工字钢主要分为普通工字钢、轻型工字钢、低合金轻型工字钢三种。
适用范围
普通工字钢,轻型工字钢,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,这就使其在应用范围上有着很大的局限。工字钢的使用应依据设计图纸的要求进行选用。
尺寸设计
H型钢属于高效经济裁面型钢材(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。不同于普通工字钢的是H型钢的翼缘进行了加宽,而且内、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,型号齐全,便于设计选用。
在结构设计中选用工字钢应依据其力学性能,化学性能,可焊性能,结构尺寸等选择合理的工字钢进行使用。
焊接工艺
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。普通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。国内可生产的大轧制H型钢高度为800mm,**过了只能是焊接组合截面。
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。普通工字钢、轻型工字钢与HW、HN型钢相比,等重量前提下,w、 ix、 iy都不如H型钢。
在生产建设中常用的普通工字钢型号一般包括10#—63#的热轧工字钢,不同国家和地区已经了相关的标准了。H型工字钢又叫宽翼缘的工字钢,它有包括HW 、HM 、HN 、HEA、 HEB 、HEM 等几种类型,它们与普通工字钢明显的差别在于它们的翼缘是等厚的。
工字钢的规格是用腰宽的厘米值来表示的,如10号工字钢,其腰宽为10cm。工字钢的种类有热轧普通工字钢、轻型工字钢和宽平行腿工字钢(H型钢)。我国热轧普通工字钢的腰宽为100~630mm,表示为No.10~No.63,腿内侧壁斜度为1:6。轧制工字钢的孔型系统有直轧孔型系统、斜轧孔型系统和混合孔型系统。此外,工字钢还可以采用特殊轧法。
一、分类
工字钢主要分为普通工字钢、轻型工字钢和宽翼缘工字钢。按翼缘与腹板高度 比又分为宽幅、中幅、窄幅宽翼缘工字钢。**者生产的规格为10—60号,即相应的高度为10 cm—60 cm。
在相同高度下,轻型工字钢翼缘窄、腹板薄、重 量轻。宽翼缘工字钢又称H型钢,断面特点是两腿平行,且腿内侧没有斜度。
它属于经济断面型钢,是在四辊**轧机上轧制的,所以又称“**工字钢”。普通工字钢、轻型工字钢已经形成国家标准。
二、孔型设计
工字钢的规格是用腰宽的厘米值来表示的,如10号工字钢,其腰宽为10cm。工字钢的种类有热轧普通工字钢、轻型工字钢和宽平行腿工字钢(H型钢)。
我国热轧普通工字钢的腰宽为100~630mm,表示为No.10~No.63,腿内侧壁斜度为1:6。轧制工字钢的孔型系统有直轧孔型系统、斜轧孔型系统和混合孔型系统。此外,工字钢还可以采用特殊轧法。
(1)直轧孔型系统。
直轧孔型系统是指工字钢孔型的两个开口腿同时处于轧辊轴线的同一侧,腰与轧辊轴线平行的孔型系统。
其优点是轧辊轴向力小,轴向窜动小,不需工作斜面,孔型占用辊身长度小,在辊身长度一定的条件下可多配孔型。
(2)斜轧孔型系统。
这种孔型系统是指工字钢孔型的两个开口腿不同时处于腰部的同一侧,腰与水平轴线有一夹角。
(3)混合孔型系统。
根据轧机和产品的特点,为充分发挥各自系统的优点,克服缺点,往往采用混合孔型系统,即两种以上系统的组合。
如成品孔和成品前孔采用直腿斜轧孔型系统,其他孔型采用弯腿斜轧系统;或者粗轧孔采用直轧系统,最后3~4个精轧孔采用直腿斜扎孔等。
(4)特殊轧法。
由于某种原因采用通常的轧制方法难以轧出要求的工字钢时,可采用特殊轧法,充分利用不均匀变形和孔型设计的技巧。
例如,当钢坯断面较窄而要求轧制较宽的工字钢时,可采用波浪式轧法;又如当坯料较宽而要求轧制较小号工字钢时,可采用负宽展轧制等。
工字型的意义 我们都知道,同面积的两根梁,—较圆的,一是矩形的,而矩形的要比圆的受力大。这是因为在梁的上下边缘处 应力较大,而越靠近中性轴处应力越小。圆形横截面在离中性 轴较远的上下边缘地方的面积较小,而接近中性轴的地方面 积较大,这样就有很大一部分材料没有充分发挥作用,这在 矩形截面中就比较好些。故矩形比圆形的经济合理,基于这个道理,为做到物尽其用,便常将中性轴附近的材料尽可能移放到离中性轴较远的地 方去。工字钢等型钢的截面就是根据 这个原则而来的。工字钢的强度大约 要比高度和截面积相同的矩形截面梁 强过一倍。因此,在一些厂房建筑以 及桥梁工程上,常是采用的工字钢 采。在铁路桥梁中,还常用厚钢板铆 接成大型工字梁。线路的钢轨之所以 做成工字型,也正是这个缘故。