1 结构强度高:同工字钢相比,截面模数大,在承载条件相同时,可节约金属10-15%。 2 设计风格灵活、丰富:在梁高相同的情况下,钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50% ,从而使建筑布置更加灵活。 3 结构自重轻:与混凝土结构自重相比轻,结构自重的降低,减少了结构设计内力,可使建筑结构基础处理要求低,施工简便,造价降低。 4 结构稳定性高:以热轧H型钢为主的钢结构,其结构科学合理,塑性和柔韧性好,结构稳定性高,适用于承受振动和冲击载荷大的建筑结构,抗自然灾害能力强,特别适用于一些多地震发生带的建筑结构。据统计,在世界上发生7级以上毁灭性大地震灾害中,以H型钢为主的钢结构建筑受害程度小。 5 增加结构有效使用面积:与混凝土结构相比,钢结构柱截面面积小,从而可增加建筑有效使用面积,视建筑不同形式,能增加有效使用面积4-6%。 6 省工省料:与焊接H型钢相比,能明显地省工省料,减少原材料、能源和人工的消耗,残余应力低,外观和表面质量好。 7 便于机械加工:易于结构连接和安装,还易于拆除和再用。 8 环保:采用H型钢可以有效保护环境,具体表现在三个方面:一是和混凝土相比,可采用干式施工,产生的噪音小,粉尘少;二是由于自重减轻,基础施工取土量少,对土地资源破坏小,此外大量减少混凝土用量,减少开山挖石量,有利于生态环境的保护;三是建筑结构使用寿命到期后,结构拆除后,产生的固体垃圾量小,废钢资源回收价值高。 9 工业化制作程度高:以热轧H型钢为主的钢结构工业化制作程度高,便于机械制造,集约化生产,精度高,安装方便,质量易于保证,可以建成真正的房屋制作工厂、桥梁制作工厂、工业厂房制作工厂等。发展钢结构,创造和带动了数以百计的新兴产业发展。 0 工程施工速度快:占地面积小,且适合于全天候施工,受气候条件影响小。用热轧H型钢制作的钢结构的施工速度约为混凝土结构施工速度的2-3倍,资金周转率成倍提高,降低财务费用,从而节省投资。
H型钢常用于要求承载能力大,截面稳定性好的大型建筑如:厂房、高层建筑以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等工程,H型钢能替代工字钢使用吗? H型钢和工字钢存在一些差别,H型钢做为一种新型经济建筑用材,因截面形状经济合理、力学性能好;轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小;与普通工字钢相比,具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点。可使建筑结构减轻30-40%;又因为H型钢腿内侧平行,腿端是直角,拆装组合成构件。可大大的节约焊接、铆接工作量。 所以H型钢可以代替工字钢使用,但是工字钢不能代替H型钢,因为工字钢的边长小,高度大,只能承受单方向的力。H型钢槽深,厚度大,可以承受两个方向的力。 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。工字钢只能用于横梁,而H型钢才能用于结构的承重柱。
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。H型钢的截面特性要明显优于传统的工字钢、槽钢和角钢。金属加工微信,内容不错,值得关注。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型钢的两条外边内侧没有斜度,是平直的。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。
1、技术背景 在经济高速发展、基础设施和民用建筑建设规模不断扩大的背景下,在密集的城市中心开发利用地下空间成为一种必然。一些开挖深度较浅,土质条件较好的基坑往往采用拉森钢板桩作为挡土和止水结构,例如防波堤、护岸、船坞、码头、人工岛、船闸、地下隧道、路堤、挡土墙、防渗墙、地基加固等*性工程和围堰、基坑围护等临时性工程。然而,在江、河内及周边软黏土地区进行围堰施工,往往由于拉森钢板桩的刚度不能满足安全性要求;而采用其他支护形式,例如钻孔灌注桩、SMW工法等虽可以满足设计要求,但施工成本显著增加且难以在滩涂、河流中施工。 为解决在软黏土地区基坑及围堰的支护,可以采用组合型钢钢板桩的支护形式,例如钢板结合H型钢、拉森钢板桩结合H型钢等(见图1、2),通过钢板或者拉森钢板桩的连续锁扣搭接形成一道连续密封的止水结构,同时在钢板桩内侧施工一排H型钢以满足整个支护结构的刚度及稳定性要求。 图1钢板和H型钢组合 图2拉森钢板桩和H型钢组合 2、应用实例 武汉市某工程位于汉口后湖地区,该项目为一河流明渠改箱涵工程。围堰基坑开挖深度约5~7m,围堰为狭长型,长约420m,宽约42m。为确保河流的正常通流,该围堰项目分东西两个区块先后进行。该区域上部淤泥质土、淤泥质粘土层深厚达12m~15m,地质条件较差,围护结构初步采用上部放坡,下部拉森钢板桩结合钢支撑支护,在河流中间分区部位北侧采用填土挡土坝作为临时反压土坝。经大量的分析计算,在局部软土层深厚区块采用拉森钢板桩难以满足强度及稳定性的要求,而其他支护形式如钻孔灌注桩等由于场地条件施工困难、造价昂贵,因而考虑采用组合型钢钢板桩这一支护形式,如下图3支护剖面图。 图中所示,围堰内插为15m长H500X300型钢,围堰外侧为9m长4号拉森钢板桩,在设计计算时,强度、变形及稳定性计算按H型钢单独作为支护结构的模型计算,拉森钢板桩的抗力可以作为安全储备;而围堰的止水全部由拉森钢板桩承担,为满足围堰的止水性能,拉森钢板桩插入坑底以下软黏土地层不小于4m,且满足渗流稳定性的要求。因而图中H型钢的长度要远长于拉森钢板桩的长度。 为确保拉森钢板桩与H型钢的紧密贴合,满足组合型钢钢板桩整体性能,施工时必须确保质量,外侧钢板桩通过锁扣紧密搭接,施工H型钢时与钢板桩贴合紧密,在H型钢的上部翼缘板与拉森钢板桩满焊焊接牢固(如图4组合型钢钢板桩连接节点),以确保H型钢与拉森钢板桩的整体变形,提高组合型钢钢板桩的整体抗力性能。 3、小结 采用组合型钢钢板桩技术可以满足更深、更为复杂地质条件下的围堰工程,拉森钢板桩可以满足止水性要求,同时H型钢的高强度和刚度能满足各种不同深度和复杂地质条件下的基坑围护要求,可以根据支护结构刚度的不同采用不同型号的H型钢。施工H型钢和钢板桩时,可以采用震动冲击工艺,在噪音控制要求高的地区还可以采用静压植桩机技术,施工快捷、便利;且型钢组合钢板桩结构在施工完成后便可以直接开挖,施工效率高、工期短;在围堰工程完成后,H型钢和钢板桩可以回收并重复利用,不仅节约了钢材,降低了工程造价,且施工过程无泥浆污染问题,主体结构完成后型钢可以拔出回收,避免围护结构成为*障碍物遗留在地下。