工字鋼也稱為鋼梁（英文名稱 I Beam)，是截面為工字形狀的長條鋼材。工字鋼分普通工字鋼和輕型工字鋼，H型鋼三種。工字鋼廣泛用于各種建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、車輛、支架、機械等。 普通工字鋼和輕型工字鋼的翼緣由根部向邊上逐漸變薄的，有一定的角度， 普通工字鋼和輕型工字鋼的型號是用其腰高厘米數(shù)的阿拉伯?dāng)?shù)字來表示，腹板、翼緣厚度和翼緣寬度不同其規(guī)格以腰高( h)×腿寬(b)×腰厚(d)的毫數(shù)表示，如“普工160×88×6”，即表示腰高為160毫米，腿寬為88毫米，腰厚為6毫米的普通工字鋼。/“輕工160×81×5”，即表示腰高為160毫米，腿寬為81毫米，腰厚為5毫米的輕型工字鋼。普通工字鋼的規(guī)格也可用型號表示，型號表示腰高的厘米數(shù)，如普工16#。腰高相同的工字鋼，如有幾種不同的腿寬和腰厚，需在型號右邊加a b c 予以區(qū)別，如普工32#a、32#b、32#c等。熱軋普通工字鋼的規(guī)格為10-63#。經(jīng)供需雙方協(xié)議供應(yīng)的熱軋普通工字鋼規(guī)格為12-55#。

工字鋼主要分為普通工字鋼、輕型工字鋼和H型鋼三種。

普通工字鋼、輕型工字鋼翼緣是變截面靠腹板部厚,外部薄; H型鋼：HW HM HN HEA HEB HEM 等工字鋼的翼緣是等截面

普通工字鋼、輕型工字鋼已經(jīng)形成國家標(biāo)準，普通10#工字鋼相當(dāng)于國際上的I100（也比如10#槽鋼相當(dāng)于槽鋼U100）（因為各國執(zhí)行的標(biāo)準不同，造成它們的規(guī)格有細微的差別）

H型工字鋼亦叫寬翼緣工字鋼，HW HM HN 源于歐洲標(biāo)準,HEB是德國標(biāo)準的工字鋼，其中HW、HN工字鋼已廣泛在我國使用和生產(chǎn)。HEA HEB HEM 在許多德國設(shè)計圖上會看到，在國內(nèi)市場上還很難購買到。在國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)工程中，如果量少則可以使用等規(guī)格的鋼板進行焊接拼接而成。而量大的話，通常考慮使用力學(xué)性能與之相當(dāng)?shù)腍W 、HN型鋼代替。

HW 工字鋼主要用于鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)柱中鋼芯柱,也稱勁性鋼柱;在鋼結(jié)構(gòu)中主要用于柱

HM 型鋼高度和翼緣寬度比例大致為1.33~~1.75 主要在鋼結(jié)構(gòu)中用做鋼框架柱在承受動力荷載的框架結(jié)構(gòu)中用做框架梁;例如:設(shè)備平臺

HN 型鋼高度和翼緣寬度比例大于等于2; 主要用于梁

普通工字鋼的用途相當(dāng)于HN型鋼;

◆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(nèi)受彎的構(gòu)件或?qū)⑵浣M成格構(gòu)式受力構(gòu)件。對軸心受壓構(gòu)件或在垂直于腹板平面還有彎曲的構(gòu)件均不宜采用，這就使其在應(yīng)用范圍上有著很大的局限。

◆H型鋼屬于高效經(jīng)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(fā)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(nèi)、外表面通常是平行的，這樣可便于用高強度螺栓和其他構(gòu)件連接。其尺寸構(gòu)成系列合理，型號齊全，便于設(shè)計選用。

普通工字鋼，輕型工字鋼，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(nèi)受彎的構(gòu)件或?qū)⑵浣M成格構(gòu)式受力構(gòu)件。對軸心受壓構(gòu)件或在垂直于腹板平面還有彎曲的構(gòu)件均不宜采用，這就使其在應(yīng)用范圍上有著很大的局限。工字鋼的使用應(yīng)依據(jù)設(shè)計圖紙的要求進行選用。

H型鋼屬于高效經(jīng)濟裁面型鋼材(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(fā)揮效能，提高承裁能力。不同于普通工字鋼的是H型鋼的翼緣進行了加寬，而且內(nèi)、外表面通常是平行的，這樣可便于用高強度螺桂和其他構(gòu)件連接。其尺寸構(gòu)成合理，型號齊全，便于設(shè)計選用。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中選用工字鋼應(yīng)依據(jù)其力學(xué)性能，化學(xué)性能，可焊性能，結(jié)構(gòu)尺寸等選擇合理的工字鋼進行使用。

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。普通工字鋼都是軋制截面，由于生產(chǎn)工藝差，翼緣內(nèi)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(shè)一組立式軋輥同時進行輥軋，因此，其軋制工藝和設(shè)備都比普通軋機復(fù)雜。國內(nèi)可生產(chǎn)的最大軋制H型鋼高度為800mm，超過了只能是焊接組合截面。

窄翼緣h型鋼適用于梁或壓彎構(gòu)件，而寬翼緣h型鋼和h型鋼樁則適用于軸心受壓構(gòu)件或壓彎構(gòu)件。普通工字鋼、輕型工字鋼與HW、HN型鋼相比，等重量前提下，w、 ix、 iy都不如H型鋼

截面寬度 B

腹板厚度 Tw

翼緣厚度 Tf

交接圓弧半徑 Rw

RA=RB=P/2

Mc=Mmax=Pl/4

fc=fmax=Pl^3/48EI

θA=θB=Pl^2/16EI

符號意義及單位

P —— 集中載荷，N；

q —— 均布載荷，N；

R —— 支座反力，作用方向向上者為正，N；

M —— 彎矩，使截面上部受壓，下部受拉者為正，Nm；

Q —— 剪力，對鄰近截面所產(chǎn)生的力矩沿順時針方向者為正，N；

f —— 撓度，向下變位者為正，mm；

θ —— 轉(zhuǎn)角，順時針方向旋轉(zhuǎn)者為正，°；

E —— 彈性模量，Gpa；

I —— 截面的軸慣性矩，m^4；

ξ=x/l，ζ=x'/l，α=a/l，β=b/l，γ=c/l

從兩方面考慮：

第一，從梁的剪切應(yīng)力考慮

第二，從彎曲正應(yīng)力考慮。

從型鋼表中可以查到它的最大可用剪切強度T

Tmax=Q/Ib[BH^2/8-<(B-b)h^2>/8]

式中: Tmax為最大剪切強度。把可用剪切強度T代進去，可算出梁的最大承受載荷。

Q為均布載荷

I為工字鋼的截面慣矩可在型鋼表中查得(cm^4).

B為工字鋼截面的最大寬度。

b為工字鋼截面的最小寬度

h為工字鋼最小寬度截面的高度。

H為工字鋼最大寬度截面的高度

正應(yīng)力的計算：

Ysigma=M/W

M=最大彎矩=載荷乘距離

W=抗彎模量。

設(shè)Ysigma=允許的最大應(yīng)力，可得出載荷的最大值。

W= 0.00785 ×[hd+2t （ b – d ） +0.615 （ R 2 – r 2 ） ]

h= 高

b= 腿長

d= 腰厚

t= 平均腿厚

R= 內(nèi)弧半徑

r= 端弧半徑

求 250 mm × 118mm × 10mm 的工字鋼每 m 重量。從金屬材料手冊中查出該工字鋼 t 為 13 ， R 為 10 ， r 為 5 ，則每 m 重量 = 0.00785 ×[250 ×10+2 ×13 × （ 118 –10 ） +0.615 × （ 10 2 –5 2 ） ]= 42.03kg