簡介編輯

工字鋼也稱為鋼梁（英文名稱 I Beam)，是截面為工字形狀的長條鋼材。工字鋼分普通工字鋼和輕型工字鋼，H型鋼三種。工字鋼廣泛用于各種建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、車輛、支架、機(jī)械等。

工字鋼

普通工字鋼和輕型工字鋼的翼緣由根部向邊上逐漸變薄的，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)的阿拉伯?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#。

2普通鋼編輯

基本區(qū)別

工字鋼主要分為普通工字鋼、輕型工字鋼和H型鋼三種。普通工字鋼、輕型工字鋼翼緣是變截面靠腹板部厚，外部薄 H型鋼：HW HM HN HEA HEB HEM 等工字鋼的翼緣是等截面普通工字鋼、輕型工字鋼已經(jīng)形成國家標(biāo)準(zhǔn)，普通10#工字鋼相當(dāng)于國際上的I100（也比如10#槽鋼相當(dāng)于槽鋼U100）（因?yàn)楦鲊鴪?zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)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 源于歐洲標(biāo)準(zhǔn)，HEB是德國標(biāo)準(zhǔn)的工字鋼，其中HW、HN工字鋼已廣泛在我國使用和生產(chǎn)。HEA HEB HEM 在許多德國設(shè)計(jì)圖上會(huì)看到，在國內(nèi)市場上還很難購買到。在國內(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，通常考慮使用力學(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，因此，一般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型鋼屬于高效經(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，提高承載能力。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，這樣可便于用高強(qiáng)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，因此，一般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。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型鋼屬于高效經(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，提高承裁能力。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，這樣可便于用高強(qiáng)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。國內(nèi)可生產(chǎn)的最大軋制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

3計(jì)算公式編輯

截面高度 H

工字鋼(4張)截面寬度 B腹板厚度 Tw翼緣厚度 Tf交接圓弧半徑 RwRA=RB=P/2Mc=Mmax=Pl/4fc=fmax=Pl^3/48EIθA=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)針方向旋轉(zhuǎn)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：第一，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最大可用剪切強(qiáng)度TTmax=Q/Ib[BH^2/8-< (B-b)h^2> /8]式中: Tmax為最大剪切強(qiáng)度。把可用剪切強(qiáng)度T代進(jìn)去，可算出梁的最大承受載荷。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為工字鋼截面的最大寬度。b為工字鋼截面的最小寬度h為工字鋼最小寬度截面的高度。H為工字鋼最大寬度截面的高度正應(yīng)力的計(jì)算：Ysigma=M/WM=最大彎矩=載荷乘距離W=抗彎模量。設(shè)Ysigma=允許的最大應(yīng)力，可得出載荷的最大值。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d= 腰厚t= 平均腿厚R= 內(nèi)弧半徑r= 端弧半徑