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轧制工字钢的孔型系统有直轧孔型系统、斜轧孔型系统和混合孔型系统。此外,工字钢还可以采用特殊轧法。 (1)直轧孔型系统。直轧孔型系统是指工字钢孔型的两个开口腿同时处于轧辊轴线的同一侧,腰与轧辊轴线平行的孔型系统。 其优点是轧辊轴向力小,轴向窜动小,不需工作斜面,孔型占用辊身长度小,在辊身长度一定的条件下可多配孔型。 (2)斜轧孔型系统。这种孔型系统是指工字钢孔型的两个开口腿不同时处于腰部的同一侧,腰与水平轴线有一夹角。 (3)混合孔型系统。根据轧机和产品的特点,为充分发挥各自系统的优点,克服缺点,往往采用混合孔型系统,即两种以上系统的组合。如成品孔和成品前孔采用直腿斜轧孔型系统,其他孔型采用弯腿斜轧系统;或者粗轧孔采用直轧系统, 3~4个精轧孔采用直腿斜扎孔等。 (4)特殊轧法。由于某种原因采用通常的轧制方法难以轧出要求的工字钢时,可采用特殊轧法,充分利用不均匀变形和孔型设计的技巧。例如,当钢坯断面较窄而要求轧制较宽的工字钢时,可采用波浪式轧法;又如当坯料较宽而要求轧制较小号工字钢时,可采用负宽展轧制等。 工字型钢不论是普通型还是轻型的,由于截面尺寸均相对较高、较窄,故对截面两个主轴的惯性矩相差较大,故仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用,这就使其
高受到限制等情况。
图2是一种特殊型式的组合梁,由轧制工字钢经火焰切割后再错位焊接,焊接后梁高大于原工字钢(增加六角形孔高的一半),从而提高了梁的承载能力和抗弯刚度;由于腹板上有形似蜂窝的六角形孔,故名蜂窝梁。钢梁截面的大小都须经计算确定,并满足强度、整体稳定和刚度三个主要要求。前两个保证钢梁在使用中的,后者保证不会产生过大的变形以利正常使用。组合梁的截面尺寸除满足上述三项要求外,还必须满足各组成件的局部稳定要求。热轧型钢截面的厚度较大,局部稳定一般可以得到保证。
强度
钢梁的强度包括抵抗弯曲、剪切以及竖向局部承压的能力。抗弯能力可由材料力学中的弯曲应力公式求得(见梁的基本理论)。当按弹性阶段设计时,取计算截面的边缘纤维应力达到钢材的屈服点作为极限状态。边缘纤维应力达到屈服点后,梁实际上还可继续承受荷载。随着荷载的继续加大, 弯矩所在截面上的塑性变形沿截面从边缘向中央不断发展和扩大, 在该截面处形成塑性铰。梁上出现使梁成为可动机构的一定数量的塑性铰后,梁即到达抗弯的极限状态而破坏。当按塑性设计时,考虑梁上形成塑性铰及由此引起的内力重分布。采用塑性设计的钢梁,与按弹性阶段设计的梁相比较,可减小截面尺寸,节省钢材,但一般只适用于受静力荷载的热轧型钢梁和等截面焊接组合梁,同时组合梁板件的宽厚比应有较严格的限制,以免板件局部失稳而降低梁的承载能力。
钢梁的抗剪能力
钢梁的抗剪能力,也可按材料力学中的有关公式计算。为了简
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能用于横梁,而H型钢才能用于结构的承重柱。
式中,h为高,b为腿长,d为腰厚,t为平均腿厚,R为内弧半径,r为端弧半径
例子:1、 工字钢的边长小,高度大,只能承受单方向的力。 H型钢槽深,厚度大,可以承受两个方向的力。
2、工字钢只能用于横梁,而H型钢才能用于结构的承重柱。
3、 H型钢是一种断面力学性能较工字钢优良的经济型断面钢材,因其断面的形状与英文字母“H”相同而得名。热轧H型钢的翼缘比工字钢宽、侧向刚度大、抗弯能力强。同等规格下H型钢理重较工字钢轻。
4、工字钢翼缘是变戴面靠腹板部厚,外部薄;H型钢的翼缘是等戴面。
工字型钢不论是普通型还是轻型的,由于截面尺寸均相对较高、较窄,故对截面两个主袖的惯性矩相差较大,因此,一般仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用,这就使其在应用范围上有着很大的局限。
h型钢属于经济裁面型材(其它还有冷弯薄壁型钢
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