結構介紹

H型鋼是一種新型經濟建筑用鋼。H型鋼截面形狀經濟合理，力學性能好，軋制時截面上各點延伸較均勻、內應力小，與普通工字鋼比較，具有截面模數大、重量輕、節省金屬的優點，可使建筑結構減輕30-40%；又因其腿內外側平行，腿端是直角，拼裝組合成構件，可節約焊接、鉚接工作量達25%。常用于要求承截能力大，截面穩定性好的大型建筑（如廠房、高層建筑等），以及橋梁、船舶、起重運輸機械、設備基礎、支架、基礎樁等。

H型鋼是由工字型鋼優化發展而成的一種斷面力學性能更為優良的經濟型斷面鋼材，尤其斷面與英文字母“H”相同而得名。其特點如下：

◆翼緣寬，側向剛度大。抗彎能力強，比工字鋼大約5%-10%。

◆翼緣兩表面相互平行使得連接、加工、安裝簡便。

◆與焊接工字鋼相比，成本低，精度高，殘余應力小，無需昂貴的焊接材料和焊縫檢測，節約鋼結構制作成本30%左右。

◆相同截面負荷下．熱軋H鋼結構比傳統鋼結構重量減輕15%-20%。

◆與砼結構相比，熱軋H鋼結構可增大6%的使用面積，而結構自重減輕20%一30%，減少結構設計內力。

◆H型鋼可加工成T型鋼，蜂窩梁可經組合形成各種截面形式，極大滿足工程設計與制作需求。

H型鋼與工字鋼的區別

一、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。

二、H型鋼屬于高效經濟裁面型材(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、外表面通常是平行的，這樣可便于用高強度螺栓和其他構件連接。其尺寸構成系列合理，型號齊全，便于設計選用。

三、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。工字鋼都是軋制截面，由于生產工藝差，翼緣內邊有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。國內可生產的大軋制h型鋼高度為800mm，超過了只能是焊接組合截面。

我國熱軋H型鋼國標（GB/T11263-1998）將H型鋼分為窄翼緣、寬翼緣和鋼樁三類，其代號分別為hz、hk和hu。窄翼緣H型鋼適用于梁或壓彎構件，而寬翼緣h型鋼和h型鋼樁則適用于軸心受壓構件或壓彎構件。工字鋼與H型鋼相比，等重量前提下，w、 ix、 iy都不如h型鋼。

H型鋼的產品規格很多，分類方法有以下幾種。(1)按產品的翼緣寬度分為寬翼緣、中翼緣和窄翼緣H型鋼。寬翼緣和中翼緣H型鋼的翼緣寬度B大于或等于腹板高度H。窄翼緣H型鋼的翼緣寬度B約等于腹板高度H的二分之一。(2)按產品用途分為H型鋼梁、H型鋼柱、H型鋼樁、極厚翼緣H型鋼梁。有時也將平行腿槽鋼和平行翼緣丁字鋼也列入H型鋼的范圍。一般以窄翼緣H型鋼作為梁材，以寬翼緣H型鋼作為柱材，據此又有梁型H型鋼和柱型H型鋼之稱。(3)按生產方式分為焊接H型鋼和軋制H型鋼。(4)按尺寸規格大小分為大、中、小號H型鋼。通常將腹板高度H在700mm以上的產品稱為大號、300～700mm的稱為中號，小于300mm的稱為小號。至1990年末，世界上的H型鋼腹板高度1200mm，翼緣寬度為530mm。斷面形狀類似于大寫拉丁字母H的一種經濟斷面型材，又叫鋼梁、寬緣(邊)工字鋼或平行翼緣工字鋼。H型鋼的橫斷面通常包括腹板和翼緣板兩部分，又稱為腰部和邊部

H型鋼的翼緣內外側平行或接近于平行，翼緣端部呈直角，因此而得名平行翼緣工字鋼。H型鋼的腹板厚度比腹板同樣高的普通工字鋼小，翼緣寬度比腹板同樣高的普通工字鋼大，因此又得名寬緣工字鋼。

由于其翼緣內外側平行，緣端呈直角，便于拼裝組合成各種構件，從而可節約焊接、鉚接工作量25%左右，能大大加快工程的建設速度，縮短工期。由于具有上述優點，H型鋼應用廣泛，主要用于：各種民用和工業建筑結構;各種大跨度的工業廠房和現代化高層建筑，尤其是地震活動頻繁地區和高溫工作條件下的工業廠房;要求承載能力大、截面穩定性好、跨度大的大型橋梁;重型設備;高速公路;艦船骨架;礦山支護;地基處理和堤壩工程;各種機器構件

由形狀所決定，H型鋼的截面模數、慣性矩及相應的強度均明顯優于同樣單重的普通工字鋼。用在不同要求的金屬結構中，不論是承受彎曲力矩、壓力負荷、偏心負荷都顯示出它的優越性能，可較普通工字鋼大大提高承載能力，節約金屬10%～40%。H型鋼的翼緣寬、腹板薄、規格多、使用靈活，用于各種桁架結構中可節約金屬15%～20%。

由于其翼緣內外側平行，緣端呈直角，便于拼裝組合成各種構件，從而可節約焊接、鉚接工作量25%左右，能大大加快工程的建設速度，縮短工期。由于具有上述優點，H型鋼應用廣泛，主要用于：各種民用和工業建筑結構;各種大跨度的工業廠房和現代化高層建筑，尤其是地震活動頻繁地區和高溫工作條件下的工業廠房;要求承載能力大、截面穩定性好、跨度大的大型橋梁;重型設備;高速公路;艦船骨架;礦山支護;地基處理和堤壩工程;各種機器構件

國際上，H型鋼的產品標準分為英制系統和公制系統兩大類。美、英等國采用英制，中國、日本、德國和俄羅斯等國采用公制，盡管英制和公制使用的計量單位不同，但對H型鋼則大都用4個尺寸表示它們的規格，即：腹板高度h、翼緣寬度b、腹板厚度d和翼緣厚度t。盡管世界各國對H型鋼尺寸規格大小的表示方法不同。但所生產的產品尺寸規格范圍及尺寸公差相差不大。

H型鋼可用焊接或軋制兩種方法生產。焊接H型鋼是將厚度合適的帶鋼裁成合適的寬度，在連續式焊接機組上將翼緣和腹板焊接在一起。焊接H型鋼有金屬消耗大、不易保證產品性能均勻、尺寸規格受限制等缺點。因此，H型鋼以軋制方法生產為主。在現代化的軋鋼生產中，使用軋機軋制H型鋼。H型鋼的腹板在上下水平輥之間進行軋制，翼緣則在水平輥側面和立輥之間同時軋制成形。由于僅用軋機尚不能對翼緣邊端施以壓下，這樣就需要在機架后設置軋邊端機，俗稱軋邊機，以便對翼緣邊端給予壓下并控制翼緣寬度。

在實際軋制操作中，把這兩座機架作為一組，使軋件往復通過若干次(圖2a)，或者是令軋件通過由幾架機座和一兩架軋邊端機座組成的連軋機組，每道次施加一定的壓下量，將坯料軋成所需規格形狀和尺寸的產品。在軋件的翼緣部位，由于水平輥側面與軋件之間有滑動，軋輥的磨損比較大。為了保證重車后的軋輥能恢復原來的形狀，應使粗軋機組上下水平輥的側面以及與其相對應的立輥表面呈3°～8°的傾角。為修正成品翼緣的傾角，設置成品軋機，又叫精軋機，其水平輥側面與水平輥軸線垂直或有較小的傾斜角，一般不大于20′，立輥呈圓柱狀

用軋機軋制H型鋼，軋件斷面可得到較均勻的延伸，翼緣內外側軋輥表面的速度差較小，可減輕產品的內應力及外形上的缺陷。適當改變軋機的水平輥和立輥的壓下量，便能獲得不同規格的H型鋼。軋機的軋輥外形，形狀簡單，壽命長，軋輥的消耗可大為減少。軋機軋制H型鋼的優點是： 同一尺寸系列只有腹板和翼緣的厚度尺寸是變化的，其余部位尺寸都是固定不變的。

因此，同一孔型軋制的同一系列H型鋼具有多種腹板和翼緣厚度尺寸規格，使H型鋼規格數量大為增加，為使用者選擇合適的尺寸規格帶來極大的方便。

在無軋機的情況下，有時為了滿足生產建設的急需，也可將普通二輥式軋機加裝立輥框架，組成孔型軋制H型鋼。用這種方式軋制H型鋼，產品尺寸精度低，翼緣同腹板之間難成直角，成本高，規格少，軋制柱材用H型鋼極為困難，故使用者不多。 

用軋機軋制H型鋼，軋件斷面可得到較均勻的延伸，翼緣內外側軋輥表面的速度差較小，可減輕產品的內應力及外形上的缺陷。適當改變軋機的水平輥和立輥的壓下量，便能獲得不同規格的H型鋼。軋機的軋輥外形，形狀簡單，壽命長，軋輥的消耗可大為減少。軋機軋制H型鋼的優點是： 同一尺寸系列只有腹板和翼緣的厚度尺寸是變化的，其余部位尺寸都是固定不變的。

因此，同一孔型軋制的同一系列H型鋼具有多種腹板和翼緣厚度尺寸規格，使H型鋼規格數量大為增加，為使用者選擇合適的尺寸規格帶來極大的方便。

在無軋機的情況下，有時為了滿足生產建設的急需，也可將普通二輥式軋機加裝立輥框架，組成孔型軋制H型鋼。用這種方式軋制H型鋼，產品尺寸精度低，翼緣同腹板之間難成直角，成本高，規格少，軋制柱材用H型鋼極為困難，故使用者不多。 

H型鋼分為熱軋H型鋼 和焊接H型鋼（H）兩種，熱軋H型鋼又分為寬翼緣H型鋼（HW） 中翼緣H型鋼(HM)和窄翼緣H型鋼（HN）三種。

HW 是H型鋼高度和翼緣寬度基本相等;主要用于鋼筋砼框架結構柱中鋼芯柱,也稱勁性鋼柱;在鋼結構中主要用于柱。

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