(工字钢)工字钢理论重量,工字钢理论重量计算公式

导读：

1.工字钢
目录：

• 简介
• 外形、长度、重量
• 用途
• 常见型号
• 产品特性
• 普通工字钢与轻型工字钢的区别

内容：

• 简介

工字钢也称为钢梁（英文名称 Universal Beam)，是截面为工字形状的长条钢材。工字钢分普通工字钢和轻型工字钢。是截面形状为工字型的型钢。我国主要是包钢、莱钢、武钢、马钢等较少几家钢厂生产。

• 外形、长度、重量

外形：弯曲度：工字钢高度小于或等于400MM时，每米弯曲度不得大于1.5MM，总弯曲度不得大于总长度的0.15%。高度大于400MM时，每米弯曲度不得大于1.0MM，总弯曲度不得大于总长度的0.1% 扭转：工字钢不得有显著扭转/
长度：通常长度：型号 10-18，通常长度 5- 19M ；型号20-63，通常长度 6-19 M。定尺，倍尺长度：工字钢按定尺或倍尺长度交货时，应在合同中注明。定尺和倍尺长度小于等于 8M ，其允许偏差为 + 40 MM；长度大于8M，其允许偏差为+80MM，长度大于8M时，每增加 1 M，允许偏差增加 5 MM，但是最大不得超过80MM。
重量：工字钢计算理论重量时，钢的密度为 7.85G/立方厘米 工字钢截面面积的计算公式为： HD+2T（B-D）+0.815（R平方-R1平方）

• 用途

主要应用于各种建筑结构、车辆、、桥梁支架、机械等，其功能为功能：支撑结构，结构型材，格栅地板，栏杆，天桥和工作平台，电缆分线架，工具手柄，变电所结构等等。
普通工字钢，轻型工字钢，由于截面尺寸均相对较高、较窄，故对截面两个主袖的惯性矩相差较大，这就使其在应用范围上有着很大的局限。工字钢的使用应依据设计图纸的要求进行选用。

• 常见型号

工字钢与其它种类的钢材一样，在出厂时就规定好了型号，不同材质、种类和规格的工字钢的型号是不同的，一般工字钢的型号代表着它们的材质、种类、规格等。工字钢的型号一般由一个阿拉伯数字和#字符组成，有时也会在后面多出一个小写的英文字母，例如，10#工字钢。在工字钢的型号中，阿拉伯字母一般代表工字钢的要高，单位是厘米，后面的一个字母代表同一腰高的工字钢中不同的腿宽和腰厚，例如普通工字钢有32#a、32#b、32#c等。
在生产建设中常用的普通工字钢的型号一般包括10#—63#的热轧工字钢，不同国家和地区已经出台了相关的标准了。

• 产品特性

（1）良好低化学和环境介质腐蚀性能。
（2）高强、轻质、抗冲击。
（3）绝缘性、透磁性佳。
（4）耐老化、寿命长、免维护。
（5）防火阻燃、绝缘隔热。
（6）安装、切割方便、迅速。
（7）可设计性强、外表美观。

• 普通工字钢与轻型工字钢的区别

普通钢铁加工成的就是普通工字钢，吕镁等轻质合金加工成的就是轻型工型钢。轻型工字钢与普通工字钢相比,当腰高相同时,腿较宽,腰和腿较薄,即宽腿薄壁。在保证承重能力的条件下,轻型工字钢较普通工字钢具有更好的稳定性,且节约金属,所以有较好的经济效果。
工字型钢不论是普通型还是轻型的，由于截面尺寸均相对较高、较窄，故对截面两个主袖的惯性矩相差较大，因此，一般仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。因而单独使用时也只能用作一般的受弯构件和偏压构件，如工作平台中的次梁或偏压柱等，当用作组合截面时,则可作主要的受压构件。
工字钢分普通型和轻型，与同一型号的普通工字钢相比，轻型工字钢的腰厚尺寸较小、重量较轻。腿宽尺寸则随型号大小的不同而异：型号小的（I32#以下），腿宽尺寸较普通工字钢小；型号大的（I40#以上），腿宽尺寸较普通工字钢大。

2. 工字钢的规格尺寸

规格表示方法
工字钢的规格可用其截面的主要轮廓尺寸（mm）来表示，即以腰高（h）*腿宽（b）*腰厚(d)的毫米数，如1160*88*6。工字钢规格也可用型号（号数）来表示，型号表示腰高的厘米数。腰高相同的工字钢，如有几种不高的腿宽和腰厚，需在型号右边加标码（也称角码）a或b或c予以区别。
标码的含义
按照标码a、b、c的顺序，同一型号工字钢的腿宽、腰厚尺寸依次增加。所以：
a—表示在工字钢同一型号中其腰最薄、腿最宽、每米理论重量最轻；
b—表示在工字钢同一型号中其腰厚、腿宽尺寸适中，每米理论重量适中；
c—表示在工字钢同一型号中其腰最厚、腿最宽，每米理论重量最重。
有关型号的说明
工字钢在型号前面可加符号“I”，型号后边右上角可加符号“#”，如132c#。

规格表：


 

3. 工字钢的来源

钢材是重要的工业原料和建筑材料，也是具有战略意义的物资之一，同时也是关系到一个国家或地区战略安全性的物资之一。钢材的种类有很多，不同材质、规格和型号的钢材具体的用途是不同的。由于钢材是一种比较基础的原材料，所以很多可能对它有一定的了解，尤其是一些应用十分广泛、生产生活中常见的钢材。钢材生产企业在把钢材生产好之后，都会对它们进行型号的的规定，我们可以通过钢材的型号了解钢材的种类，甚至了解它们的规格。下面就给大家介绍一下工字钢。
一般人对于钢管、钢丝、钢板、钢筋等钢材可能比较了解，但对于工字钢的了解可能比较少，这是因为工字钢在实际的生产和建设中的应用范围相对比较狭窄。工字钢顾名思义，是一种“工”字形截面型钢，上下翼缘内表面有倾斜度，一般为1：6，使得翼缘外薄而内厚，因此造成热轧工字钢在两个主平面的截面特性相差巨大，在应用中难以发挥钢材的强度特性。虽然热轧工字钢市场上也出现了加厚的工字钢，但热轧工字钢的结构已经决定了其抗扭性能短板。热轧工字钢截面受直压力好，耐拉，但是截面尺寸因翼板太窄，不能抗扭。在实际的应用中我们习惯把工字钢成为梁钢，这是因为工字钢较为主要的用途就是作为建筑物的梁的一种钢材。

4. 工字钢的承重计算

工字钢的受力分布是有其特征的，一般来讲，工字钢下表面受集中荷载的作用，集中荷载作用在工字钢长度的中间位置。而工字钢的上表面，无论是主梁还是次梁，均是承受均布荷载。做主梁用的工字钢的上表面也近似为承受均布荷载。理论上讲，工字钢高度越低，承载能力越低， 然而，长度和承载能力并不成比例增加，超过一个临界值（一般认为是8m）。用于静载试验的工字钢一般的长度是8到12米，和高度要匹配。
承载力是一个很大的范围，不同结构、不同受力特征，都有不同的承载力表达。一般说承载力由强度、整体稳定、局部稳定或疲劳等素决定。
计算公式
截面高度 H，截面宽度 B，腹板厚度 Tw，翼缘厚度 Tf，交接圆弧半径 Rw，
RA=RB=P/2，Mc=Mmax=Pl/4，fc=fmax=Pl^3/48EI，θA=θB=Pl^2/16EI
符号意义及单位
P —— 集中载荷 N；q —— 均布载荷 N；R —— 支座反力，作用方向向上者为正 N；M —— 弯矩，使截面上部受压，下部受拉者为正 Nm；Q —— 剪力，对邻近截面所产生的力矩沿顺时针方向者为正 N；f —— 挠度，向下变位者为正 mm；θ —— 转角，顺时针方向旋转者为正 °；E —— 弹性模量 Gpa；I —— 截面的轴惯性矩m^4；
ξ=x/l，ζ=x'/l，α=a/l，β=b/l，γ=c/l
从两方面考虑：
第一，从梁的剪切应力考虑
第二，从弯曲正应力考虑。
从型钢表中可以查到它的最大可用剪切强度T
Tmax=Q/Ib[BH^2/8-<(B-b)h^2>/8]
式中: Tmax为最大剪切强度。把可用剪切强度T代进去，可算出梁的最大承受载荷。
Q为均布载荷
I为工字钢的截面惯矩可在型钢表中查得(cm^4).
B为工字钢截面的最大宽度。
b为工字钢截面的最小宽度
h为工字钢最小宽度截面的高度。
H为工字钢最大宽度截面的高度
正应力的计算：
Ysigma=M/W
M=最大弯矩=载荷乘距离
W=抗弯模量。
设Ysigma=允许的最大应力，可得出载荷的最大值。
工字钢承重表：

5. 工字钢与H型钢的区别

工字钢翼缘是变戴面靠腹板部厚,外部薄; H型钢的翼缘是等截面。

H型工字钢亦叫宽翼缘工字钢，HW HM HN 源于欧洲标准,HEB是德国标准的工字钢，其中HW、HN工字钢已广泛在我国使用和生产。HW 是H型钢高度和翼缘宽度基本相等;主要用于钢筋砼框架结构柱中钢芯柱,也称劲性钢柱;在钢结构中主要用于柱;HM 是H型钢高度和翼缘宽度比例大致为1.33~~1.75 主要在钢结构中:用做钢框架柱在承受动力荷载的框架结构中用做框架梁;例如:设备平台;HN 是H型钢高度和翼缘宽度比例大于等于2; 主要用于梁。在国内钢结构工程中，如果量少则可以使用等规格的钢板进行焊接拼接而成。而量大的话，通常考虑使用力学性能与之相当的HW 、HN型钢代替。而工字钢的用用途相当于HN型钢。
工字钢过去被称为普通工字钢，由于其翼缘宽度较小，工字钢在腹板和底板连接出有弧度，使其对截面两个主形心轴的惯性矩相差较大(Ix>>Iy)，而H型钢即为轧制宽翼缘工字钢，这种型钢与普通工字钢相比，其翼缘内外两侧无斜坡，相互平行，便于与其他构件相连。翼缘宽度b与截面高度h较接近，因而对截面两个主形心轴的惯性矩比较接近。工字型钢和H型钢虽然只是在细节上有些区别，但是细节往往会产生不同的结果。
H型钢属于高效经济截面型材(其它还有冷弯薄壁型钢、压型钢板等)，由于截面形状合理，它们能使钢材更高地发挥效能，提高承载能力。不同于普通工字型的是H型钢的翼缘进行了加宽，因为宽翼缘H型钢两个主轴方向惯性半径相差不多，且内、外表面通常是平行的，这样可便于用高强度螺栓和其他构件连接。其尺寸构成合理系列，型号齐全，便于设计选用。窄翼缘H型钢适用于梁或压弯构件，而宽翼缘H型钢和H型钢桩则适用于轴心受压构件或压弯构件。所以H型钢是工字钢的换代产品。但是工字钢也不是一无是处，由于壁厚，翼缘是从外到内有小变大，符合截面的实际受力情况，而且翼缘和腹板间是圆角，所以正常使用时不会发生局部失稳，没有较大的集中力就不用验算也不用加劲肋。

来源：钢铁世界网
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