H型鋼是一種截面面積分配更優化、強重比更合理的經濟斷面高效型材,因其斷面與英文字母“H”相同而得名。由于H型鋼的各個部位均以直角排布,因此在各個方向上均具有抗彎能力強、施工簡便、節約成本和結構重量輕等優點,已被廣泛應用。
H型鋼適用范圍
H型鋼主要用于工業與民用結構中的梁、柱構件。
工業構筑物的鋼結構承重支架
地下工程的鋼樁及支護結構
石油化工及電力等工業設備結構
大跨度鋼橋構件
船舶、機械制造框架結構
火車、汽車、拖拉機大梁支架
港口傳送帶、高速擋板支架
H型鋼是一種經濟斷面型鋼材,廣泛用于工業、建筑、橋梁、石油鉆井平臺等領域。據預測,2005年我國H型鋼需求量約250萬噸,2010年需求量達500萬噸,但目前我國H型鋼年生產能力僅為120萬噸,市場需求量非常巨大。
H型鋼介紹
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的鋼芯柱,也稱勁性鋼柱,在鋼結構中主要用于柱。
HM是H型鋼高度和翼緣寬度比例大致為1.33~1.75,主要在鋼結構中用作鋼框架柱,在承受動力荷載的框架結構中用作框架梁,例如設備平臺。
HN是H型鋼高度和翼緣寬度比例大于等于2,主要用于梁;工字鋼的用途相當于HN型鋼。
H型鋼的主要材質有Q235B、SM490、SS400、Q345、Q345B等。
結構介紹
H型鋼是一種新型經濟建筑用鋼。其截面形狀經濟合理,力學性能好,軋制時截面上各點延伸較均勻、內應力小。與普通工字鋼相比,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,腿端為直角,拼裝組合成構件,可節約焊接、鉚接工作量達25%。常用于要求承載能力大、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,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,使連接、加工、安裝更加簡便。
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約30%。
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%~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
01 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,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,這使其應用范圍受到很大局限。02 H型鋼屬于高效經濟截面型材(其他還有冷彎薄壁型鋼、壓型鋼板等),由于截面形狀合理,能使鋼材更高效地發揮效能,提高承載能力。不同于普通工字鋼的是,H型鋼的翼緣進行了加寬,且內、外表面通常平行,這樣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。03 H型鋼的翼緣均為等厚度,有軋制截面,也有由三塊板焊接組成的組合截面。面。工字鋼均為軋制截面,受生產工藝限制,其翼緣內側存在1:10的坡度。H型鋼的軋制工藝與普通工字鋼不同,并非僅使用一套水平軋輥,因其翼緣較寬且無斜度(或斜度很小),需增設一組立式軋輥進行同步軋制,因此其軋制工藝與設備均較普通軋機更為復雜。國內可生產的最大軋制H型鋼高度為800mm,超過此規格則需采用焊接組合截面。我國熱軋H型鋼國家標準(GB/T11263-1998)將H型鋼分為窄翼緣、寬翼緣和鋼樁三類,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或壓彎構件。與H型鋼相比,在同等重量條件下,工字鋼的截面模量、慣性矩等性能指標均不如H型鋼。
型鋼特點分析
結構強度高:與工字鋼相比,截面模數較大,在相同承載條件下,可節省金屬10%-15%。
設計風格靈活、豐富:在梁高相同的情況下,鋼結構開間可比混凝土結構開間增大50%,從而使得建筑布置更為靈活。
結構自重輕:與混凝土結構相比,自重顯著減輕,由此降低了結構設計內力,使建筑結構基礎處理要求降低,施工更為簡便,造價也隨之降低。
結構穩定性高:以熱軋H型鋼為主的鋼結構,結構科學合理,塑性和柔韌性優良,結構穩定性高,適用于承受較大振動和沖擊載荷的建筑結構,抗自然災害能力強,尤其適用于多地震地區。據統計,在世界上發生7級以上毀滅性大地震中,以H型鋼為主的鋼結構建筑受損程度最小。
增加結構有效使用面積:與混凝土結構相比,鋼結構柱截面面積較小,從而可增加建筑有效使用面積,根據不同建筑形式,可增加有效使用面積4%-6%。
省工省料:與焊接H型鋼相比,可顯著節省工料,減少原材料、能源和人工的消耗,殘余應力低,外觀和表面質量良好。
便于機械加工:易于結構連接及安裝,也便于拆除和再利用。
環保:采用H型鋼有利于環境保護,具體表現在三個方面:一是與混凝土相比,可采用干式施工,噪音小,粉塵少;二是由于自重減輕,基礎施工取土量減少,對土地資源破壞較小,此外大量減少混凝土用量,減少開山挖石量,有利于生態環境保護;三是建筑結構使用壽命到期后,結構拆除產生的固體垃圾量小,廢鋼資源回收價值較高。
工業化制作程度高:以熱軋H型鋼為主的鋼結構工業化制作程度高,便于機械制造,集約化生產,精度高,安裝方便,質量易于保證,可建成真正的房屋、橋梁、工業廠房等制作工廠。發展鋼結構,創造并帶動了數以百計的新興產業發展。
工程施工速度快:占地面積小,適合全天候施工,受氣候條件影響小。使用熱軋H型鋼制作的鋼結構施工速度約為混凝土結構的2-3倍,資金周轉率成倍提高,財務費用降低,從而節省投資。