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工字鋼也稱為鋼梁（英文名稱 Universal Beam)，是截面為工字形狀的長條鋼材。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。

即 相應(yīng)的高度為10 cm—60 cm。在相同高度下，輕型工字鋼翼緣窄、腹板薄、重 量輕。寬翼緣工字鋼又稱H型鋼，斷面特點是兩腿平行，且腿內(nèi)側(cè)沒有斜度。 它屬于經(jīng)濟斷面型鋼，是在四輥萬能軋機上軋制的，所以又稱“萬能工字鋼”。普通工字鋼、輕型工字鋼已經(jīng)形成國家標(biāo)準(zhǔn)。

工字鋼的規(guī)格是用腰寬的厘米值來表示的，如10號工字鋼，其腰寬為10cm。工字鋼的種類有熱軋普通工字鋼、輕型工字鋼和寬平行腿工字鋼（H型鋼）。我國熱軋普通工字鋼的腰寬為100～630mm，表示為No.10～No.63，腿內(nèi)側(cè)壁斜度為1：6。軋制工字鋼的孔型系統(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開口腿同時處于軋輥軸線的同一側(cè)，腰與軋輥軸線平行的孔型系統(tǒng)。

其優(yōu)點是軋輥軸向力小，軸向竄動小，不需工作斜面，孔型占用輥身長度小，在輥身長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開口腿不同時處于腰部的同一側(cè)，腰與水平軸線有一夾角。

（3）混合孔型系統(tǒng)。根據(jù)軋機和產(chǎn)品的特點，為充分發(fā)揮各自系統(tǒng)的優(yōu)點，克服缺點，往往采用混合孔就使其在應(yīng)用范圍上有著很大的局限。工字鋼廣泛地應(yīng)用于建筑或 其他金屬結(jié)構(gòu)。

普通工字鋼，輕型工字鋼，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，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)計圖紙的要求進行選用。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中選用工字鋼應(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行使用。

其規(guī)格以高×腿厚×腰厚表示，也可用號數(shù) 表示規(guī)格的主要尺寸。如18號工字鋼，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，即 相應(yīng)的高度為10 cm—60 cm。

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。們的規(guī)格有細微的差別)

H型工字鋼亦叫寬翼緣工字鋼，HW HM HN 源于歐洲標(biāo)準(zhǔn),HEB是德國標(biāo)準(zhǔn)的工字鋼，其中HW、HN工字鋼已廣泛在我國使用和生產(chǎn)。HEA HEB HEM 在許多德國設(shè)計圖上會看到，在國內(nèi)市場上還很難購買到。在國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)工程中，如果量少則可以使用等規(guī)格的鋼板進行焊接拼接而成。而量大的話，通�？紤]使用力學(xué)性能與之相當(dāng)?shù)腍W 、HN型鋼代替。

HW 工字鋼主要用于鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)柱中鋼芯柱,也稱勁性鋼柱;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力荷載的框架結(jié)構(gòu)中用做框架梁;例如:設(shè)備平臺

HN 型鋼高度和翼緣寬度比例大于等于2; 主要用于梁

普通工字鋼的用途相當(dāng)于HN型鋼;

◆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。

合理，型號齊全，便于設(shè)計選用。

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較高、較窄，故對截面兩個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)計圖紙的要求進行選用。

折疊尺寸設(shè)計

H型鋼屬于高效經(jīng)濟裁面型鋼材(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，提高承裁能力。不同于普通工字鋼的是H型鋼的翼緣進行了加寬，而且內(nèi)、外表面通常是平行的，這樣可便于用高強度螺栓和其他構(gòu)件連接。其尺寸構(gòu)成合理，型號齊全，便于設(shè)計選用。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中選用工字鋼應(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，由于其翼緣較寬且無斜度(或斜度很小)，故須增設(shè)一組立式軋輥同時進行輥軋，因此，其軋制工藝和設(shè)備都比普通軋機復(fù)雜。國內(nèi)可生產(chǎn)的軋制H型鋼高度為800mm，超過了只能是焊接組合截面。

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。普通工字鋼、輕型工字鋼與HW、HN型鋼相比，等重量前提下，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是用其腰高厘米數(shù)的阿拉伯?dāng)?shù)字來表示，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

工字鋼

截面寬度 B

腹板厚度 Tw

翼緣厚度 Tf

交接圓弧半徑 Rw

RA=RB=P/2

P -- 集中載荷，N;

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，對鄰近截面所產(chǎn)生的力矩沿順時針方向者為正，N;

f -- 撓度，向下變位者為正，mm;

θ -- 轉(zhuǎn)角，順時針方向旋轉(zhuǎn)者為正，°;

E -- 彈性模量，Gpa;

I -- 截面的軸慣性矩，m^4;

ξ=x/l，ζ=x&＃39;/l，α=a/l，β=b/l，γ=c/l可用剪切強度T

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

式中: Tmax為剪切強度。把可用剪切強度T代進去，可算出梁的承受載荷。

Q為均布載荷

I為工字鋼的截面慣矩可在型鋼表中查得(cm^4).

B為工字鋼截面的寬度。

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)力的計算:

Ysigma=M/W

M=彎矩=載荷乘距離

W=抗彎模量。

設(shè)Ysigma=允許的應(yīng)力，可得出載荷的值。

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

d= 腰厚

t= 平均腿厚

R= 內(nèi)弧半徑

r= 端弧半徑

求 250 mm × 118mm × 10mm 的工字鋼每 m 重量。從金屬材料手冊中查出該工字鋼 t 為 13 ， R 為 10 ， r 為 5 ，則每 m 重量 = 0.00785 ×[250 ×10+2 ×13 × ( 118 –10 ) +0.615 × ( 10 2 –5 2 ) ]= 41.91kg

規(guī)格

高度

腿寬

腰厚

理重

10#

100

68

4.5

11.261

12#

120

160

88

6

20.513

18#

180

94

6.5

24.143

20#a

200

100

7

27.929

20#b

200

102

9

31.069

22#a

220

250

116

8

38.105

280

122

8.5

43.492

28#b

280

124

10.5

47.888

300

128

11

52.794

32#a

320

130

9.5

52.717

32#b

320

134

13.5

62.765

36#a

360

136

10

60.037

36#b

360

360

140

14

71.341

40#a

400

142

10.5

67.598

40#b

400

400

146

14.5

80.158

45#a

450

150

11.5

80.42

45#b

450

154

15.5

94.55

56#a

560

166

12.5

106.316

56#b

560

123.9

63#a

630

176

13

121.407

17

141.189

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