度和翼缘宽度比例大致为1.33~~1.75,在钢结构中主要用做钢框架柱,在承受动力荷载的框架结构中用做框架梁;HN是H型钢高度和翼缘宽度比例大于等于2,主要用于梁,工字钢的用途相当于HN型钢。
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,因其断面与英文字母“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,*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。
◆H型钢可加工成T型钢,蜂窝梁可经组合形成各种截面形式,较大满足工程设计与制作需求。
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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。
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,世界上较大的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**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。