中翼緣H型鋼

　　H型鋼是一種截面面積分配更加優(yōu)化、強重比更加合理的經(jīng)濟斷面高效型材，因其斷面與英文字母“H”相同而得名。由于H型鋼的各個部位均以直角排布，因此H型鋼在各個方向上都具有抗彎能力強、施工簡單、節(jié)約成本和結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用。

　　介紹

　　斷面形狀類似于大寫拉丁字母H的一種經(jīng)濟斷面型材，又叫萬能鋼梁、寬緣(邊)工字鋼或平行翼緣工字鋼。H型鋼的橫斷面通常包括腹板和翼緣板兩部分，又稱為腰部和邊部。

　　特點

　　H型鋼的翼緣內(nèi)外側(cè)平行或接近于平行，翼緣端部呈直角，因此而得名平行翼緣工字鋼。H型鋼的腹板厚度比腹板同樣高的普通工字鋼小，翼緣寬度比腹板同樣高的普通工字鋼大，因此又得名寬緣工字鋼。由形狀所決定，H型鋼的截面模數(shù)、慣性矩及相應(yīng)的強度均明顯優(yōu)于同樣單重的普通工字鋼。用在不同要求的金屬結(jié)構(gòu)中，不論是承受彎曲力矩、壓力負荷、偏心負荷都顯示出它的優(yōu)越性能，可較普通工字鋼大大提高承載能力，節(jié)約金屬10%～40%。H型鋼的翼緣寬、腹板薄、規(guī)格多、使用靈活，用于各種桁架結(jié)構(gòu)中可節(jié)約金屬15%～20%。由于其翼緣內(nèi)外側(cè)平行，緣端呈直角，便于拼裝組合成各種構(gòu)件，從而可節(jié)約焊接、鉚接工作量25%左右，能大大加快工程的建設(shè)速度，縮短工期。

　　用途

　　由于具有上述優(yōu)點，H型鋼應(yīng)用廣泛，主要用于：各種民用和工業(yè)建筑結(jié)構(gòu);各種大跨度的工業(yè)廠房和現(xiàn)代化高層建筑，尤其是地震活動頻繁地區(qū)和高溫工作條件下的工業(yè)廠房;要求承載能力大、截面穩(wěn)定性好、跨度大的大型橋梁;重型設(shè)備;高速公路;艦船骨架;礦山支護;地基處理和堤壩工程;各種機器構(gòu)件。

　　分類

　　H型鋼的產(chǎn)品規(guī)格很多，分類方法有以下幾種。(1)按產(chǎn)品的翼緣寬度分為寬翼緣、中翼緣和窄翼緣H型鋼。寬翼緣和中翼緣H型鋼的翼緣寬度B大于或等于腹板高度H。窄翼緣H型鋼的翼緣寬度B約等于腹板高度H的二分之一。(2)按產(chǎn)品用途分為H型鋼梁、H型鋼柱、H型鋼樁、極厚翼緣H型鋼梁。有時也將平行腿槽鋼和平行翼緣丁字鋼也列入H型鋼的范圍。一般以窄翼緣H型鋼作為梁材，以寬翼緣H型鋼作為柱材，據(jù)此又有梁型H型鋼和柱型H型鋼之稱。(3)按生產(chǎn)方式分為焊接H型鋼和軋制H型鋼。(4)按尺寸規(guī)格大小分為大、中、小號H型鋼。通常將腹板高度H在700mm以上的產(chǎn)品稱為大號、300～700mm的稱為中號，小于300mm的稱為小號。至1990年末，世界上最大的H型鋼腹板高度1200mm，翼緣寬度為530mm。

　　國際上，H型鋼的產(chǎn)品標(biāo)準分為英制系統(tǒng)和公制系統(tǒng)兩大類。美、英等國采用英制，中國、日本、德國和俄羅斯等國采用公制，盡管英制和公制使用的計量單位不同，但對H型鋼則大都用4個尺寸表示它們的規(guī)格，即：腹板高度h、翼緣寬度b、腹板厚度d和翼緣厚度t。盡管世界各國對H型鋼尺寸規(guī)格大小的表示方法不同。但所生產(chǎn)的產(chǎn)品尺寸規(guī)格范圍及尺寸公差相差不大。

　　生產(chǎn)方法

　　H型鋼可用焊接或軋制兩種方法生產(chǎn)。焊接H型鋼是將厚度合適的帶鋼裁成合適的寬度，在連續(xù)式焊接機組上將翼緣和腹板焊接在一起。焊接H型鋼有金屬消耗大、不易保證產(chǎn)品性能均勻、尺寸規(guī)格受限制等缺點。因此，H型鋼以軋制方法生產(chǎn)為主。在現(xiàn)代化的軋鋼生產(chǎn)中，使用萬能軋機軋制H型鋼。H型鋼的腹板在上下水平輥之間進行軋制，翼緣則在水平輥側(cè)面和立輥之間同時軋制成形。由于僅用萬能軋機尚不能對翼緣邊端施以壓下，這樣就需要在萬能機架后設(shè)置軋邊端機，俗稱軋邊機，以便對翼緣邊端給予壓下并控制翼緣寬度。在實際軋制操作中，把這兩座機架作為一組，使軋件往復(fù)通過若干次(圖2a)，或者是令軋件通過由幾架萬能機座和一兩架軋邊端機座組成的連軋機組，每道次施加一定的壓下量，將坯料軋成所需規(guī)格形狀和尺寸的產(chǎn)品。在軋件的翼緣部位，由于水平輥側(cè)面與軋件之間有滑動，軋輥的磨損比較大。為了保證重車后的軋輥能恢復(fù)原來的形狀，應(yīng)使粗軋機組上下水平輥的側(cè)面以及與其相對應(yīng)的立輥表面呈3°～8°的傾角。為修正成品翼緣的傾角，設(shè)置成品萬能軋機，又叫萬能精軋機，其水平輥側(cè)面與水平輥軸線垂直或有較小的傾斜角，一般不大于20′，立輥呈圓柱狀(圖2d)。

　　用萬能軋機軋制H型鋼，軋件斷面可得到較均勻的延伸，翼緣內(nèi)外側(cè)軋輥表面的速度差較小，可減輕產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力及外形上的缺陷。適當(dāng)改變?nèi)f能軋機的水平輥和立輥的壓下量，便能獲得不同規(guī)格的H型鋼。萬能軋機的軋輥外形，形狀簡單，壽命長，軋輥的消耗可大為減少。萬能軋機軋制H型鋼的最大優(yōu)點是： 同一尺寸系列只有腹板和翼緣的厚度尺寸是變化的，其余部位尺寸都是固定不變的。因此，同一萬能孔型軋制的同一系列H型鋼具有多種腹板和翼緣厚度尺寸規(guī)格，使H型鋼規(guī)格數(shù)量大為增加，為使用者選擇合適的尺寸規(guī)格帶來極大的方便。

　　在無萬能軋機的情況下，有時為了滿足生產(chǎn)建設(shè)的急需，也可將普通二輥式軋機加裝立輥框架，組成萬能孔型軋制H型鋼。用這種方式軋制H型鋼，產(chǎn)品尺寸精度低，翼緣同腹板之間難成直角，成本高，規(guī)格少，軋制柱材用H型鋼極為困難，故使用者不多。