普通工字鋼、輕型工字鋼已經(jīng)形成，普通10#工字鋼相當(dāng)于上的I100(也比如10#槽鋼相當(dāng)于槽鋼U100)(因?yàn)楦鲊?guó)執(zhí)行的不同，造成它們的規(guī)格有細(xì)微的差別)
H型工字鋼亦叫寬翼緣工字鋼，HW HM HN 源于歐洲,HEB是德國(guó)的工字鋼，其中HW、HN工字鋼已廣泛在我國(guó)使用和生產(chǎn)。HEA HEB HEM 在許多德國(guó)設(shè)計(jì)圖上會(huì)看到，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上還很難購(gòu)買到。在國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)工程中，如果量少則可以使用等規(guī)格的鋼板進(jìn)行焊接拼接而成。而量大的話，通？紤]使學(xué)性能與之相當(dāng)?shù)腍W 、HN型鋼代替。
HW 工字鋼主要用于鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)柱中鋼芯柱,也稱勁性鋼柱;在鋼結(jié)構(gòu)中主要用于柱
HM 型鋼高度和翼緣寬度比例大致為1.33~~1.75 主要在鋼結(jié)構(gòu)中用做鋼框架柱在承受動(dòng)力荷載的框架結(jié)構(gòu)中用做框架梁;例如:設(shè)備平臺(tái)
HN 型鋼高度和翼緣寬度比例大于等于2; 主要用于梁
普通工字鋼的用途相當(dāng)于HN型鋼;
◆工字型鋼不論是普通型還是輕型的，由于截面尺寸均相對(duì)較高、較窄，故對(duì)截面兩個(gè)主軸的慣性矩相差較大，故僅能直接用于在其腹板平面內(nèi)受彎的構(gòu)件或?qū)⑵浣M成格構(gòu)式受力構(gòu)件。對(duì)軸心受壓構(gòu)件或在垂直于腹板平面還有彎曲的構(gòu)件均不宜采用，這就使其在應(yīng)用范圍上有著很大的局限。
◆H型鋼屬于經(jīng)濟(jì)裁面型材(其它還有冷彎薄壁型鋼、壓型鋼板等)，由于截面形狀合理，它們能使鋼材更高地發(fā)揮效能，承載能力。不同于普通工字型的是h型鋼的翼緣進(jìn)行了加寬，且內(nèi)、外表面通常是平行的，這樣可便于用度螺栓和其他構(gòu)件連接。其尺寸構(gòu)成系列合理，型號(hào)齊全，便于設(shè)計(jì)選用。
適用范圍
普通工字鋼，輕型工字鋼，由于截面尺寸均相對(duì)較高、較窄，故對(duì)截面兩個(gè)主袖的慣性矩相差較大，這就使其在應(yīng)用范圍上有著很大的局限。工字鋼的使用應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行選用。
尺寸設(shè)計(jì)
H型鋼屬于經(jīng)濟(jì)裁面型鋼材(其它還有冷彎薄壁型鋼、壓型鋼板等)，由于截面形狀合理，它們能使鋼材更高地發(fā)揮效能，承裁能力。不同于普通工字鋼的是H型鋼的翼緣進(jìn)行了加寬，而且內(nèi)、外表面通常是平行的，這樣可便于用度螺栓和其他構(gòu)件連接。其尺寸構(gòu)成合理，型號(hào)齊全，便于設(shè)計(jì)選用。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中選用工字鋼應(yīng)依據(jù)其力學(xué)性能，化學(xué)性能，可焊性能，結(jié)構(gòu)尺寸等選擇合理的工字鋼進(jìn)行使用。
焊接工藝
H型鋼的翼緣都是等厚度的，有軋制截面，也有由3塊板焊接組成的組合截面。普通工字鋼都是軋制截面，由于生產(chǎn)工藝差，翼緣內(nèi)邊有1:10坡度。H型鋼的軋制不同于普通工字鋼僅用一套水平軋輥，由于其翼緣較寬且無斜度(或斜度很小)，故須增設(shè)一組立式軋輥同時(shí)進(jìn)行輥軋，因此，其軋制工藝和設(shè)備都比普通軋機(jī)復(fù)雜。國(guó)內(nèi)可生產(chǎn)的大軋制H型鋼高度為800mm，超過了只能是焊接組合截面。
窄翼緣h型鋼適用于梁或壓彎構(gòu)件，而寬翼緣h型鋼和h型鋼樁則適用于軸心受壓構(gòu)件或壓彎構(gòu)件。普通工字鋼、輕型工字鋼與HW、HN型鋼相比，等重量前提下，w、 ix、 iy都不如H型鋼
標(biāo)記記錄
普通工字鋼和輕型工字鋼的翼緣由向邊上逐漸變薄的，有一定的角度，普通工字鋼和輕型工字鋼的型號(hào)是用其腰高厘米數(shù)的伯?dāng)?shù)字來表示，腹板、翼緣厚度和翼緣寬度不同其規(guī)格以腰高( h)×腿寬(b)×腰厚(d)的毫數(shù)表示，如"普工160×88×6"，即表示腰高為160毫米，腿寬為88毫米，腰厚為6毫米的普通工字鋼。/"輕工160×81×5"，即表示腰高為160毫米，腿寬為81毫米，腰厚為5毫米的輕型工字鋼。普通工字鋼的規(guī)格也可用型號(hào)表示，型號(hào)表示腰高的厘米數(shù)，如普工16#。腰高相同的工字鋼，如有幾種不同的腿寬和腰厚，需在型號(hào)右邊加a b c 予以區(qū)別，如普工32#a、32#b、32#c等。熱軋普通工字鋼的規(guī)格為10-63#。經(jīng)供需雙方協(xié)議供應(yīng)的熱軋普通工字鋼規(guī)格為12-55#。
計(jì)算公式
截面寬度 B
腹板厚度 Tw
翼緣厚度 Tf
交接圓弧半徑 Rw
RA=RB=P/2
Mc=Mmax=Pl/4
fc=fmax=Pl^3/48EI
θA=θB=Pl^2/16EI
符號(hào)意義及單位
P -- 集中載荷，N;
q -- 均布載荷，N;
R -- 支座反力，作用方向向上者為正，N;
M -- 彎矩，使截面上部受壓，下部受拉者為正，Nm;
Q -- 剪力，對(duì)鄰近截面所產(chǎn)生的力矩沿順時(shí)針方向者為正，N;
f -- 撓度，向下變位者為正，mm;
θ -- 轉(zhuǎn)角，順時(shí)針方向者為正，°;
E -- 彈性模量，Gpa;
I -- 截面的軸慣性矩，m^4;
ξ=x/l，ζ=x'/l，α=a/l，β=b/l，γ=c/l
從兩方面考慮:
，從梁的剪切應(yīng)力考慮
第二，從彎曲正應(yīng)力考慮。
從型鋼表中可以查到它的大可用剪切強(qiáng)度T
Tmax=Q/Ib[BH^2/8-<(B-b)h^2>/8]
式中: Tmax為大剪切強(qiáng)度。把可用剪切強(qiáng)度T代進(jìn)去，可算出梁的大承受載荷。
Q為均布載荷
I為工字鋼的截面慣矩可在型鋼表中查得(cm^4).
B為工字鋼截面的大寬度。
b為工字鋼截面的小寬度
h為工字鋼小寬度截面的高度。
H為工字鋼大寬度截面的高度
正應(yīng)力的計(jì)算:
Ysigma=M/W
M=大彎矩=載荷乘距離
W=抗彎模量。
設(shè)Ysigma=允許的大應(yīng)力，可得出載荷的大值。
普通工字鋼規(guī)格表
W= 0.00785 ×[hd+2t ( b – d ) +0.615 ( R 2 – r 2 ) ]
h= 高
b= 腿長(zhǎng)
d= 腰厚
t= 平均腿厚
R= 內(nèi)弧半徑
r= 端弧半徑
求 250 mm × 118mm × 10mm 的工字鋼每 m 重量。從金屬材料手冊(cè)中查出該工字鋼 t 為 13 ， R 為 10 ， r 為 5 ，則每 m 重量 = 0.00785 ×[250 ×10+2 ×13 × ( 118 –10 ) +0.615 × ( 10 2 –5 2 ) ]= 41.91kg
|
規(guī)格 |
高度 |
腿寬 |
腰厚 |
理重 |
|
10# |
100 |
68 |
4.5 |
11.261 |
|
12# |
120 |
74 |
5 |
13.987 |
|
14# |
140 |
80 |
5.5 |
16.89 |
|
16# |
160 |
88 |
6 |
20.513 |
|
18# |
180 |
94 |
6.5 |
24.143 |
|
20#a |
200 |
100 |
7 |
27.929 |
|
20#b |
200 |
102 |
9 |
31.069 |
|
22#a |
220 |
110 |
7.5 |
33.07 |
|
22#b |
220 |
112 |
9.5 |
36.524 |
|
25#a |
250 |
116 |
8 |
38.105 |
|
25#b |
250 |
118 |
10 |
42.03 |
|
28#a |
280 |
122 |
8.5 |
43.492 |
|
28#b |
280 |
124 |
10.5 |
47.888 |
|
30#a |
300 |
126 |
9 |
48.084 |
|
30#b |
300 |
128 |
11 |
52.794 |
|
32#a |
320 |
130 |
9.5 |
52.717 |
|
32#b |
320 |
132 |
11.5 |
57.741 |
|
32#c |
320 |
134 |
13.5 |
62.765 |
|
36#a |
360 |
136 |
10 |
60.037 |
|
36#b |
360 |
138 |
12 |
65.689 |
|
36#c |
360 |
140 |
14 |
71.341 |
|
40#a |
400 |
142 |
10.5 |
67.598 |
|
40#b |
400 |
144 |
12.5 |
73.878 |
|
40#c |
400 |
146 |
14.5 |
80.158 |
|
45#a |
450 |
150 |
11.5 |
80.42 |
|
45#b |
450 |
152 |
13.5 |
87.485 |
|
45#c |
450 |
154 |
15.5 |
94.55 |
|
56#a |
560 |
166 |
12.5 |
106.316 |
|
56#b |
560 |
168 |
14.5 |
115.108 |
|
56#c |
560 |
170 |
16.5 |
123.9 |
|
63#a |
630 |
176 |
13 |
121.407 |
|
63#b |
630 |
178 |
15 |
131.298 |
|
63#c |
630 |
180 |
17 |
141.189 |
