H型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材,因其断面与英文字母“H”相同而得名。由于H型钢的各个部位均以直角排布,因此H型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点,已被广泛应用。 H型钢适用范围 H型钢主要用于工业与民用结构中的梁、柱构件。 ◆工业构筑物的钢结构承重支架 ◆地下工程的钢桩及支护结构 ◆石油化工及电力等工业设备结构 ◆大跨度钢桥构件 ◆船舶、机械制造框架结构 ◆火车、汽车、拖拉机大梁支架 ◆港口传送带、高速挡板支架 H型钢是一种经济型断面钢材,广泛用于工业、建筑、桥梁、石油钻井平台等方面,据预测2005年我国H型钢需求量约250万吨,2010年需求量500万吨,但目前我国H型钢年生产能力为120万吨,市场需求量非常巨 H型钢介绍 H型钢分为热轧H型钢 和焊接H型钢(H)两种,热轧H型钢又分为宽翼缘H型钢(HW) 中翼缘H型钢(HM)和窄翼缘H型钢(HN)三种。。 HW 是H型钢高度和翼缘宽度基本相等;主要用于钢筋砼框架结构柱中钢芯柱,也称劲性钢柱;在钢结构中主要用于柱 HM 是H型钢高度和翼缘宽度比例大致为1.33~~1.75 主要在钢结构中:用做钢框架柱在承受动力荷载的框架结构中用做框架梁;例如:设备平台 HN 是H型钢高度和翼缘宽度比例大于等于2,主要用于梁;工字钢的用途相当于HN型钢; H型钢的主要材质有Q235B、SM490、SS400、Q345 、Q345B等. 结构介绍 H型钢是一种新型经济建筑用钢。H型钢截面形状经济合理,力学性能好,轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小,与普通工字钢比较,具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点,可使建筑结构减轻30-40%;又因其腿内外侧平行,腿端是直角,拼装组合成构件,可节约焊接、铆接工作量达25%。常用于要求承截能力大,截面稳定性好的大型建筑(如厂房、高层建筑等),以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等。 H型钢是由工字型钢优化发展而成的一种断面力学性能更为优良的经济型断面钢材,尤其断面与英文字母“H”相同而得名。其特点如下: ◆翼缘宽,侧向刚度大。抗弯能力强,比工字钢大约5%-10%。 ◆翼缘两表面相互平行使得连接、加工、安装简便。 ◆与焊接工字钢相比,成本低,精度高,残余应力小,无需昂贵的焊接材料和焊缝检测,节约钢结构制作成本30%左右。 ◆相同截面负荷下.热轧H钢结构比传统钢结构重量减轻15%-20%。 ◆与砼结构相比,热轧H钢结构可增大6%的使用面积,而结构自重减轻20%一30%,减少结构设计内力。 ◆H型钢可加工成T型钢,蜂窝梁可经组合形成各种截面形式,极大满足工程设计与制作需求。 H型钢与工字钢的区别 01 工字型钢不论是普通型还是轻型的,由于截面尺寸均相对较高、较窄,故对截面两个主袖的惯性矩相差较大,因此,一般仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用,这就使其在应用范围上有着很大的局限。 02 H型钢属于高效经济裁面型材(其它还有冷弯薄壁型钢、压型钢板等),由于截面形状合理,它们能使钢材更高地发挥效能,提高承载能力。不同于普通工字型的是h型钢的翼缘进行了加宽,且内、外表面通常是平行的,这样可便于用高强度螺栓和其他构件连接。其尺寸构成系列合理,型号齐全,便于设计选用。 03 H型钢的翼缘都是等厚度的,有轧制截面,也有由3块板焊接组成的组合截面。工字钢都是轧制截面,由于生产工艺差,翼缘内边有1:10坡度。H型钢的轧制不同于普通工字钢仅用一套水平轧辊,由于其翼缘较宽且无斜度(或斜度很小),故须增设一组立式轧辊同时进行辊轧,因此,其轧制工艺和设备都比普通轧机复杂。国内可生产的大轧制h型钢高度为800mm,超过了只能是焊接组合截面。 我国热轧H型钢国标(GB/T11263-1998)将H型钢分为窄翼缘、宽翼缘和钢桩三类,其代号分别为hz、hk和hu。窄翼缘H型钢适用于梁或压弯构件,而宽翼缘h型钢和h型钢桩则适用于轴心受压构件或压弯构件。工字钢与H型钢相比,等重量前提下,w、 ix、 iy都不如h型钢。 型钢特点分析 1 结构强度高:同工字钢相比,截面模数大,在承载条件相同时,可节约金属10-15%。 2 设计风格灵活、丰富:在梁高相同的情况下,钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50% ,从而使建筑布置更加灵活。 3 结构自重轻:与混凝土结构自重相比轻,结构自重的降低,减少了结构设计内力,可使建筑结构基础处理要求低,施工简便,造价降低。 4 结构稳定性高:以热轧H型钢为主的钢结构,其结构科学合理,塑性和柔韧性好,结构稳定性高,适用于承受振动和冲击载荷大的建筑结构,抗自然灾害能力强,特别适用于一些多地震发生带的建筑结构。据统计,在世界上发生7级以上毁灭性大地震灾害中,以H型钢为主的钢结构建筑受害程度小。 5 增加结构有效使用面积:与混凝土结构相比,钢结构柱截面面积小,从而可增加建筑有效使用面积,视建筑不同形式,能增加有效使用面积4-6%。 6 省工省料:与焊接H型钢相比,能明显地省工省料,减少原材料、能源和人工的消耗,残余应力低,外观和表面质量好。 7 便于机械加工:易于结构连接和安装,还易于拆除和再用。 8 环保:采用H型钢可以有效保护环境,具体表现在三个方面:一是和混凝土相比,可采用干式施工,产生的噪音小,粉尘少;二是由于自重减轻,基础施工取土量少,对土地资源破坏小,此外大量减少混凝土用量,减少开山挖石量,有利于生态环境的保护;三是建筑结构使用寿命到期后,结构拆除后,产生的固体垃圾量小,废钢资源回收价值高。 9 工业化制作程度高:以热轧H型钢为主的钢结构工业化制作程度高,便于机械制造,集约化生产,精度高,安装方便,质量易于保证,可以建成真正的房屋制作工厂、桥梁制作工厂、工业厂房制作工厂等。发展钢结构,创造和带动了数以百计的新兴产业发展。 0 工程施工速度快:占地面积小,且适合于全天候施工,受气候条件影响小。用热轧H型钢制作的钢结构的施工速度约为混凝土结构施工速度的2-3倍,资金周转率成倍提高,降低财务费用,从而节省投资。
H型钢常用于要求承载能力大,截面稳定性好的大型建筑如:厂房、高层建筑以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等工程,H型钢能替代工字钢使用吗? H型钢和工字钢存在一些差别,H型钢做为一种新型经济建筑用材,因截面形状经济合理、力学性能好;轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小;与普通工字钢相比,具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点。可使建筑结构减轻30-40%;又因为H型钢腿内侧平行,腿端是直角,拆装组合成构件。可大大的节约焊接、铆接工作量。 所以H型钢可以代替工字钢使用,但是工字钢不能代替H型钢,因为工字钢的边长小,高度大,只能承受单方向的力。H型钢槽深,厚度大,可以承受两个方向的力。 随着钢结构建筑的发展需要,只有工字钢是不行的,就是加厚工字钢,用于承重柱容易失稳。工字钢只能用于横梁,而H型钢才能用于结构的承重柱。
常有人问到工字钢与H型钢形状相似,在实际运用中如何选择?很多从事多年建筑行业的人员都不能详解。
这里为大家做一个详尽的解答:很多人认为工字钢是国内的叫法,H型钢是国外的叫法,其实这个认知是错误的。H型钢和工字钢从形状上来说是不一样的工字钢如名所示,是一种“工”字形截面型钢,上下翼缘内表面有倾斜度,一般为1:6,使得翼缘外薄而内厚,因此造成工字钢在两个主平面的截面特性相差巨大,在应用中难以发挥刚才的强度特性。虽然工字钢市场上上也出现了加厚工字钢,但工字钢的结构已经决定了其抗扭性能短板。
H型钢是当今钢结构建筑中应用广泛的型材,它与工字钢相比有很多区别。首先是翼缘,其次翼缘内表面没有倾斜度,上下表面平行。H型钢的截面特性要明显优于传统的工字钢、槽钢和角钢。金属加工微信,内容不错,值得关注。H型钢,是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材,因其断面与英文字母“H”相同而得名。H型钢的两条外边内侧没有斜度,是平直的。这使得H型钢的焊接拼接比工字钢操作简单,单位重量的力学性能更好,可以节省大量的材料和施工时间。
工字钢截面受直压力好,耐拉,但是截面尺寸因翼板太窄,不能抗扭。H钢则反之,两者各有优劣。
H型钢生产工艺流程 为生产出质量好、成本低的H型钢,首先需要确定一个合理的生产工艺流程。 一般小号H型钢多选用方坯,大号H型钢多选用异形坯,方坯和异形坯可用连铸坯,也可由初轧直接供给。 钢坯在经过精整和称重后,装入步进式加热炉中加热到1200~1250℃出炉。步进式炉大多数采用双绝热滑轨和轴流式烧嘴,可对不同规格钢坯提供佳的温度控制,并节约燃料。 钢坯出炉后,先用1800MPa的高压水除鳞,然后被送入开坯机轧制。开坯机一般为两辊可逆式轧机,在开坯机上需要轧制7~13道左右,然后轧件被送往热锯,热锯只负责切去头尾未成形部分。后再把轧件送入万能粗轧机轧制,一般轧制数道后送入万能精轧机,轧一道后成形。这时还要再次切去头尾,并按定货要求把轧件切成定尺长度再送往冷床冷却。由于H型钢腿厚与腰厚之比较大,若采用平放容易因腰腿冷却速度不一致,造成腰部波浪,故一般多采用立冷。现在多数都采用步进式冷床,这不仅可以减少原来用链式拖运机构造成的缺陷,而且容易控制钢材冷却速度。经过冷却后的H型钢被送入矫直机矫直。由于H型钢断面模数较大,一般都采用8辊或9辊式矫直机矫直,矫正辊间距大可达2200mm,同时还需用卧矫进行补充矫直。钢材经矫直后被送到检查台检查尺寸、外形和表面质量,并根据标准做出标志,然后按不同等级、不同长度进行分类、堆垛和打捆后送入仓库。对不合格品按再处理品进行重矫后,用冷锯切断或修磨、焊补后再重新检查。 为提高轧机作业率、减少换辊时间,大多数厂采用快速换辊系统,即在生产的同时预先把下一个品种所需轧辊组装好。在换辊时只要把全部原机架拉出,换上已装好的新机架即可。每个机架都装有一个自动电器接线,以及冷却水、稀油和干油管接头及连接杆的定位连接装置。该装置拆接方便、迅速,整个换辊时间约20min。 为对生产工艺流程进行有效控制,现代化的H型钢厂都采用计算机控制。一般是三级控制系统,第一级用于生产组织管理,采用大型计算机进行DDC控制(直接数字控制);第二级是对生产过程的控制,即程序控制,程序控制计算机一般分两线控制,一线控制热轧作业区,一线控制精整作业区;第三级是对每道工序的控制,包括对加热、轧制、锯切等工序的控制,一般采用微型机进行控制。各工序微型机反应的生产信息通过中间计算机反映给各自的程序控制机,经程序控制机汇总分析后反映给控制机,控制机再根据生产标准要求发出下一步调整和控制的指令。 总之,由于计算机反应迅速,可以对产品质量信息及时进行收集处理,因此计算机控制是进行生产工艺控制的佳手段。
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