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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。由于H型钢的各个部位均以直角排布,因此H型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点,已被广泛应用。
断面形状类似于大写拉丁字母H的一种经济断面型材,又叫万能钢梁、宽缘(边)工字钢或平行翼缘工字钢。H型钢的横断面通常包括腹板和翼缘板两部分,又称为腰部和边部。
H型钢的翼缘内外侧平行或接近于平行,翼缘端部呈直角,因此而得名平行翼缘工字钢。H型钢的腹板厚度比腹板同样高的普通工字钢小,翼缘宽度比腹板同样高的普通工字钢大,因此又得名宽缘工字钢。由形状所决定,H型钢的截面模数、惯性矩及相应的强度均明显优于同样单重的普通工字钢。用在不同要求的金属结构中,不论是承受弯曲力矩、压力负荷、偏心负荷都显示出它的优越性能,可较普通工字钢大大提高承载能力,节约金属10%~40%。H型钢的翼缘宽、腹板薄、规格多、使用灵活,用于各种桁架结构中可节约金属15%~20%。由于其翼缘内外侧平行,缘端呈直角,便于拼装组合成各种构件,从而可节约焊接、铆接工作量25%左右,能大大加快工程的建设速度,缩短工期。
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H型钢的产品规格很多,分类方法有以下几种。(1)按产品的翼缘宽度分为宽翼缘、中翼缘和窄翼缘H型钢。宽翼缘和中翼缘H型钢的翼缘宽度B大于或等于腹板高度H。窄翼缘H型钢的翼缘宽度B约等于腹板高度H的二分之一。(2)按产品用途分为H型钢梁、H型钢柱、H型钢桩、极厚翼缘H型钢梁。有时也将平行腿槽钢和平行翼缘丁字钢也列入H型钢的范围。一般以窄翼缘H型钢作为梁材,以宽翼缘H型钢作为柱材,据此又有梁型H型钢和柱型H型钢之称。(3)按生产方式分为焊接H型钢和轧制H型钢。(4)按尺寸规格大小分为大、中、小号H型钢。通常将腹板高度H在700mm以上的产品称为大号、300~700mm的称为中号,小于300mm的称为小号。至1990年末,世界上最大的H型钢腹板高度1200mm,翼缘宽度为530mm。
国际上,H型钢的产品标准分为英制系统和公制系统两大类。美、英等国采用英制,中国、日本、德国和俄罗斯等国采用公制,尽管英制和公制使用的计量单位不同,但对H型钢则大都用4个尺寸表示它们的规格,即:腹板高度h、翼缘宽度b、腹板厚度d和翼缘厚度t。尽管世界各国对H型钢尺寸规格大小的表示方法不同。但所生产的产品尺寸规格范围及尺寸公差相差不大。
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用万能轧机轧制H型钢,轧件断面可得到较均匀的延伸,翼缘内外侧轧辊表面的速度差较小,可减轻产品的内应力及外形上的缺陷。适当改变万能轧机的水平辊和立辊的压下量,便能获得不同规格的H型钢。万能轧机的轧辊外形,形状简单,寿命长,轧辊的消耗可大为减少。万能轧机轧制H型钢的最大优点是: 同一尺寸系列只有腹板和翼缘的厚度尺寸是变化的,其余部位尺寸都是固定不变的。因此,同一万能孔型轧制的同一系列H型钢具有多种腹板和翼缘厚度尺寸规格,使H型钢规格数量大为增加,为使用者选择合适的尺寸规格带来极大的方便。
在无万能轧机的情况下,有时为了满足生产建设的急需,也可将普通二辊式轧机加装立辊框架,组成万能孔型轧制H型钢。用这种方式轧制H型钢,产品尺寸精度低,翼缘同腹板之间难成直角,成本高,规格少,轧制柱材用H型钢极为困难,故使用者不多。
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H型钢是一种新型经济建筑用钢。H型钢截面形状经济合理,力学性能好,轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小,与普通工字钢比较,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%;又因其腿内外侧平行,腿端是直角,拼装组合成构件,可节约焊接、铆接工作量达25%。
/类别 型号高*宽 H*B H B T1 T2 kg/m
HM中翼缘 600*300 582*300 582 300 12 17 137
588*300 588 300 12 20 151.1
594*302 594 302 14 23 175
HN窄翼缘 150*75 150*75 150 75 5 7 14.3
175*90 175*90 175 90 5 8 18.2
200*100 198*99 198 99 4.5 7 18.5
200*100 200 100 5.5 8 21.7
250*125 248*124 248 124 5 8 25.8
250*125 250 125 6 9 29.7
300*150 298*149 298 149 5.5 8 32.6
300*150 300 150 6.5 9 37.3
350*175 346*174 346 174 6 9 41.8
350*175 350 175 7 11 50
400*200 396*199 396 199 7 11 56.7
400*200 400 200 8 13 66
450*200 446*199 446 199 8 12 66.7
450*200 450 200 9 14 76.5
500*200 496*199 496 199 9 14 79.5
500*200 500 200 10 16 89.7
506*201 506 201 11 19 103.1
600*200 596*199 596 199 10 15 95.2
600*200 600 200 11 17 106.1
606*201 606 201 12 20 120.3
700*300 692*300 692 300 13 20 166
700*300 700 300 13 24 185
800*300 792*300 792 300 14 22 191
800*300 800 300 14 26 210
900*300 900*300 900 300 16 28 243
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