H型钢的种类 根据使用要求及断面设计特性,通常H型钢分为两大类:一类是作为梁型建筑构件用的H型钢;另一类是作为柱型(或桩型)建筑构件的H型钢。作为梁型构件的H型钢,其高度与腿宽之比为2∶1~3∶1,其规格一般从100mm×50mm~900mm×300mm。作为柱型构件的H型钢,其高度与腿宽之比为1∶1,其规格一般从100mm×100mm~400mm×400mm。H型钢高度80~1100mm,腿宽46~454mm,腰厚2.9~78mm,单重6~1086kg/m。 H型钢的生产工艺 H型钢的轧制方法按历史的顺序,可大致分为以下3类: (1)利用普通二辊或三辊式型钢轧机的轧制法; (2)利用一架轧机的轧制法; (3)利用多机架轧机的轧制法。 现代化H型钢生产方法 用多机架轧机轧制H型钢,这种方法在世界上已获得普遍采用,具体方法有格林法、萨克法、杰·普泼法等。 格林法 格林法的主要特点是采用开口式孔型,腰和腿部的加工是在开口式孔型中同时进行的。为有效地控制腿高和腿部加工的质量,格林认为立压必须作用在腿端,故把腿高的压缩放在与机架一起连轧的二辊式机架中进行。目前世界各国的轧边机多采用格林法。 采用格林法轧制H型钢其工艺大致如下:用初轧机或二辊式开坯机把钢锭轧成异形坯,然后把异形坯送往粗轧机和轧边机进行往复连轧,并在精轧机和轧边机上往复连轧成成品。格林法在进行立压时只是用水平辊与轧件腿端接触(腰部与水平辊不接触),这可使轧件腿端始终保持平直。这种方法其立辊多为圆柱形,而水平辊两侧略有斜度,在荒轧机组中,水平辊侧面有约9%的斜度。在精轧机组中水平辊侧面有2%~5%的斜度,不过精轧机组水平辊侧面斜度应尽量小,才能轧出平行的腿部。 1908年在美国伯利恒公司建的轧钢厂就是采用上述工艺流程,它由一架异形坯初轧机和两架紧接其后间距为90m的轧机所组成。每一架轧机包括一架机架和一架轧边机。 现代化的H型钢厂也广泛采用格林法设计。 萨克法 萨克法采用闭口式孔型,在此孔型中腿是倾斜配置的,为能后轧出平直腿部,必须在后一道中安置圆柱立辊的机架。萨克法的立压与格林法不同,它是把压力作用在腿宽方向上,而这容易引起轧件的移动,尤其是在闭口孔型中常常会因来料尺寸的波动,造成腿端凸出部分容易往外挤出形成耳子,影响成品质量。 在萨克法中的粗轧孔型,其水平辊侧面可采用较大斜度,这样可减少水平辊的磨耗,同时由于立辊是采用带锥度的,故可对腰腿同时进行延伸系数很大的压缩。这样可减少轧制道次和机架数量,有利于节约设备投资。 萨克法的主要工艺流程是:采用一架二辊式开坯机,将钢锭轧成具有工字形断面的异形坯,然后将异形坯送到由四辊机架和二辊立压机架所组成的可逆式连轧机组中进行粗轧,后在一架机架上轧出成品。荒轧机组水平辊侧面斜度为8%,中间机组水平辊侧面斜度为4%,在精轧机架中才将轧件腿部轧成平直,成品工字钢腿部斜度为1.5%左右。 杰·普泼法 杰·普泼法综合了格林法和萨克法的优点,即吸收了萨克法斜配孔型一次可获得较大延伸和格林法采用立压孔型便于控制腿宽的加工这两大优点。杰·普泼法的主要特点是荒轧采用萨克法斜配孔型,精轧采用格林法开口式孔型,在精轧轧机上首先用圆柱立辊和水平辊把腿部压平直,然后立辊离开,仅用水平辊压腿端,后在第二架精轧轧机上用水平辊和立辊对轧件进行全面加工。其工艺流程是:采用一架二辊可逆开坯机与两架串列布置的机架进行轧制,这架机架的水平辊带有7%的斜度,立辊锥度也为7%。在精轧轧机中,因工字钢品种的不同,孔型斜度也不一样,一般为1.5%~9%。在轧件通过第二个机架道次时,首先用柱形立辊把轧件腿部轧平直,然后在返回道次中立辊离开,仅用水平辊直压腿端。在后一架轧机上用水平辊和立辊对轧件进行全面加工成形。
H型钢的种类
根据使用要求及断面设计特性,通常H型钢分为两大类:一类是作为梁型建筑构件用的H型钢;另一类是作为柱型(或桩型)建筑构件的H型钢。作为梁型构件的H型钢,其高度与腿宽之比为2∶1~3∶1,其规格一般从100mm×50mm~900mm×300mm。作为柱型构件的H型钢,其高度与腿宽之比为1∶1,其规格一般从100mm×100mm~400mm×400mm。H型钢高度80~1100mm,腿宽46~454mm,腰厚2.9~78mm,单重6~1086kg/m。
按钢板的理论重量7.85kg/m计算,注:腹板翼板各加2公分(河北省计算法) 计算式:腹板:{1X(300-18+20)X6.5X7.85}/1000=15.4kg 翼板: {1X(150+20)x9x7.85x2}/1000=24.02kg 腹板+翼板=39.42kg 钢材理论重量计算的计量单位为公斤( kg )。 其基本公式为: W (重量, kg ) = F (断面积 mm2 )× L (长度, m )×ρ(密度, g/cm3 )× 1/1000 钢的密度为: 7.85g/cm3 各种钢材理论重量计算公式如下: 名称(单位):圆钢 盘条(kg/m) 计算公式:W= 0.006165 ×d 2 符号意义: d = 直径mm 计算举例:直径100 mm 的圆钢,求每m 重量。每m 重量= 0.006165 ×1002=61.65kg 名称(单位):螺纹钢(kg/m) 计算公式:W= 0.00617 ×d 2 符号意义:d= 断面直径mm 计算举例: 断面直径为12 mm 的螺纹钢,求每m 重量。每m 重量=0.00617 ×12 2=0.89kg 名称(单位):方钢(kg/m) 计算公式: W= 0.00785 ×a 2 符号意义: a= 边宽mm 计算举例:边宽20 mm 的方钢,求每m 重量。每m 重量= 0.00785 ×202=3.14kg 名称(单位):扁钢(kg/m) 计算公式: W= 0.00785 ×b ×d 符号意义: b= 边宽mm d= 厚mm 计算举例: 边宽40 mm ,厚5mm 的扁钢,求每m 重量。每m 重量= 0.00785 ×40 ×5= 1.57kg 名称(单位):六角钢(kg/m) 计算公式: W= 0.006798 ×s 2 符号意义: s= 对边距离mm 计算举例: 对边距离50 mm 的六角钢,求每m 重量。每m 重量= 0.006798 ×502=17kg 名称(单位):八角钢(kg/m) 计算公式: W= 0.0065 ×s 2 符号意义: s= 对边距离mm 计算举例: 对边距离80 mm 的八角钢,求每m 重量。每m 重量= 0.0065 ×802=41.62kg 名称(单位):等边角钢(kg/m) 计算公式:W= 0.00785 ×[d (2b – d )+0.215 (R2 – 2r 2 )] 符号意义: b= 边宽 d= 边厚 R= 内弧半径 r= 端弧半径 计算举例: 求20 mm ×4mm 等边角钢的每m 重量。从冶金产品目录中查出4mm ×20 mm 等边角钢的R 为3.5 ,r 为1.2 ,则每m 重量= 0.00785 ×[4 ×(2 ×20 – 4 )+0.215 ×(3.52 – 2 ×1.2 2 )]=1.15kg 名称(单位):不等边角钢(kg/m) 计算公式: W= 0.00785 ×[d (B+b – d )+0.215 (R2 – 2 r 2 )] 符号意义: B= 长边宽 b= 短边宽 d= 边厚 R= 内弧半径 r= 端弧半径 计算举例: 求30 mm ×20mm ×4mm 不等边角钢的每m 重量。从冶金产品目录中查出30 ×20 ×4 不等边角钢的R 为3.5 ,r 为1.2 ,则每m 重量= 0.00785 ×[4 ×(30+20 – 4 )+0.215 ×(3.52 – 2 ×1.2 2 )]=1.46kg 名称(单位):槽钢(kg/m) 计算公式: W=0.00785 ×[hd+2t (b – d )+0.349 (R2 – r 2 )] 符号意义: h= 高 b= 腿长 d= 腰厚 t= 平均腿厚 R= 内弧半径 r= 端弧半径 计算举例: 求80 mm ×43mm ×5mm 的槽钢的每m 重量。从冶金产品目录中查出该槽钢t 为8 ,R 为8 ,r 为4 ,则每m 重量=0.00785 ×[80 ×5+2 ×8 ×(43 – 5 )+0.349 ×(82–4 2 )]=8.04kg 名称(单位):工字钢(kg/m) 计算公式: W= 0.00785 ×[hd+2t (b – d )+0.615 (R2 – r 2 )] 符号意义: h= 高 b= 腿长 d= 腰厚 t= 平均腿厚 R= 内弧半径 r= 端弧半径 计算举例:求250 mm ×118mm ×10mm 的工字钢每m 重量。从金属材料手册中查出该工字钢t 为13 ,R 为10 ,r 为5 ,则每m 重量= 0.00785 ×[250 ×10+2 ×13 ×(118 –10 )+0.615 ×(102 –5 2 )]=42.03kg 名称(单位):钢板(kg/m2) 计算公式: W= 7.85 ×d 符号意义: d= 厚 计算举例: 厚度 4mm 的钢板,求每m2 重量。每m2 重量=7.85 ×4=31.4kg 名称(单位):钢管(kg/m) 计算公式:W= 0.02466 ×S (D – S ) 符号意义:D= 外径 S= 壁厚 计算举例: 外径为60 mm 壁厚4mm 的无缝钢管,求每m 重量。每m 重量= 0.02466 ×4 ×(60 –4 )=5.52kg
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。
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