工字钢
工字钢也称为钢梁(英文名称 I Beam),是截面为工字形状的长条钢材。工字钢分普通工字钢和轻型工字钢,是截面形状为槽形的型钢。
介绍
普通工字钢和轻型工字钢的翼缘由根部向边上逐渐变薄的,有一定的角度,普通工字钢和轻型工字钢的型号是用其腰高厘米数的阿拉伯数字来表示,腹板、翼缘厚度和翼缘宽度不同其规格以腰高( h)×腿宽(b)×腰厚(d)的毫数表示,如“普工160×88×6”,即表示腰高为160毫米,腿宽为88毫米,腰厚为6毫米的普通工字钢。/“轻工160×81×5”,即表示腰高为160毫米,腿宽为81毫米,腰厚为5毫米的轻型工字钢。
普通工字钢的规格也可用型号表示,型号表示腰高的厘米数,如普工16#。腰高相同的工字钢,如有几种不同的腿宽和腰厚,需在型号右边加a b c 予以区别,如普工32#a、32#b、32#c等。热轧普通工字钢的规格为10-63#。
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,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。工字钢的使用应依据设计图纸的要求进行选用。
应用范围
工字钢主要应用于各种建筑结构、车辆、、桥梁支架、机械等
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。普通工字钢、轻型工字钢翼缘是变截面靠腹板部厚,外部薄; H型钢:HW HM HN HEA HEB HEM 等工字钢的翼缘是等截面普通工字钢、轻型工字钢已经形成国家标准,普通10#工字钢相当于国际上的I100(也比如10#槽钢相当于槽钢U100)(因为各国执行的标准不同,造成它们的规格有细微的差别)H型工字钢亦叫宽翼缘工字钢,HW HM HN 源于欧洲标准,HEB是德国标准的工字钢,其中HW、HN工字钢已广泛在我国使用和生产。HEA HEB HEM 在许多德国设计图上会看到,在国内市场上还很难购买到。
在国内钢结构工程中,如果量少则可以使用等规格的钢板进行焊接拼接而成。而量大的话,通常考虑使用力学性能与之相当的HW 、HN型钢代替。HW 工字钢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 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HN 型钢高度和翼缘宽度比例大于等于2; 主要用于梁普通工字钢的用途相当于HN型钢;
◆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,故对截面两个主轴的惯性矩相差较大,故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。
◆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,提高承载能力。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。其尺寸构成系列合理,型号齐全,便于设计选用。
仅就工字钢和焊接工字钢在抗弯构件计算公式上来讲两者是没有差别的,但是从实际的角度出发考虑两者是有较大的差别的;
1)首先从材质上来讲热轧工字钢是Q235的材质没有其他的材质等级,而焊接工字钢一般来讲是Q345的材质或者是更高的钢材等级。
2)从截面的形式上来讲热轧工字钢的腹板与翼缘都是较厚,其一是由于工艺的局限热轧型钢不太可能做到像钢板那样多的热轧次数,另外热轧工字钢其翼缘不可能像焊接工字钢那样做的那么符合力学模型,其截面模量及回转半径等都是一定值,可能造成浪费。(当然此时热轧型钢不用验算局部稳定,因为肯定是钢材的设计应力值小于局部稳定应力值)
3)从公式计算的角度来讲,看两者的截面属性其应用塑性发展系数也是不同的。
4)焊接工字钢钢板边通常是火焰切割边,热轧钢是有圆角的,所以在计算整体稳定取截面类型或系数时会略有不同。