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工業化制作程度高,以熱軋H型鋼為主的鋼結構工業化制作程度高,便于機械制造,集約化生產,精度高,安裝方便,質量易于保證,可以建成真正的房屋制作工廠、橋梁制作工廠、工業廠房制作工廠等。發展鋼結構,創造和帶動了數以百計的新興產業發展。工程施工速度快,占地面積小,且適合于全天候施工,受氣候條件影響小。用熱軋H型鋼制作的鋼結構的施工速度約為混凝土結構施工速度的2-3倍,資金周轉率成倍提高,降低財務費用,從而節省投資。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,故對截面兩個主袖的慣性矩相差較大,因此,一般僅能直接用于在其腹板平面內受彎的構件或將其組成格構式受力構件。對軸心受壓構件或在垂直于腹板平面還有彎曲的構件均不宜采用,這就使其在應用范圍上有著很大的限制。h型鋼屬于經濟裁面型材(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揮效能,提高承載能力。不同于普通工字型的是h型鋼的翼緣進行了加寬,且內、外表面通常是平行的,這樣可便于用高強度螺栓和其他構件連接。其尺寸構成系列合理,型號齊全,便于設計選用。
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。工字鋼都是軋制截面,由于生產工藝差,翼緣內邊有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),故須增設一組立式軋輥同時進行輥軋,因此,其軋制工藝和設備都比普通軋機復雜。國內可生產的軋制h型鋼高度為800mm,超過了只能是焊接組合截面。 我國熱軋H型鋼國標(GB/T11263-1998)將H型鋼分為窄翼緣、寬翼緣和鋼樁三類,其代號分別為hz、hk和hu。窄翼緣H型鋼適用于梁或壓彎構件,而寬翼緣h型鋼和h型鋼樁則適用于軸心受壓構件或壓彎構件。工字鋼與H型鋼相比,等重量前提下,w、 ix、 iy都不如h型鋼。
由于僅用 軋機尚不能對翼緣邊端施以壓下,這樣就需要在 機架后設置軋邊端機,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,使軋件往復通過若干次(圖2a),或者是令軋件通過由幾架 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,將坯料軋成所需規格形狀和尺寸的產品。在軋件的翼緣部位,由于水平輥側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原來的形狀,應使粗軋機組上下水平輥的側面以及與其相對應的立輥表面呈3°~8°的傾角。為修正成品翼緣的傾角,設置成品 軋機,又叫 精軋機,其水平輥側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
h型鋼主要用于工業與民用結構中的梁、柱構件。工業構筑物的鋼結構承重支架,地下工程的鋼樁及支護結構,石油化工及電力等工業設備結構,大跨度鋼橋構件,船舶、機械制造框架結構,火車、汽車、拖拉機大梁支架,港口傳送帶、高速擋板支架。
h型鋼結構強度高,同工字鋼相比,截面模數大,在承載條件相同時,可節約金屬10-15%。設計風格靈活、豐富。在梁高相同的情況下,鋼結構的開間可比混凝土結構的開間大50% ,從而使建筑布置更加靈活。結構自重輕,與混凝土結構自重相比輕,結構自重的降低,減少了結構設計內力,可使建筑結構基礎處理要求低,施工簡便,造價降低。結構穩定性高,以熱軋H型鋼為主的鋼結構,其結構科學合理,塑性和柔韌性好,結構穩定性高,適用于承受振動和沖擊載荷大的建筑結構,抗自然災害能力強,特別適用于一些多地震發生帶的建筑結構。增加結構有效使用面積,與混凝土結構相比,鋼結構柱截面面積小,從而可增加建筑有效使用面積,視建筑不同形式,能增加有效使用面積4-6%。省工省料,與焊接H型鋼相比,能明顯地省工省料,減少原材料、能源和人工的消耗,殘余應力低,外觀和表面質量好。便于機械加工,易于結構連接和安裝,還易于拆除和再用。采用H型鋼可以有效保護環境,和混凝土相比,可采用干式施工,產生的噪音小,粉塵少;由于自重減輕,基礎施工取土量少,對土地資源破壞小,此外大量減少混凝土用量,減少開山挖石量,有利于生態環境的保護;建筑結構使用壽命到期后,結構拆除后,產生的固體垃圾量小,廢鋼資源回收價值高。
軋機的軋輥外形,形狀簡單,壽命長,軋輥的消耗可大為減少。 軋機軋制H型鋼的 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 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格,使H型鋼規格數量大為增加,為使用者選擇合適的尺寸規格帶來極大的方便。
在無 軋機的情況下,有時為了滿足生產建設的急需,也可將普通二輥式軋機加裝立輥框架,組成 孔型軋制H型鋼。用這種方式軋制H型鋼,產品尺寸精度低,翼緣同腹板之間難成直角,成本高,規格少,軋制柱材用H型鋼極為困難,故使用者不多。[2]H型鋼是一種新型經濟建筑用鋼。H型鋼截面形狀經濟合理,力學性能好,軋制時截面上各點延伸較均勻、內應力小,與普通工字鋼比較,具有截面模數大、重量輕、節省金屬的優點,可使建筑結構減輕30-40%;又因其腿內外側平行,腿端是直角,拼裝組合成構件,可節約焊接、鉚接工作量達25%。常用于要求承截能力大,截面穩定性好的大型建筑(如廠房、高層建筑等),以及橋梁、船舶、起重運輸機械、設備基礎、支架、基礎樁等
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