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H型钢

发布时间:2025-04-16人气:5

H型钢(H-beam)全面解析

H型钢是一种高效截面的型材,因横截面形状类似字母"H"而得名,具有抗弯能力强、稳定性高、施工便捷等特点,是现代钢结构建筑的核心材料之一。以下是详细分类和技术要点:


1. H型钢的核心优势

  • 力学性能优异:宽翼缘设计使抗弯性能远超工字钢,适合大跨度结构。

  • 稳定性好:翼缘等厚且平行,抗侧向失稳能力强。

  • 施工高效:可工厂预制,现场螺栓连接,减少焊接工作量。

  • 节约材料:同等承载力下比焊接组合梁节省钢材10%~20%。


2. 分类与标准

(1)按生产工艺

类型特点适用场景
热轧H型钢一次轧制成型,残余应力小重型结构、地震区建筑
焊接H型钢钢板焊接成型,可定制尺寸特殊规格、非标构件

(2)按翼缘宽窄(国标GB/T 11263)

类型代号翼缘特点应用案例
宽翼缘H型钢HW翼缘≈高度,强轴向受力钢结构柱、重型厂房框架
中翼缘H型钢HM翼缘≈(1.5~2)×腹板厚度工业平台、桥梁
窄翼缘H型钢HN翼缘较窄,抗弯主导屋面梁、轻型结构
薄壁H型钢HT厚度≤6mm,轻量化临时建筑、幕墙支撑

(3)按材质

  • Q235B:基础建筑结构(屈服强度≥235MPa)

  • Q355B:高层建筑/桥梁(屈服强度≥355MPa)

  • Q420C:超高层/大跨度(屈服强度≥420MPa)

  • 不锈钢H型钢:化工/海洋工程(如304/316L)


3. 规格表示方法

(1)国标表示法

  • HW400×400×13×21
    → 高度400mm × 宽度400mm × 腹板厚13mm × 翼缘厚21mm

  • HN300×150×6.5×9
    → 高度300mm × 宽度150mm × 腹板厚6.5mm × 翼缘厚9mm

(2)国际标准(ASTM A36)

  • W12×65
    → 高度12英寸(305mm) × 单位重量65磅/英尺(96.7kg/m)


4. 关键参数对比表

型号示例截面高度(mm)翼缘宽(mm)腹板厚(mm)理论重量(kg/m)惯性矩Ix(cm⁴)
HW200×200200200849.94720
HM300×2003002001056.811200
HN400×150400150855.818600

5. 典型应用场景

  • 超高层建筑:核心筒外框柱(常用HW400×400以上规格)

  • 工业厂房:行车梁(HM型抗弯+抗剪优化)

  • 桥梁工程:箱梁内加劲肋(HN型减轻自重)

  • 石油平台:导管架支撑(Q355以上高强钢)

  • 数据中心:模块化钢结构(预镀锌H型钢防腐)


6. 选型设计要点

(1)承载力计算

  • 抗弯验算:需满足 MϕbWxf
    Wx为截面模量,f为钢材抗弯强度)

  • 抗剪验算:腹板高度比(h₀/t_w)需符合规范限值

(2)稳定性控制

  • 局部稳定:翼缘宽厚比 bf/tf15235/fy

  • 整体稳定:长细比λ≤150(受压构件)

(3)节点设计

  • 刚性连接:翼缘对接焊+腹板高强螺栓

  • 铰接连接:腹板单剪板连接


7. 与工字钢的对比

对比项H型钢普通工字钢
翼缘特点宽且等厚窄且带斜坡
抗弯能力极强(惯性矩大)中等
抗扭性能较弱(需加横向支撑)更弱
加工成本热轧型价格高,焊接型灵活热轧型价格低

8. 特殊类型H型钢

  • 剖分T型钢:从H型钢沿腹板切割而成,用于桁架弦杆

  • 蜂窝H型钢:腹板开孔减重,适用于次梁结构

  • 耐火H型钢:涂覆防火涂料,满足90-180分钟耐火极限


如需具体型号的力学参数(如截面模量、回转半径)或承载计算,可提供以下信息:

  1. 跨度(米)

  2. 荷载类型(均布/集中荷载)

  3. 支撑条件(简支/固接)


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