H型钢是土木工程中所用的梁或柱子的构建用钢材的总称,又称工字铁,因横截面如汉字“工”字而得名。由于H型钢的各个部位均以直角排布,因此H型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点,已被广泛应用。
H型钢是一种新型经济建筑用。H型钢截面形状经济合理,力学性能好,轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小,与普通工字钢比较,具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点,可使建筑结构减轻30-40%;又因其腿内外侧平行,腿端是直角,拼装组合成构件,可节约焊接、铆接工作量达25%。常用于要求承截能力大,截面稳定性好的大型建筑(如厂房、高层建筑等),以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等。
热轧H型钢设计风格灵活、丰富。在梁高相同的情况下,钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50%,从而使建筑布置更加灵活。
工程施工速度快,占地面积小,且适合于全天候施工,受气候条件影响小。用热轧H 型钢制作的钢结构的施工速度约为混凝土结构施工速度的2-3倍,资金周转率成倍提高,降低财务费用,从而节省投资。以我国上海浦东的“金贸大厦”为例,主体高达近400 m 的结构主体仅用不到半年时间就完成了结构封顶,而钢混结构则需要两年工期。
H型钢波浪可分为两种:一种是腰部呈搓衣板状的腹板波浪;另一种是腿端呈波峰波谷状的腿部波浪。两种波浪均能造成H型钢外形的破坏。波浪是由于在热轧过程中轧件各部延伸率不一致所造成的。当腰部延伸率大于腿部时,腰部延伸过大,而腿部延伸小,这样就形成腹板波浪,严重时还可将腰部拉裂。当腿部延伸过大,而腰部延伸小时,就产生腿部波浪。另外还有一种原因也可形成波浪。这就是当钢材断面特别是腰厚与腿厚设计比值不合理时,在钢材冷却过程中,较薄的部分先冷,较厚的部分后冷,在温度差作用下,在钢材内部形成很大的热应力,这也会造成波浪。