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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。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)側沒有斜度。 它屬于經(jīng)濟斷面型鋼,是在四輥軋機上軋制的,所以又稱“工字鋼”。普通工字鋼、輕型工字鋼已經(jīng)形成標準。
孔型設計
(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,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,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),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。
應用特點
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)受彎的構件或將其組成格構式受力構件。對軸心受壓構件或在垂直于腹板平面還有彎曲的構件均不宜采用,這就使其在應用范圍上有著很大的局限。工字鋼廣泛地應用于建筑或其他金屬結構。
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。
在結構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,結構尺寸等選擇合理的工字鋼進行使用。[1]
規(guī)格型號
其規(guī)格以高