工字鋼也稱為鋼梁(英文名稱 Universal Beam),是截面為工字形狀的長條鋼材。工字型鋼分熱軋工字鋼和輕型工字鋼。是截面形狀為工字型的型鋼。
工字鋼主要分為普通工字鋼、輕型工字鋼和寬翼緣工字鋼。按翼緣與腹板高度 比又分為寬幅、中幅、窄幅寬翼緣工字鋼。前二者生產(chǎn)的規(guī)格為10—60號,即 相應(yīng)的高度為10 cm—60 cm。在相同高度下,輕型工字鋼翼緣窄、腹板薄、重 量輕。寬翼緣工字鋼又稱H型鋼,斷面特點是兩腿平行,且腿內(nèi)側(cè)沒有斜度。 它屬于經(jīng)濟斷面型鋼,是在四輥萬能軋機上軋制的,所以又稱“萬能工字鋼”。普通工字鋼、輕型工字鋼已經(jīng)形成國家標準。
工字鋼的規(guī)格是用腰寬的厘米值來表示的,如10號工字鋼,其腰寬為10cm。工字鋼的種類有熱軋普通工字鋼、輕型工字鋼和寬平行腿工字鋼(H型鋼)。我國熱軋普通工字鋼的腰寬為100~630mm,表示為No.10~No.63,腿內(nèi)側(cè)壁斜度為1:6。軋制工字鋼的孔型系統(tǒng)有直軋孔型系統(tǒng)、斜軋孔型系統(tǒng)和混合孔型系統(tǒng)。此外,工字鋼還可以采用特殊軋法。
(1)直軋孔型系統(tǒng)。直軋孔型系統(tǒng)是指工字鋼孔型的兩個開口腿同時處于軋輥軸線的同一側(cè),腰與軋輥軸線平行的孔型系統(tǒng)。
其優(yōu)點是軋輥軸向力小,軸向竄動小,不需工作斜面,孔型占用輥身長度小,在輥身長度一定的條件下可多配孔型。
(2)斜軋孔型系統(tǒng)。這種孔型系統(tǒng)是指工字鋼孔型的兩個開口腿不同時處于腰部的同一側(cè),腰與水平軸線有一夾角。
(3)混合孔型系統(tǒng)。根據(jù)軋機和產(chǎn)品的特點,為充分發(fā)揮各自系統(tǒng)的優(yōu)點,克服缺點,往往采用混合孔型系統(tǒng),即兩種以上系統(tǒng)的組合。如成品孔和成品前孔采用直腿斜軋孔型系統(tǒng),其他孔型采用彎腿斜軋系統(tǒng);或者粗軋孔采用直軋系統(tǒng),最后3~4個精軋孔采用直腿斜扎孔等。
(4)特殊軋法。由于某種原因采用通常的軋制方法難以軋出要求的工字鋼時,可采用特殊軋法,充分利用不均勻變形和孔型設(shè)計的技巧。例如,當鋼坯斷面較窄而要求軋制較寬的工字鋼時,可采用波浪式軋法;又如當坯料較寬而要求軋制較小號工字鋼時,可采用負寬展軋制等。
工字型鋼不論是普通型還是輕型的,由于截面尺寸均相對較高、較窄,故對截面兩個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。工字鋼廣泛地應(yīng)用于建筑或 其他金屬結(jié)構(gòu)。
普通工字鋼,輕型工字鋼,由于截面尺寸均相對較高、較窄,故對截面兩個主軸的慣性矩相差較大,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)計圖紙的要求進行選用。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計中選用工字鋼應(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行使用。
其規(guī)格以高×腿厚×腰厚表示,也可用號數(shù) 表示規(guī)格的主要尺寸。如18號工字鋼,表示高為18 cm的工字鋼。若高度相同 的工字鋼,則可在號數(shù)后面加注角碼a或b或c予以表示,如36a、36b、 36c等。它分為普通工字鋼、輕型工字鋼和寬翼緣工字鋼。按翼緣與腹板高度 比又分為寬幅、中幅、窄幅寬翼緣工字鋼。前二者生產(chǎn)的規(guī)格為10—60號,即 相應(yīng)的高度為10 cm—60 cm。
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