钢材知识：工字钢

      工字钢也称为钢梁（英文名称 Universal Beam)，是截面为工字形状的长条钢材。工字钢分普通工字钢和轻型工字钢。是截面形状为工字型的型钢。

 

一、分类

      工字钢主要分为普通工字钢、轻型工字钢和宽翼缘工字钢。按翼缘与腹板高度 比又分为宽幅、中幅、窄幅宽翼缘工字钢。前二者生产的规格为10—60号，即 相应的高度为10 cm—60 cm。在相同高度下，轻型工字钢翼缘窄、腹板薄、重 量轻。宽翼缘工字钢又称H型钢，断面特点是两腿平行，且腿内侧没有斜度。 它属于经济断面型钢，是在四辊万能轧机上轧制的，所以又称“万能工字钢”。普通工字钢、轻型工字钢已经形成国家标准。

 

二、孔型设计

      工字钢的规格是用腰宽的厘米值来表示的，如10号工字钢，其腰宽为10cm。工字钢的种类有热轧普通工字钢、轻型工字钢和宽平行腿工字钢（H型钢）。我国热轧普通工字钢的腰宽为100～630mm，表示为No.10～No.63，腿内侧壁斜度为1：6。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，最后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。

 

三、应用特点

      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，这就使其在应用范围上有着很大的局限。工字钢广泛地应用于建筑或 其他金属结构。

      普通工字钢，轻型工字钢，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，这就使其在应用范围上有着很大的局限。工字钢的使用应依据设计图纸的要求进行选用。

      在结构设计中选用工字钢应依据其力学性能，化学性能，可焊性能，结构尺寸等选择合理的工字钢进行使用。

 

四、规格型号

      其规格以高×腿厚×腰厚表示，也可用号数 表示规格的主要尺寸。如18号工字钢，表示高为18 cm的工字钢。若高度相同 的工字钢，则可在号数后面加注角码a或b或c予以表示，如36a、36b、 36c等。它分为普通工字钢、轻型工字钢和宽翼缘工字钢。按翼缘与腹板高度 比又分为宽幅、中幅、窄幅宽翼缘工字钢。前二者生产的规格为10—60号，即 相应的高度为10 cm—60 cm。

 

 

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