云南泛亚标准热轧H型钢规格 结构H型钢

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。

1、技术背景 在经济高速发展、基础设施和民用建筑建设规模不断扩大的背景下，在密集的城市中心开发利用地下空间成为一种必然。一些开挖深度较浅，土质条件较好的基坑往往采用拉森钢板桩作为挡土和止水结构，例如防波堤、护岸、船坞、码头、人工岛、船闸、地下隧道、路堤、挡土墙、防渗墙、地基加固等性工程和围堰、基坑围护等临时性工程。然而，在江、河内及周边软黏土地区进行围堰施工，往往由于拉森钢板桩的刚度不能满足安全性要求；而采用其他支护形式，例如钻孔灌注桩、SMW工法等虽可以满足设计要求，但施工成本显著增加且难以在滩涂、河流中施工。 为解决在软黏土地区基坑及围堰的支护，可以采用组合型钢钢板桩的支护形式，例如钢板结合H型钢、拉森钢板桩结合H型钢等（见图1、2），通过钢板或者拉森钢板桩的连续锁扣搭接形成一道连续密封的止水结构，同时在钢板桩内侧施工一排H型钢以满足整个支护结构的刚度及稳定性要求。  　      　 图1钢板和H型钢组合   图2拉森钢板桩和H型钢组合 　 2、应用实例 武汉市某工程位于汉口后湖地区，该项目为一河流明渠改箱涵工程。围堰基坑开挖深度约5~7m，围堰为狭长型，长约420m，宽约42m。为确保河流的正常通流，该围堰项目分东西两个区块先后进行。该区域上部淤泥质土、淤泥质粘土层深厚达12m~15m，地质条件较差，围护结构初步采用上部放坡，下部拉森钢板桩结合钢支撑支护，在河流中间分区部位北侧采用填土挡土坝作为临时反压土坝。经大量的分析计算，在局部软土层深厚区块采用拉森钢板桩难以满足强度及稳定性的要求，而其他支护形式如钻孔灌注桩等由于场地条件施工困难、造价昂贵，因而考虑采用组合型钢钢板桩这一支护形式，如下图3支护剖面图。   图中所示，围堰内插为15m长H500X300型钢，围堰外侧为9m长4号拉森钢板桩，在设计计算时，强度、变形及稳定性计算按H型钢单作为支护结构的模型计算，拉森钢板桩的抗力可以作为安全储备；而围堰的止水全部由拉森钢板桩承担，为满足围堰的止水性能，拉森钢板桩插入坑底以下软黏土地层不小于4m，且满足渗流稳定性的要求。因而图中H型钢的长度要远长于拉森钢板桩的长度。 为确保拉森钢板桩与H型钢的紧密贴合，满足组合型钢钢板桩整体性能，施工时必须确保质量，外侧钢板桩通过锁扣紧密搭接，施工H型钢时与钢板桩贴合紧密，在H型钢的上部翼缘板与拉森钢板桩满焊焊接牢固（如图4组合型钢钢板桩连接节点），以确保H型钢与拉森钢板桩的整体变形，提高组合型钢钢板桩的整体抗力性能。   3、小结 采用组合型钢钢板桩技术可以满足更深、更为复杂地质条件下的围堰工程，拉森钢板桩可以满足止水性要求，同时H型钢的高强度和刚度能满足各种不同深度和复杂地质条件下的基坑围护要求，可以根据支护结构刚度的不同采用不同型号的H型钢。施工H型钢和钢板桩时，可以采用震动冲击工艺，在噪音控制要求高的地区还可以采用静压植桩机技术，施工快捷、便利；且型钢组合钢板桩结构在施工完成后便可以直接开挖，施工效率高、工期短；在围堰工程完成后，H型钢和钢板桩可以回收并重复利用，不仅节约了钢材，降低了工程造价，且施工过程无泥浆污染问题，主体结构完成后型钢可以拔出回收，避免围护结构成为障碍物在地下。

在许多钢结构项目中，都涉及到钢梁开孔问题，比如吊装孔、吊挂孔、穿筋孔等等，这些都是现场便于施工的措施，或者是其他的构造要求，比如管道支架吊挂点等。而现行设计及施工规范说明应尽量避免型钢翼缘板开孔，这里在分析软件中对几种开孔情况进行简化的计算分析，比较直观的反映开孔对受力情况的影响。

因为不同项目结构形式，受力有差别，下面举一个简单算例来验证这个结论，这里直接取钢框架结构中一种常见的钢梁受力形式：两端固支梁（多为主梁）。
计算模型钢梁跨度取6M，主梁截面取H 400x200x8x12，材质为Q235B。

开孔位置分别取如下位置，尺寸为φ20圆孔。
为使截面强度利用率达到90%，经查表计算得主梁均布荷载值取70KN/m，在支座处负弯矩大，跨中处正弯矩大，弯矩大小：情况1<情况2<情况3。

根据以上条件在软件中建模加载（左图），进行网格划分（右图），网格在孔部位进行加密处理以提高此部位求解精度，后进行计算求解，
可以确认整体计算结果与理论计算基本吻合，翼缘板应力较大处出现在弯矩大的截面，也说明了H型钢翼缘板主要承受弯矩作用，下面观察三种情况的孔位处的应力分布情况：
由于模型建模加载以及计算模型的误差，所得结果数值度仅作为参考，但能一定程度上反映孔周边实际受力过程中出现的应力集中状况，观察三处孔周应力数值分布情况，可见应力集中处应力大小：情况1<情况2<情况3，与实际理论计算弯矩大小分布相吻合。

综上所述，钢梁弯矩大的截面处翼缘板开孔容易出现应力集中处应力大小超限的情况，可能导致钢梁局部塑性屈服破坏，严重的可能导致板材撕裂，这个是需要在设计及施工中应尽量避免出现的情况，如果无法避免则需要做好补强措施，局部加强截面以降低应力集中效应。

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，率成倍提高，降低财务费用，从而节省投资。

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