昆明工字鋼
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。工字鋼分普通工字鋼和輕型工字鋼，H型鋼三種。是截面形狀為槽形的型鋼。
基本信息
中文名稱
工字鋼
外文名稱
I Beam
別名
鋼梁
分類
普通工字鋼、輕型工字鋼、H形鋼三種
目錄
1普通鋼
2標記記錄
3計算公式
1 普通鋼
1.1 基本區(qū)別
1.2 適用范圍
1.3 尺寸設計
1.4 焊接工藝
2 標記記錄
3 計算公式
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普通鋼折疊編輯本段
基本區(qū)別 折疊
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)形成國家標準，普通10#工字鋼相當于國際上的I100(也比如10#槽鋼相當于槽鋼U100)(因為各國執(zhí)行的標準不同，造成它們的規(guī)格有細微的差別)
H型工字鋼亦叫寬翼緣工字鋼，HW HM HN 源于歐洲標準,HEB是德國標準的工字鋼，其中HW、HN工字鋼已廣泛在我國使用和生產(chǎn)。HEA HEB HEM 在許多德國設計圖上會看到，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)格的鋼板進行焊接拼接而成。而量大的話，通?？紤]使用力學性能與之相當?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力荷載的框架結(jié)構(gòu)中用做框架梁;例如:設備平臺
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，這就使其在應用范圍上有著很大的局限。
◆H型鋼屬于高效經(jīng)濟裁面型材(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型鋼的翼緣進行了加寬，且內(nèi)、外表面通常是平行的，這樣可便于用高強度螺栓和其他構(gòu)件連接。其尺寸構(gòu)成系列合理，型號齊全，便于設計選用。
適用范圍 折疊
普通工字鋼，輕型工字鋼，由于截面尺寸均相對較高、較窄，故對截面兩個主袖的慣性矩相差較大，這就使其在應用范圍上有著很大的局限。工字鋼的使用應依據(jù)設計圖紙的要求進行選用。
尺寸設計 折疊
H型鋼屬于高效經(jīng)濟裁面型鋼材(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，這樣可便于用高強度螺栓和其他構(gòu)件連接。其尺寸構(gòu)成合理，型號齊全，便于設計選用。
在結(jié)構(gòu)設計中選用工字鋼應依據(jù)其力學性能，化學性能，可焊性能，結(jié)構(gòu)尺寸等選擇合理的工字鋼進行使用。
焊接工藝 折疊
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)，故須增設一組立式軋輥同時進行輥軋，因此，其軋制工藝和設備都比普通軋機復雜。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
標記記錄折疊編輯本段
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是用其腰高厘米數(shù)的阿拉伯數(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)格也可用型號表示，型號表示腰高的厘米數(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)議供應的熱軋普通工字鋼規(guī)格為12-55#。
計算公式折疊編輯本段
截面高度 H 工字鋼
工字鋼
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，對鄰近截面所產(chǎn)生的力矩沿順時針方向者為正，N;
f -- 撓度，向下變位者為正，mm;
θ -- 轉(zhuǎn)角，順時針方向旋轉(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，從梁的剪切應力考慮
第二，從彎曲正應力考慮。
從型鋼表中可以查到它的最大可用剪切強度T
Tmax=Q/Ib[BH^2/8-/8]
式中: Tmax為最大剪切強度。把可用剪切強度T代進去，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
正應力的計算:
Ysigma=M/W
M=最大彎矩=載荷乘距離
W=抗彎模量。
設Ysigma=允許的最大應力，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
求 250 mm × 118mm × 10mm 的工字鋼每 m 重量。從金屬材料手冊中查出該工字鋼 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 ) ]= 42.03kg
