一、截面几何差异决定受力分工
1、普通工字钢翼缘内侧面有1:6斜度,翼缘根部厚、端部薄,截面模量集中在强轴,Wx大、Wy很小;H型钢翼缘等厚、内外平行,翼缘宽且薄,Iy、Wy比同高度工字钢大很多,双向受弯不虚。看截面特性表,20a工字钢Wy只有几十立方厘米,H型钢HW200×200的Wy翻几倍。
2、腹板高厚比上,工字钢偏传统轧制,腹板略厚、翼缘窄;H型钢分HW、HM、HN,腹板可以很薄、翼缘很宽,省材且抗侧移好。做钢柱时绕双轴都要抗压弯,工字钢弱轴太弱,通常要缀板组合或换H型钢、方管。
二、连接构造与加工习惯不同
1、工字钢翼缘有斜度,节点板搭接要切斜口或加填板,端板螺栓排布受翼缘宽度限制;H型钢翼缘平,端铣、端板直连、梁柱刚接方便,焊缝对称,工厂拼装快。做框架节点,H型钢翼缘外侧满焊、腹板高强螺栓,传力清晰。
2、工字钢轧制规格跳跃大,10到63号逐级来,长短定尺受轧机限制;H型钢可热轧也可焊接,截面组合灵活,要宽翼缘就HW,要窄翼缘就HN。改造项目穿管、留洞,H型钢腹板高、开洞补强方便;工字钢腹板窄,开大洞要格外小心剪力块。
三、工字钢适用场景有哪些
1、单向楼板次梁、平台梁、雨棚悬挑根部、设备基础小跨度受弯件,工字钢性价比高。翼缘窄反而利于铺压型钢板、木楼板,走道格栅下净空好控制。吊车梁工作级别不高时,工字钢加制动板仍是常规做法,沿轨道方向刚度够用。
2、支护钢腰梁、设备支架立柱单压杆、老厂房牛腿挑梁,工字钢截面高、惯性矩集中,竖向受弯首选。但做门式刚架边柱中柱、抗侧力框架,翼缘不够宽、弱轴太弱,要配合隅撑或改H型钢。户外广告牌独立柱用工字钢绕弱轴风载一推就扭,不如方管或H型钢立柱。
四、混用与替换注意事项
1、图纸写工字钢I25a,现场拿H型钢HN250×125代换,高度一样但翼缘宽、弱轴大,强轴惯性矩也不同,要重算挠度和连接,不能“差不多就焊上”。反过来H型钢换工字钢,弱轴刚度掉太多,柱计算长度一变整体稳定全变。
2、防腐、防火涂料用量也随表面积变,H型钢展开面积大,涂料多;工字钢阴角藏水,切斜翼缘处漆膜要刷到。采购时把“工字钢还是H型钢、型号、长度、材质、标准号”写清,别让施工队凭眼睛代换,结构安全没有差不多。