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工字鋼也稱(chēng)為鋼梁（英文名稱(chēng) Universal Beam)，是截面為工字形狀的長(zhǎng)條鋼材。工字鋼分普通工字鋼和輕型工字鋼。是截面形狀為工字型的型鋼。

中文名 工字鋼 外文名 Universal Beam 別    稱(chēng)鋼梁 解    釋 截面為工字形狀的鋼材 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) GB/T 706-2008 學(xué)    科 冶金工程

工字鋼主要分為普通工字鋼、輕型工字鋼和寬翼緣工字鋼。按翼緣與腹板高度 比又分為寬幅、中幅、窄幅寬翼緣工字鋼。前二者生產(chǎn)的規(guī)格為10—60號(hào)，即 相應(yīng)的高度為10 cm—60 cm。在相同高度下，輕孔型系統(tǒng)有直軋孔型系統(tǒng)、斜軋孔型系統(tǒng)和混合孔型系統(tǒng)。此外，工字鋼還可以采用特殊軋法。

（1）直軋孔型系統(tǒng)。直軋孔型系統(tǒng)是指工字鋼孔型的兩個(gè)開(kāi)口腿同時(shí)處于軋輥軸線(xiàn)的同一側(cè)，腰與軋輥軸線(xiàn)平行的孔型系統(tǒng)。

其優(yōu)點(diǎn)是軋輥軸向力小，軸向竄動(dòng)小，不需工作斜面，孔型占用輥身長(zhǎng)度小，在輥身長(zhǎng)度一定的條件下可多配孔型。

（2）斜軋孔型系統(tǒng)。這種孔型系統(tǒng)是指工字鋼孔型的兩個(gè)開(kāi)口腿不同時(shí)處于腰部的同一側(cè)，腰與水平軸線(xiàn)有一夾角。

（3）混合孔型系統(tǒng)。根據(jù)軋機(jī)和產(chǎn)品的特點(diǎn)，為充分發(fā)揮各自系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，克服缺點(diǎn)，往往采用混合孔型系統(tǒng)，即兩種以上系統(tǒng)的組合。如成品孔和成品前孔采用直腿斜軋孔型系統(tǒng)，其他孔型采用彎腿斜軋系統(tǒng)；或者粗軋孔采用直軋系統(tǒng)，最后3～4個(gè)精軋孔采用直腿斜扎孔等。

（4）特殊軋法。由于某種原因采用通常的軋制方法難以軋出要求的工字鋼時(shí)，可采用特殊軋法，充分利用不均勻變形和孔型設(shè)計(jì)的技巧。例如，當(dāng)鋼坯斷面較窄而要求軋制較寬的工字鋼時(shí)，可采用波浪式軋法；又如當(dāng)坯料較寬而要求軋制較小號(hào)工字鋼時(shí)，可采用負(fù)寬展軋制等。

面兩個(gè)主袖的慣性矩相差較大，這就使其在應(yīng)用范圍上有著很大的局限。工字鋼的使用應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行選用。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中選用工字鋼應(yīng)依據(jù)其力學(xué)性能，化學(xué)性能，可焊性能，結(jié)構(gòu)尺寸等選擇合理的工字鋼進(jìn)行使用。

其規(guī)格以高×腿厚×腰厚表示，也可用號(hào)數(shù) 表示規(guī)格的主要尺寸。如18號(hào)工字鋼，表示高為18 cm的工字鋼。若高度相同 的工字鋼，則可在號(hào)數(shù)后面加注角碼a或b或c予以表示，如36a、36b、 36c等。它分為m。

工字鋼主要分為普通工字鋼、輕型工字鋼、低合金輕型工字鋼三種。

普通工字鋼、輕型工字鋼翼緣是變截面靠腹板部厚,外部薄; H型鋼:HW HM HN HEA HEB HEM 等工字鋼的翼緣是等截面

普通工字鋼、輕型工字鋼已經(jīng)形成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，普通10#工字鋼相當(dāng)于國(guó)際上的I100(也比如10#槽鋼相當(dāng)于槽鋼U100)(因?yàn)楦鲊?guó)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不同，造成它們的規(guī)格有細(xì)微的差別)

HW 工字鋼主要用于鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)柱中鋼芯柱,也稱(chēng)勁性鋼柱;在鋼結(jié)構(gòu)中主要用于柱

HM 型鋼高度和翼緣寬度比例大致為1.33~~1.75 主要在鋼結(jié)構(gòu)中用做鋼框架柱在承受動(dòng)力荷載的框架結(jié)構(gòu)中用做框架梁;例如:設(shè)備平臺(tái)

HN 型鋼高度和翼緣寬度比例大于等于2; 主要用于梁

尺寸均相對(duì)較高、較窄，故對(duì)截面兩個(gè)主軸的慣性矩相差較大，故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。對(duì)軸心受壓構(gòu)件或在垂直于腹板平面還有彎曲的構(gòu)件均不宜采用，這就使其在應(yīng)用范圍上有著很大的局限。

◆H型鋼屬于高效經(jīng)濟(jì)裁面型材(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(jìn)行了加寬，且內(nèi)、外表面通常是平行的，這樣可便于用高強(qiáng)度螺栓和其他構(gòu)件連接。其尺寸構(gòu)成系列合理，型號(hào)齊全，便于設(shè)計(jì)選用。

折疊適用范圍

普通工字鋼，輕型工字鋼，由于截面尺寸均相對(duì)較高、較窄，故對(duì)截面兩個(gè)主袖的慣性矩相差較大，這鋼板等)，由于截面形狀合理，它們能使鋼材更高地發(fā)揮效能，提高承裁能力。不同于普通工字鋼的是H型鋼的翼緣進(jìn)行了加寬，而且內(nèi)、外表面通常是平行的，這樣可便于用高強(qiáng)度螺栓和其他構(gòu)件連接。其尺寸構(gòu)成合理，型號(hào)齊全，便于設(shè)計(jì)選用。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中選用工字鋼應(yīng)依據(jù)其力學(xué)性能，化學(xué)性能，可焊性能，結(jié)構(gòu)尺寸等選擇合理的工字鋼進(jìn)行使用。

折疊焊接工藝

H型鋼的翼緣都是等厚度的，有軋制截面，也有由3塊板焊接組成的組合截面。普通工字鋼都是軋制截面，由于生產(chǎn)工藝差，翼緣內(nèi)邊有1:10坡度。H型鋼的軋制不同于普通工字鋼僅用一套水平軋輥，由于其量前提下，w、 ix、 iy都不如H型鋼

普通工字鋼和輕型工字鋼的翼緣由根部向邊上逐漸變薄的，有一定的角度，普通工字鋼和輕型工字鋼的型號(hào)是用其腰高厘米數(shù)的阿拉伯?dāng)?shù)字來(lái)表示，腹板、翼緣厚度和翼緣寬度不同其規(guī)格以腰高( h)×腿寬(b)×腰厚(d)的毫數(shù)表示，如"普工160×88×6"，即表示腰高為160毫米，腿寬為88毫米，腰厚為6毫米的普通工字鋼。/"輕工160×81×5"，即表示腰高為160毫米，腿寬為81毫米，腰厚為5毫米的輕型工字鋼。普通工字鋼的規(guī)格也可用型號(hào)表示，型號(hào)表示腰高的厘米數(shù)，如普工16#。腰高相同的工字鋼，如有幾種不同的腿寬和腰厚，需在型號(hào)右邊加a b c 予以區(qū)別，如普工32#a、32#b、32#c等。熱軋普通工字鋼

腹板厚度 Tw

翼緣厚度 Tf

交接圓弧半徑 Rw

RA=RB=P/2

Mc=Mmax=Pl/4

fc=fmax=Pl^3/48EI

θA=θB=Pl^2/16EI

q -- 均布載荷，N;

R -- 支座反力，作用方向向上者為正，N;

M -- 彎矩，使截面上部受壓，下部受拉者為正，Nm;

Q -- 剪力，對(duì)鄰近截面所產(chǎn)生的力矩沿順時(shí)針?lè)较蛘邽檎�，N;

f -- 撓度，向下變位者為正，mm;

θ -- 轉(zhuǎn)角，順時(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)者為正，°;

E -- 彈性模量，Gpa;

從兩方面考慮:

第一，從梁的剪切應(yīng)力考慮

第二，從彎曲正應(yīng)力考慮。

從型鋼表中可以查到它的可用剪切強(qiáng)度T

Tmax=Q/Ib[BH^2/8-<(b-b)h^2>/8]

式中: Tmax為剪切強(qiáng)度。把可用剪切強(qiáng)度T代進(jìn)去，可算出梁的承受載荷。

b為工字鋼截面的最小寬度

h為工字鋼最小寬度截面的高度。

H為工字鋼寬度截面的高度

正應(yīng)力的計(jì)算:

Ysigma=M/W

普通工字鋼規(guī)格表

W= 0.00785 ×[hd+2t ( b – d ) +0.615 ( R 2 – r 2 ) ]

h= 高

b= 腿長(zhǎng)

d= 腰厚

t= 平均腿厚

規(guī)格

高度

腿寬

腰厚

理重

10#

14#

140

80

5.5

16.89

16#

160

88

6

20.513

18#

180

20#b

200

102

9

31.069

22#a

220

110

7.5

25#a

250

116

8

38.105

25#b

250

118

10

42.03

43.492

28#b

280

124

10.5

47.888

30#a

300

126

9

48.084

30#b

52.717

32#b

320

132

11.5

57.741

32#c

320

134

13.5

62.765

36#a

360

138

12

65.689

36#c

360

140

14

67.598

40#b

400

144

12.5

73.878

40#c

400

146

14.5

80.158

45#a

450

150

13.5

87.485

45#c

450

154

15.5

94.55

56#a

560

14.5

115.108

56#c

560

170

16.5

123.9

63#a

630

15

17

141.189

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