钢板的种类多样,主要可分为厚钢板、薄钢板以及扁钢三种类型。这些钢板的规格通常采用“一”符号结合宽度、厚度和长度的毫米数值来表示。例如,“一300x10x3000”这一标记意味着该钢板具有300毫米的宽度、10毫米的厚度以及3000毫米的长度。
厚钢板是指厚度超过4毫米的钢板,其宽度范围在600至3000毫米之间,长度则介于4至12米。薄钢板则相对较薄,厚度小于4毫米,宽度在500至1500毫米,长度从0.5米到4米不等。扁钢的厚度介于4至60毫米,宽度为12至200毫米,长度在3至9米之间。
钢板及钢带根据轧制方法的不同,可以分为冷轧板和热轧板两大类。若按照厚度划分,则可分为薄钢板(厚度不超过4毫米)、厚钢板(厚度在4至60毫米之间)以及特厚板(厚度超过60毫米)。
2.1 工字钢
工字钢是一种具有工字形截面的型材,其上下翼缘通常是齐头的。由于轧制工艺的限制,传统工字钢的翼缘外伸长度有限,并且翼缘内表面必须保持1:6的倾斜度,导致翼缘外薄内厚。这种结构使得工字钢在两个主平面内的截面特性(如惯性矩、截面模量和回转半径)存在显著差异,因此在实际应用中难以充分发挥钢材的强度。随着H型钢的轧制技术发展,工字钢逐渐被淘汰。
工字钢主要分为普通型、轻型以及翼缘宽三种类型,其型号用“工”符号和号数表示。号数代表截面高度的厘米数。例如,20号和32号以上的普通工字钢,在同一号数中又分为a、b和a、b、c三种类型,其腹板厚度和翼缘宽度均依次增加2毫米。如T36a表示截面高度为360毫米、腹板厚度为a类的普通工字钢。通常情况下,应优先选择腹板厚度最薄的a类工字钢,因为这类钢材重量较轻,而截面惯性矩相对较大。
由于工字钢在宽度方向的惯性矩和回转半径远小于高度方向,因此在应用上存在一定的局限性,一般适用于单向受弯构件。
槽钢主要分为普通槽钢和轻型槽钢两种。槽钢的型号用“[”符号和号数表示,号数同样代表截面高度的厘米数。例如,“[20”与“Q[20”分别代表截面高度为200毫米的普通槽钢和轻型槽钢。14号和24号以上的普通槽钢,在同一号数中同样分为a、b和a、b、c三种类型,其意义与工字钢相同。
标记示例:碳素结构钢Q235-A镇静钢,尺寸为180毫米x68毫米x7毫米的热轧槽钢标记如下:热轧槽钢[180x68x7-GB702-88,Q235-A-GB700-88。
角钢主要分为等边角钢和不等边角钢两种。
等边角钢:其相互垂直的两肢长相等,型号用“L”符号和肢宽x肢厚(毫米数)表示,如L100x10为肢宽100毫米、肢厚10毫米的等边角钢。
不等边角钢:其相互垂直的两肢长不相等,型号用“ ”符号和长肢宽x短肢宽x肢厚(毫米数)表示,如L100x80x8为长肢宽100毫米、短肢宽80毫米、肢厚8毫米的不等边角钢。
H型钢与工字钢的区别
(1) 翼缘宽,因此曾有宽翼缘工字钢的说法。
(2) 翼缘内表面无需斜度,上下表面平行。
(3) 从材料分布形式来看,工字钢截面中材料主要集中在腹板左右,愈向两侧延伸,钢材愈少,而轧制H型钢中,材料分布侧重在翼缘部分。
正因为如此,H型钢的截面特性明显优于传统的工、槽、角钢及其组合截面,使用时具有较好的经济效果。H型钢示意图及照片。
按现行国家标准《热轧H型钢和剖分T型钢》(GB/T11263-2005),H型钢分为四类,其代号如下:宽翼缘H型钢–HW(W为Wide英文字头),规格从100毫米x100毫米~400毫米x400毫米;中翼缘H型钢-HM(M为Middle英文字头),规格从100毫米~900毫米.规格从150毫米X100毫米~600毫米X300毫米:窄翠缘H型钢-HN(N为Narrow英文字头);薄壁H型钢–HT(T为Thin英文字头)。H型钢的规格标记采用:H与高度h值x宽度b值x腹板厚度t值x翼缘厚度t2值表示。如H800x300x14x26,即为截面高度为800毫米,翼缘宽度为300毫米,腹板厚度14毫米,翼缘厚度26毫米的H型钢。或表示方法是先用符号HWHM和HN表示H型钢的类别,后面加“高度(mm)x宽度(mm)”,例如HW300x300,即为截面高度为300毫米,翼缘宽度为300毫米的宽翼缘H型钢。
剖分T型钢(图)分为三类,其代号如下:宽翼缘部分T型钢–TW(W为Wide英文字头);中翼缘部分T型钢–TM(M为Middle英文字头);窄翼缘部分T型钢–TN(N为Narrow英文字头)。剖分T型钢系由对应的H型钢沿腹板中部对等剖分而成。剖分T型钢的规格标记采用:T与高度h值x宽度b值x腹板厚度t值x翼缘厚度t值表示。如T248x199x9x14,即为截面高度为248毫米,翼缘宽度为199毫米的,腹板厚度9毫米,翼缘厚度14mm的T型钢。也可用与H型钢类同的表示方法,如TN225x200即表示截面高度为225毫米,翼缘宽度为200毫米的窄翼缘剖分T型钢。
其中:h-高度;b-宽度;t1-腹板厚;t2-翼缘厚;cx-重心;r-圆角半径
钢管作为钢铁产品的重要组成部分,因其制造工艺及所用管坏形状的不同,可以分为无缝钢管(圆坏)和焊接钢管(板、带坏)两大类,见图。
钢结构中常用热轧无缝钢管和焊接钢管,焊接钢管由钢带卷焊而成,依据管径大小,又分为直缝焊和螺旋焊两种。直缝电焊钢管的规格为外径32~152毫米,壁厚为20~5.5毫米。国家标准为《直缝电焊钢管》(GB/T13793-2008)。结构用无缝钢管按国家标准《结构用无缝钢管》(GB/T8162-2008)规定,分热轧和冷拔两种,冷拔管只限于小管径,热轧无缝钢管外径为32~630毫米,壁厚为25~75毫米。
规格以外径x壁厚(mm)表示,如φ102×5。焊接钢管由钢带弯曲焊成,价格相对较低。钢管截面对称目面积分布合理,各方向的惯性矩和回转半径相同且较大,故受力性能尤其是轴心受压时较好,时其曲线外形使其对风、浪、冰的阻力较小,但价格较贵且连接构造常较复杂。
标记示例
用10号钢制造的外径为73毫米,壁厚为35毫米的钢管:热轧钢管,长度为3000毫米倍尺,10-73x35x3000倍-GB/T8162-1999。冷拔(轧)钢管,外径为高级精度,壁厚为普通级精度,长度为5000毫米,冷10-73高x35x5000-GB/T8162-1999。
钢结构的冷弯薄壁型钢由厚度1.5~6毫米热轧钢板或钢带经冷加工成型,同一截面各部分的厚度相同,截面各角顶处呈圆弧形。
冷弯型钢截面形式有等边角钢、卷边等边角钢、Z型钢、卷边Z型钢、槽钢、卷边槽钢等开口截面以及方形和矩形闭口截面。
冷弯型钢品种繁多,从截面形状分,有开口的、半闭口和闭口的,主要产品有冷弯槽钢、角钢、Z型钢、冷弯波形钢板、方管、矩形管,电焊异型钢管、卷帘门等。通常生产的冷弯型钢,厚度在6mm以下,宽度在500mm以下。
冷弯薄壁型钢的规格用字母“B”(薄)、形状符号和“长边宽(或高度)x短边宽(或宽度)x卷边宽度x厚度”(长短边宽相等时只注一个边宽,卷边宽度只用于卷边型钢)表示。如等边角钢BL60x2正方钢管B□60×2圆钢管60×2、不等边角钢BL60x40x2.5、长方钢管B口80x60x2槽钢BC120x40x25;卷边等边角钢BL60x20x2卷边不等边角钢BL60x40x20x2、卷边槽钢BC120x50x20x25、卷边Z型钢BZ120x50x20x25。
网架球节点分螺栓球节点和焊接球节点两大类,分别执行专业标准《钢网架螺栓球节点》(JG/T10-2009)和《钢网架焊接空心球节点》(JG/T11-2009)。
螺栓球节点的构成如图2-15所示,包括球、螺栓、封板、锥头、套筒、螺钉几部分。球的规格系列如表2-5所示。
焊接球节点分不加肋焊接空心球和加肋焊接空心球两种(图2-16),其表示方式为:
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