H型鋼

斷面形狀類似於大寫拉丁字母H的一種經濟斷面型材，又叫萬能鋼樑、寬緣(邊)工字鋼或平行翼緣工字鋼。H型鋼的橫斷面通常包括腹板和翼緣板兩部分，又稱為腰部和邊部。

H型鋼的翼緣內外側平行或接近於平行，翼緣端部呈直角，因此而得名平行翼緣工字鋼。H型鋼的腹板厚度比腹板同樣高的普通工字鋼小，翼緣寬度比腹板同樣高的普通工字鋼大，因此又得名寬緣工字鋼。由形狀所決定，H型鋼的截面模數、慣性矩及相應的強度均明顯優於同樣單重的普通工字鋼。用在不同要求的金屬結構中，不論是承受彎曲力矩、壓力負荷、偏心負荷都顯示出它的優越性能，可較普通工字鋼大大提高承載能力，節約金屬10%～40%。H型鋼的翼緣寬、腹板薄、規格多、使用靈活，用於各種桁架結構中可節約金屬15%～20%。由於其翼緣內外側平行，緣端呈直角，便於拼裝組合成各種構件，從而可節約焊接、鉚接工作量25%左右，能大大加快工程的建設速度，縮短工期。

由於具有上述優點，H型鋼應用廣泛，主要用於：各種民用和工業建築結構；各種大跨度的工業廠房和現代化高層建築，尤其是地震活動頻繁地區和高溫工作條件下的工業廠房；要求承載能力大、截面穩定性好、跨度大的大型橋樑；重型設備；高速公路；艦船骨架；礦山支護；地基處理和堤壩工程；各種機器構件。

H型鋼的產品規格很多，分類方法有以下幾種。(1)按產品的翼緣寬度分為寬翼緣、中翼緣和窄翼緣H型鋼。寬翼緣和中翼緣H型鋼的翼緣寬度B大於或等於腹板高度H。窄翼緣H型鋼的翼緣寬度B約等於腹板高度H的二分之一。(2)按產品用途分為H型鋼樑、H型鋼柱、H型鋼樁、極厚翼緣H型鋼樑。有時也將平行腿槽鋼和平行翼緣丁字鋼也列入H型鋼的範圍。一般以窄翼緣H型鋼作為梁材，以寬翼緣H型鋼作為柱材，據此又有梁型H型鋼和柱型H型鋼之稱。(3)按生產方式分為焊接H型鋼和軋制H型鋼。(4)按尺寸規格大小分為大、中、小號H型鋼。通常將腹板高度H在700mm以上的產品稱為大號、300～700mm的稱為中號，小於300mm的稱為小號。至1990年末，世界上最大的H型鋼腹板高度1200mm，翼緣寬度為530mm。

國際上，H型鋼的產品標準分為英制系統和公制系統兩大類。美、英等國採用英制，中國、日本、德國和俄羅斯等國採用公制，儘管英制和公制使用的計量單位不同，但對H型鋼則大都用4個尺寸表示它們的規格，即：腹板高度h、翼緣寬度b、腹板厚度d和翼緣厚度t。儘管世界各國對H型鋼尺寸規格大小的表示方法不同。但所生產的產品尺寸規格範圍及尺寸公差相差不大。

H型鋼可用焊接或軋制兩種方法生產。焊接H型鋼是將厚度合適的帶鋼裁成合適的寬度，在連續式焊接機組上將翼緣和腹板焊接在一起。焊接H型鋼有金屬消耗大、不易保證產品性能均勻、尺寸規格受限制等缺點。因此，H型鋼以軋制方法生產為主。在現代化的軋鋼生產中，使用萬能軋機軋制H型鋼。H型鋼的腹板在上下水平輥之間進行軋制，翼緣則在水平輥側面和立輥之間同時軋製成形。由於僅用萬能軋機尚不能對翼緣邊端施以壓下，這樣就需要在萬能機架後設置軋邊端機，俗稱軋邊機，以便對翼緣邊端給予壓下並控制翼緣寬度。在實際軋制操作中，把這兩座機架作為一組，使軋件往複通過若干次(圖2a)，或者是令軋件通過由幾架萬能機座和一兩架軋邊端機座組成的連軋機組，每道次施加一定的壓下量，將坯料軋成所需規格形狀和尺寸的產品。在軋件的翼緣部位，由於水平輥側面與軋件之間有滑動，軋輥的磨損比較大。為了保證重車后的軋輥能恢復原來的形狀，應使粗軋機組上下水平輥的側面以及與其相對應的立輥表面呈3°～8°的傾角。為修正成品翼緣的傾角，設置成品萬能軋機，又叫萬能精軋機，其水平輥側面與水平輥軸線垂直或有較小的傾斜角，一般不大於20′，立輥呈圓柱狀(圖2d)。

用萬能軋機軋制H型鋼，軋件斷面可得到較均勻的延伸，翼緣內外側軋輥表面的速度差較小，可減輕產品的內應力及外形上的缺陷。適當改變萬能軋機的水平輥和立輥的壓下量，便能獲得不同規格的H型鋼。萬能軋機的軋輥外形，形狀簡單，壽命長，軋輥的消耗可大為減少。萬能軋機軋制H型鋼的最大優點是：同一尺寸系列只有腹板和翼緣的厚度尺寸是變化的，其餘部位尺寸都是固定不變的。因此，同一萬能孔型軋制的同一系列H型鋼具有多種腹板和翼緣厚度尺寸規格，使H型鋼規格數量大為增加，為使用者選擇合適的尺寸規格帶來極大的方便。

在無萬能軋機的情況下，有時為了滿足生產建設的急需，也可將普通二輥式軋機加裝立輥框架，組成萬能孔型軋制H型鋼。用這種方式軋制H型鋼，產品尺寸精度低，翼緣同腹板之間難成直角，成本高，規格少，軋制柱材用H型鋼極為困難，故使用者不多。