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。 我国热轧H型钢国标(GB/T11263-1998)将H型钢分为窄翼缘、宽翼缘和钢桩三类,其代号分别为hz、hk和hu。窄翼缘H型钢适用于梁或压弯构件,而宽翼缘h型钢和h型钢桩则适用于轴心受压构件或压弯构件。工字钢与H型钢相比,等重量前提下,w、 ix、 iy都不如h型钢。
H型钢常见的精整缺陷 (1)矫裂。 H型钢矫裂主要出现在腰部。造成矫裂的原因:其一是矫直压力过大或重复矫次数过多;其二是被矫钢材存在表面缺陷(如裂纹、结疤)或内部缺陷(如成分偏析、夹杂),使其局部强度降低,一经矫直即造成开裂。 (2)矫痕。 H型钢矫痕是指由于矫正圈上贴有氧化铁或其他金属异物,在矫直时这些氧化铁或异物在钢材表面形成等间距出现的凹坑。 (3)扭转。 H型钢扭转是指其断面沿某一轴线发生旋转,造成其形状歪扭。造成扭转的原因:一是精轧成品孔出口侧导卫板高度调整不当,使轧件受到导卫板一对力偶的作用而发生扭转;二是矫直机各辊轴向错位,这样也可形成力偶而使钢材发生扭转。 (4)弯曲。 H型钢弯曲主要有两种类型:一种是水平方向的弯曲,俗称镰刀弯;另一种是垂直方向的弯曲,也叫上下弯或翘弯。弯曲主要是由矫直机零度不准,各辊压力选择不当而造成的。 (5)内并外扩。 H型钢的内并外扩是指其腿部与腰部不垂直,破坏了其断面形状,通常呈上腿并下腿扩,或下腿并上腿扩状态。内并外扩是因成品孔出口导卫板调整不当造成的,以后虽经矫直,但很难矫过来,尤其是上腿并下腿扩这种情况,矫直机很难矫,因为矫直机多采用下压力矫直。 H型钢断面选择的基本原则 为便于说明H型钢(IPE梁型、IPB柱型)与普通工字钢INP在断面力学性能上的差异,我们选具有相同高度(200mm)的IPB、IPE及INP断面进行比较,这三种断面代表了轧制钢梁的历史和技术的发展过程。 在同一受力条件下,比较一下INP和IPE,尽管IPE具有低的弹性断面模数,但它的单位质量弹性断面模数WxG是优越的。在型钢横向受力时,对于弹性模数WyG,IPE更为有利。因此我们可以得到如下两个结论: (1)在一个梁仅仅受纯弯曲应力的情况下,采用IPE断面是经济的。 (2)在一个柱子同时受到x及y两个方向的负荷作用时,则采用IPB更合理。 在上述两种情况下,具有平行腿的IPE及IPB比INP(普通工字钢)具有更大的优势。从材料力学理论出发,在选择一个仅受弯曲的梁时,应主要看它的抗弯弹性断面模数Wx,也要看其抗弯惯性矩Ix,Wx与Ix是相辅相成的。对于一个受压缩的柱,弯曲抗力与曲率半径成正比。在承受小负荷的情况下,应采用IPE;在承受中等负荷的情况下,应采用IPBL系列断面(它具有较大的弹性模数);在承受较大应力与应变条件下,应采用IPB及IPBV(柱型H型钢)系列的H型钢。 经过计算,在各种许用弯矩下,H型钢(IPE)比普通工字钢(INP)平均单重轻10%,这对于起重设备和运输设备的结构设计有很大意义。
常有人问到工字钢与H型钢形状相似,在实际运用中如何选择?很多从事多年建筑行业的人员都不能详解。 这里为大家做一个详尽的解答:很多人认为工字钢是国内的叫法,H型钢是国外的叫法,其实这个认知是错误的。H型钢和工字钢从形状上来说是不一样的,见下图: 工字钢如名所示,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,在应用中难以发挥刚才的强度特性。虽然工字钢市场上上也出现了加厚工字钢,但工字钢的结构已经决定了其抗扭性能短板。 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。H型钢是当今钢结构建筑中应用广泛的型材,它与工字钢相比有很多区别。首先是翼缘,其次翼缘内表面没有倾斜度,上下表面平行。这使得H型钢的焊接拼接比工字钢操作简单,单位重量的力学性能更好,可以节省大量的材料和施工时间。 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。H钢则反之,两者各有优劣。 H型钢与工字钢的区别和用途说明 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栓和其他构件连接。其尺寸构成合理系列,型号齐全,便于设计选用。(除了吊车梁用工字型钢) 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。 我国热轧H型钢国标(GB/T11263-1998)将H型钢分为窄翼缘、宽翼缘和钢桩三类,其代号分别为hz、hk和hu。窄翼缘H型钢适用于梁或压弯构件,而宽翼缘H型钢和H型钢桩则适用于轴心受压构件或压弯构件。工字钢与H型钢相比,等重量前提下,w、ix、 iy都不如H型钢。 4. 工字钢的边长小,高度大,只能承受单方向的力。 5. H型钢槽深,厚度大,可以承受两个方向的力。 6. 随着钢结构建筑的发展需要,只有工字钢是不行的,就是加厚工字钢,用于承重柱容易失稳。 7. 工字钢只能用于横梁,而H型钢才能用于结构的承重柱。 8.H型钢是一种断面力学性能较工字钢优良的经济型断面钢材,因其断面的形状与英文字母“H”相同而得名。热轧H型钢的翼缘比工字钢宽、侧向刚度大、抗弯能力强。同等规格下H型钢理重较工字钢轻。制造原理微信,内容不错,值得关注。 9. 工字钢翼缘是变戴面靠腹板部厚,外部薄; H型钢的翼缘是等戴面。 10. HW HM HN H是H型钢的通称,H型钢是焊制;HW HM HN是热轧。 11. 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。 12. HM是H型钢高度和翼缘宽度比例大致为1.33~~1.75;主要在钢结构中:用做钢框架柱,在承受动力荷载的框架结构中用做框架梁;例如:设备平台。 13. 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型钢的种类 根据使用要求及断面设计特性,通常H型钢分为两大类:一类是作为梁型建筑构件用的H型钢;另一类是作为柱型(或桩型)建筑构件的H型钢。作为梁型构件的H型钢,其高度与腿宽之比为2∶1~3∶1,其规格一般从100mm×50mm~900mm×300mm。作为柱型构件的H型钢,其高度与腿宽之比为1∶1,其规格一般从100mm×100mm~400mm×400mm。H型钢高度80~1100mm,腿宽46~454mm,腰厚2.9~78mm,单重6~1086kg/m。 H型钢的生产工艺 H型钢的轧制方法按历史的顺序,可大致分为以下3类: (1)利用普通二辊或三辊式型钢轧机的轧制法; (2)利用一架**轧机的轧制法; (3)利用多机架**轧机的轧制法。 现代化H型钢生产方法 用多机架**轧机轧制H型钢,这种方法在世界上已获得普遍采用,具体方法有格林法、萨克法、杰·普泼法等。 格林法 格林法的主要特点是采用开口式**孔型,腰和腿部的加工是在开口式**孔型中同时进行的。为有效地控制腿高和腿部加工的质量,格林认为立压必须作用在腿端,故把腿高的压缩放在与**机架一起连轧的二辊式机架中进行。目前**的轧边机多采用格林法。 采用格林法轧制H型钢其工艺大致如下:用初轧机或二辊式开坯机把钢锭轧成异形坯,然后把异形坯送往**粗轧机和轧边机进行往复连轧,并在**精轧机和轧边机上往复连轧成成品。格林法在进行立压时只是用水平辊与轧件腿端接触(腰部与水平辊不接触),这可使轧件腿端始终保持平直。这种方法其立辊多为圆柱形,而水平辊两侧略有斜度,在荒轧机组中,水平辊侧面有约9%的斜度。在精轧机组中水平辊侧面有2%~5%的斜度,不过精轧机组水平辊侧面斜度应尽量小,才能轧出平行的腿部。 1908年在美国伯利恒公司建的轧钢厂就是采用上述工艺流程,它由一架异形坯初轧机和两架紧接其后间距为90m的**轧机所组成。每一架**轧机包括一架**机架和一架轧边机。 现代化的H型钢厂也广泛采用格林法设计。 萨克法 萨克法采用闭口式**孔型,在此孔型中腿是倾斜配置的,为能最后轧出平直腿部,必须在最后一道中安置圆柱立辊的**机架。萨克法的立压与格林法不同,它是把压力作用在腿宽方向上,而这容易引起轧件的移动,尤其是在闭口孔型中常常会因来料尺寸的波动,造成腿端凸出部分容易往外挤出形成耳子,影响成品质量。 在萨克法中的粗轧**孔型,其水平辊侧面可采用较大斜度,这样可减少水平辊的磨耗,同时由于立辊是采用带锥度的,故可对腰腿同时进行延伸系数很大的压缩。这样可减少轧制道次和**机架数量,有利于节约设备投资。 萨克法的主要工艺流程是:采用一架二辊式开坯机,将钢锭轧成具有工字形断面的异形坯,然后将异形坯送到由四辊**机架和二辊立压机架所组成的可逆式连轧机组中进行粗轧,最后在一架**机架上轧出成品。荒轧机组水平辊侧面斜度为8%,中间机组水平辊侧面斜度为4%,在精轧**机架中才将轧件腿部轧成平直,成品工字钢腿部斜度为1.5%左右。 杰·普泼法 杰·普泼法综合了格林法和萨克法的优点,即吸收了萨克法斜配**孔型一次可获得较大延伸和格林法采用立压孔型便于控制腿宽的加工这两大优点。杰·普泼法的主要特点是荒轧采用萨克法斜配**孔型,精轧采用格林法开口式**孔型,在精轧**轧机上首先用圆柱立辊和水平辊把腿部压平直,然后立辊离开,仅用水平辊压腿端,最后在*二架精轧**轧机上用水平辊和立辊对轧件进行全面加工。其工艺流程是:采用一架二辊可逆开坯机与两架串列布置的**机架进行轧制,这架**机架的水平辊带有7%的斜度,立辊锥度也为7%。在精轧**轧机中,因工字钢品种的不同,孔型斜度也不一样,一般为1.5%~9%。在轧件通过*二个**机架**道次时,首先用柱形立辊把轧件腿部轧平直,然后在返回道次中立辊离开,仅用水平辊直压腿端。在最后一架**轧机上用水平辊和立辊对轧件进行全面加工成形。
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