H型鋼簡介

        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(jì)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。

        H型鋼特點

        H型鋼是一種新型經(jīng)濟(jì)建筑用鋼。H型鋼截面形狀經(jīng)濟(jì)合理，力學(xué)性能好，軋制時截面上各點延伸較均勻、內(nèi)應(yīng)力小，與普通工字鋼比較，具有截面模數(shù)大、重量輕、節(jié)省金屬的優(yōu)點，可使建筑結(jié)構(gòu)減輕30-40%;又因其腿內(nèi)外側(cè)平行，腿端是直角，拼裝組合成構(gòu)件，可節(jié)約焊接、鉚接工作量達(dá)25%。常用于要求承截能力大，截面穩(wěn)定性好的大型建筑(如廠房、高層建筑等)，以及橋梁、船舶、起重運輸機械、設(shè)備基礎(chǔ)、支架、基礎(chǔ)樁等。

        H型鋼是由工字型鋼優(yōu)化發(fā)展而成的一種斷面力學(xué)性能更為優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)型斷面鋼材，尤其斷面與英文字母"H"相同而得名。其特點如下:

        ◆翼緣寬，側(cè)向剛度大。

        ◆抗彎能力強，比工字鋼大約5%-10%。

        ◆翼緣兩表面相互平行使得連接、加工、安裝簡便。

        ◆與焊接工字鋼相比，成本低，精度高，殘余應(yīng)力小，無需昂貴的焊接材料和焊縫檢測，節(jié)約鋼結(jié)構(gòu)制作成本30%左右。

        ◆相同截面負(fù)荷下.熱軋H鋼結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)重量減輕15%-20%。

        ◆與砼結(jié)構(gòu)相比，熱軋H鋼結(jié)構(gòu)可增大6%的使用面積，而結(jié)構(gòu)自重減輕20%一30%，減少結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)力。

        ◆H型鋼可加工成T型鋼，蜂窩梁可經(jīng)組合形成各種截面形式，極大滿足工程設(shè)計與制作需求。

        H型鋼生產(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(jìn)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，以便對翼緣邊端給子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，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。

        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。

        H型鋼生產(chǎn)概況

        早在1883年，美國的西蒙(L.Seamen)就提出了軋制H型鋼的軋機專利。這種軋機是利用原三輥式型鋼軋機加裝特殊導(dǎo)板，軋制翼緣內(nèi)側(cè)斜度較大的H型鋼。這是最早的軋制H型鋼。1902年德國建成了世界上第一套帶旋轉(zhuǎn)立輥和單獨設(shè)置軋邊端機架的工業(yè)性H型鋼軋機。這臺軋機的出現(xiàn)奠定了H型鋼軋機的基本形式。萬能軋機的建設(shè)可分為3個階段。1950年以前為第一階段。1950年至1970年為第二階段，萬能軋機在數(shù)量上有迅速發(fā)展。自1970年以后，由于計算機技術(shù)在工業(yè)上的成功應(yīng)用，牟L制工藝和軋機結(jié)構(gòu)得到了進(jìn)一步完善。世界各國紛紛建造各種新式萬能軋機，萬能軋機的建設(shè)躍入第三階段，出現(xiàn)了全連續(xù)萬能軋機。使用萬能軋機除軋制H型鋼外，還進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)品種以軋制鋼軌、槽鋼、角鋼、扁鋼及鋼樁，由此帶來了型鋼生產(chǎn)技術(shù)的重大發(fā)展。

        從工業(yè)先進(jìn)國家的情況看，H型鋼的出現(xiàn)使普通工字鋼、槽鋼和角鋼三大結(jié)構(gòu)用型材的用量發(fā)生了極大的變化。到1973年，日本H型鋼的產(chǎn)量開始躍居結(jié)構(gòu)用型鋼之首，其產(chǎn)量占全部型鋼產(chǎn)量的45％。其他工業(yè)發(fā)達(dá)國家的結(jié)構(gòu)用型鋼的構(gòu)成比例也有類似情況。從幾個主要產(chǎn)鋼國家的統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，1980年以來，H型鋼的產(chǎn)量約占鋼材總量的4％～7％。

        至1990年，世界上共有70余套H型鋼軋機。H型鋼的產(chǎn)量和用量最大的國家為日本，1991年達(dá)900萬t以上。在品種上，除常規(guī)H型產(chǎn)品外，還有腹板帶波浪的波紋腹板H型鋼、翼緣外側(cè)帶凸起花紋的H型鋼和耐候H型鋼，以滿足各種特殊條件下的建筑構(gòu)件的需求。腹板高度為600～1200mm的H型鋼則用尖角厚扁鋼(10～50mm×250～1200mm)焊接而成。新的H型鋼和尖角厚扁鋼可在一套萬能連軋機上生產(chǎn)。

        中國H型鋼生產(chǎn)始于20世紀(jì)70年代，當(dāng)時在內(nèi)蒙古包頭曾用普通軌梁軋機加裝立輥框架的方式生產(chǎn)過少量腹板高度為300mm的H型鋼以滿足急需。

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