工字鋼
鋼質(zhì)型材的一種,也稱鋼梁,是截面為工字形的長條鋼材--由此得名“工字鋼”。 工字鋼 規(guī)格及型號 其規(guī)格以腰高( h)×腿寬(b)×腰厚(d)的毫數(shù)表示,如“工160×88×6”,即表示腰高為160毫米,腿寬為88毫米,腰厚為6毫米的工字鋼。 標稱規(guī)格 工字鋼的規(guī)格也可用型號表示,型號表示腰高的厘米數(shù),如工16#。
工字鋼過去被稱為普通工字鋼,由于其翼緣寬度較小,工字鋼在腹板和底板連接出有弧度,使其對截面兩個主形心軸的慣性矩相差較大(IxIy),而H型鋼即為軋制寬翼緣工字鋼,這種型鋼與普通工字鋼相比,其翼緣內(nèi)外兩側(cè)無斜坡,相互平行,便于與其他構(gòu)件相連。翼緣寬度b與截面高度h較接近,因而對截面兩個主形心軸的慣性矩比較接近。工字型鋼和H型鋼雖然只是在細節(jié)上有些區(qū)別,但是細節(jié)往往會產(chǎn)生不同的結(jié)果。
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(nèi)受彎的構(gòu)件或?qū)⑵浣M成格構(gòu)式受力構(gòu)件。因而單獨使用時也只能用作一般的受彎構(gòu)件和偏壓構(gòu)件,如工作平臺中的次梁或偏壓柱等,當用作組合截面時,則可作主要的受壓構(gòu)件。
H型鋼屬于高效經(jīng)濟截面型材(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(fā)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,因為寬翼緣H型鋼兩個主軸方向慣性半徑相差不多,且內(nèi)、外表面通常是平行的,這樣可便于用高強度螺栓和其他構(gòu)件連接。其尺寸構(gòu)成合理系列,型號齊全,便于設(shè)計選用。窄翼緣H型鋼適用于梁或壓彎構(gòu)件,而寬翼緣H型鋼和H型鋼樁則適用于軸心受壓構(gòu)件或壓彎構(gòu)件。所以H型鋼是工字鋼的換代產(chǎn)品。但是工字鋼也不是一無是處,由于壁厚,翼緣是從外到內(nèi)有小變大,符合截面的實際受力情況,而且翼緣和腹板間是圓角,所以正常使用時不會發(fā)生局部失穩(wěn),沒有較大的集中力就不用驗算也不用加勁肋。
僅就工字鋼和焊接工字鋼在抗彎構(gòu)件計算公式上來講兩者是沒有差別的,但是從實際的角度出發(fā)考慮兩者是有較大的差別的;
1)首先從材質(zhì)上來講熱軋工字鋼是Q235的材質(zhì)沒有其他的材質(zhì)等級,而焊接工字鋼一般來講是Q345的材質(zhì)或者是更高的鋼材等級。
2)從截面的形式上來講熱軋工字鋼的腹板與翼緣都是較厚,其一是由于工藝的局限熱軋型鋼不太可能做到像鋼板那樣多的熱軋次數(shù),另外熱軋工字鋼其翼緣不可能像焊接工字鋼那樣做的那么符合力學模型,其截面模量及回轉(zhuǎn)半徑等都是一定值,可能造成浪費。(當然此時熱軋型鋼不用驗算局部穩(wěn)定,因為肯定是鋼材的設(shè)計應(yīng)力值小于局部穩(wěn)定應(yīng)力值)
3)從公式計算的角度來講,看兩者的截面屬性其應(yīng)用塑性發(fā)展系數(shù)也是不同的。
4)焊接工字鋼鋼板邊通常是火焰切割邊,熱軋鋼是有圓角的,所以在計算整體穩(wěn)定取截面類型或系數(shù)時會略有不同。
普工20a:
截面高度H=200mm;
截面寬度B=100mm;
翼緣厚度tf=11.4mm;
腹板厚度tw=7mm;
截面面積A=3555mm2;
慣性矩Ix=23690000mm4;
慣性矩Iy=1579000mm4;
截面模量Wx=236900mm3
普工20b:
截面高度H=200mm;
截面寬度B=102mm;
翼緣厚度tf=11.4mm;
腹板厚度tw=9mm;
截面面積A=3955mm2;
慣性矩Ix=25020000mm4;
慣性矩Iy=1690000mm4;
截面模量Wx=250200mm3;
截面模量Wy=33137mm3;
輕工20:
截面高度H=200mm;
截面寬度B=100mm;
翼緣厚度tf=8.4mm;
腹板厚度tw=5.2mm;
截面面積A=2680mm2;
慣性矩Ix=18400000mm4;
慣性矩Iy=1150000mm4;
截面模量Wx=184000mm3
輕工20a:
截面高度H=200mm;
截面寬度B=110mm;
翼緣厚度tf=8.6mm;
腹板厚度tw=5.2mm;
截面面積A=2890mm2;
慣性矩Ix=20300000mm4;
慣性矩Iy=1550000mm4;
截面模量Wx=203000mm3
熱軋等邊角鋼5#
b=50mm,d=3mm,r=5.5mm,截面面積2.971cm2,理論重量2.332公斤/米,外表面積0.197米2/米
b=50mm,d=4mm,r=5.5mm,截面面積3.897cm2,理論重量3.059公斤/米,外表面積0.197米2/米
b=50mm,d=5mm,r=5.5mm,截面面積4.803cm2,理論重量3.770公斤/米,外表面積0.196米2/米
b=50mm,d=6mm,r=5.5mm,截面面積5.688cm2,理論重量4.465公斤/米,外表面積0.196米2/米
輕槽12:
截面高度H=120mm;
截面寬度B=52mm;
翼緣厚度tf=4.8mm;
腹板厚度tw=7.8mm;
中和軸距離z0=15.4mm;
截面面積A=1330mm2;
慣性矩Ix=3010000mm4;
慣性矩Iy=312000mm4;
截面模量Wx=50167mm3;