1簡(jiǎn)介
工字鋼也稱為鋼梁（英文名稱 I Beam)，是截面為工字形狀的長(zhǎng)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(jī)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(hào)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(hào)表示，型號(hào)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(hào)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#。
2普通工字鋼HW HM HN HEA HEB的區(qū)別
基本區(qū)別
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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，普通10#工字鋼相當(dāng)于國(guó)際上的I100（也比如10#槽鋼相當(dāng)于槽鋼U100）（因?yàn)楦鲊?guó)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不同，造成它們的規(guī)格有細(xì)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(zhǔn),HEB是德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的工字鋼，其中HW、HN工字鋼已廣泛在我國(guó)使用和生產(chǎn)。HEA HEB HEM 在許多德國(guó)設(shè)計(jì)圖上會(huì)看到，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上還很難購(gòu)買到。在國(guó)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(jìn)行焊接拼接而成。而量大的話，通?？紤]使用力學(xué)性能與之相當(dāng)?shù)腍W 、HN型鋼代替。
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(dòng)力荷載的框架結(jié)構(gòu)中用做框架梁;例如:設(shè)備平臺(tái)
HN 型鋼高度和翼緣寬度比例大于等于2; 主要用于梁
◆工字型鋼不論是普通型還是輕型的，由于截面尺寸均相對(duì)較高、較窄，故對(duì)截面兩個(gè)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(duì)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(jì)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(jìn)行了加寬，且內(nèi)、外表面通常是平行的，這樣可便于用高強(qiáng)度螺栓和其他構(gòu)件連接。其尺寸構(gòu)成系列合理，型號(hào)齊全，便于設(shè)計(jì)選用。
適用范圍
普通工字鋼，輕型工字鋼，由于截面尺寸均相對(duì)較高、較窄，故對(duì)截面兩個(gè)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(duì)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(jì)圖紙的要求進(jìn)行選用。
尺寸設(shè)計(jì)
H型鋼屬于高效經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(qiáng)度螺桂和其他構(gòu)件連接。其尺寸構(gòu)成合理，型號(hào)齊全，便于設(shè)計(jì)選用。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jìn)行使用。
焊接工藝
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(shí)進(jìn)行輥軋，因此，其軋制工藝和設(shè)備都比普通軋機(jī)復(fù)雜。國(guó)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
3計(jì)算公式
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(hào)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(duì)鄰近截面所產(chǎn)生的力矩沿順時(shí)針方向者為正，N；
f —— 撓度，向下變位者為正，mm；
θ —— 轉(zhuǎn)角，順時(shí)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。
Tmax=Q/Ib[BH^2/8-<(B-b)h^2>/8]
式中: Tmax為最大剪切強(qiáng)度。把可用剪切強(qiáng)度T代進(jìn)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(jì)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。
普通工字鋼規(guī)格表
W= 0.00785 ×[hd+2t （ b – d ） +0.615 （ R 2 – r 2 ） ]
h= 高
b= 腿長(zhǎng)
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(cè)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
規(guī)格
|
高度
|
腿寬
|
腰厚
|
理重
|
10#
|
100
|
68
|
4.5
|
11.261
|
12#
|
120
|
74
|
5
|
13.987
|
14#
|
140
|
80
|
5.5
|
16.89
|
16#
|
160
|
88
|
6
|
20.513
|
18#
|
180
|
94
|
6.5
|
24.143
|
20#a
|
200
|
100
|
7
|
27.929
|
20#b
|
200
|
102
|
9
|
31.069
|
22#a
|
220
|
110
|
7.5
|
33.07
|
22#b
|
220
|
112
|
9.5
|
36.524
|
25#a
|
250
|
116
|
8
|
38.105
|
25#b
|
250
|
118
|
10
|
42.03
|
28#a
|
280
|
122
|
8.5
|
43.492
|
28#b
|
280
|
124
|
10.5
|
47.888
|
30#a
|
300
|
126
|
9
|
48.084
|
30#b
|
300
|
128
|
11
|
52.794
|
32#a
|
320
|
130
|
9.5
|
52.717
|
32#b
|
320
|
132
|
11.5
|
57.741
|
32#c
|
320
|
134
|
13.5
|
62.765
|
36#a
|
360
|
136
|
10
|
60.037
|
36#b
|
360
|
138
|
12
|
65.689
|
36#c
|
360
|
140
|
14
|
71.341
|
40#a
|
400
|
142
|
10.5
|
67.598
|
40#b
|
400
|
144
|
12.5
|
73.878
|
40#c
|
400
|
146
|
14.5
|
80.158
|
45#a
|
450
|
150
|
11.5
|
80.42
|
45#b
|
450
|
152
|
13.5
|
87.485
|
45#c
|
450
|
154
|
15.5
|
84.55
|
56#a
|
560
|
166
|
12.5
|
106.316
|
56#b
|
560
|
168
|
14.5
|
115.108
|
56#c
|
560
|
170
|
16.5
|
123.9
|
63#a
|
630
|
176
|
13
|
121.407
|
63#b
|
630
|
178
|
15
|
131.298
|
63#c
|
630
|
180
|
17
|
141.189
|
