O grindă de oțel structurală în H este o secțiune de oțel laminată la cald sau sudată cu un profil în formă de H, formată din două flanșe late paralele conectate la o bandă verticală. Flanșele sale largi distribuie sarcinile lateral și rezistă la flambaj pe două axe, motiv pentru care este secțiunea implicită pentru stâlpii de clădiri din oțel, cadrele primare și grinzile industriale grele. Specificarea uneia în practică înseamnă a da patru dimensiuni în milimetri, un grad de oțel, un standard și o greutate teoretică pe metru.
Ce este o grindă H din oțel structural?
O grindă H din oțel structural este un element cu profil deschis a cărui secțiune transversală seamănă cu litera H majusculă. Elementul vertical este panza, iar cele două elemente orizontale sunt flanșele. Grinzile H sunt fabricate fie laminate la cald ca o singură piesă, fie construite prin sudarea a trei plăci de oțel împreună. Geometria definitorie este lățimea flanșei, care este aproape egală cu înălțimea secțiunii și conferă elementului o rigiditate ridicată atât pe axa puternică, cât și pe cea slabă.
Caracteristicile cheie ale unei grinzi structurale H:
- Suprafețele cu flanșe paralele simplifică conexiunile cu șuruburi și sudarea în comparație cu secțiunile I conice.
- Flanșele largi oferă stabilitate laterală și reduc lungimea efectivă de flambaj a stâlpilor.
- Secțiunea transversală simetrică funcționează eficient sub compresie, încovoiere și încărcare combinată axială plus moment.
- Grinzile H metrice standard variază de la aproximativ 100 mm până la 1000 mm înălțimea secțiunii.
Fascicul H vs. I Beam: diferențe cheie și cum să alegi
Cel mai rapid mod de a deosebi cele două secțiuni este flanșa: o grindă H are flanșe paralele largi, în timp ce o grindă I are flanșe mai înguste cu o suprafață interioară conică. Acea geometrie controlează modul în care fiecare secțiune poartă sarcina.
| Proprietate | H Beam | I Beam |
|---|---|---|
| Forma flanșă | Lat și paralel | Fața interioară mai îngustă, conică |
| Forma secțiunii transversale | H | I |
| Înălțimea secțiunii vs. lățime | Valori similare | Înălțime mult mai mare decât lățimea |
| Direcția primară a sarcinii | Bidirecțional | Unidirecțional |
| Rolul tipic de membru | Coloane, grinzi de transfer | Grinzi de podea, pane |
| Fabricarea | Rulate sau sudate | Laminat la cald |
Utilizați o grindă în H atunci când elementul trebuie să reziste la moment sau compresie în două direcții, cum ar fi un stâlp de clădire sau o grindă de transfer sub un perete greu. Utilizați o grindă I pentru o deschidere simplă care se îndoaie în principal într-o direcție, cum ar fi o grindă de podea sau o traversă de pod, unde greutatea proprie mai ușoară reduce costurile. Pentru aplicațiile pe stâlp, o grindă H necesită de obicei mai puțin oțel decât o grindă I de capacitate egală, ceea ce o face alegerea mai economică.
Cum să citiți desemnările dimensiunii fasciculului H
O desemnare metrică a grinzii H enumeră patru dimensiuni: înălțimea secțiunii după lățimea flanșei, grosimea inelei după grosimea flanșei, toate în milimetri. H 300 × 300 × 10 × 15 înseamnă o secțiune de 300 mm înălțime cu flanșe de 300 mm lățime, o bandă de 10 mm și o flanșă de 15 mm. Când comparați secțiunile, verificați mai întâi grosimea și lățimea flanșei, deoarece acestea guvernează cea mai mare parte a capacității de îndoire; grosimea benzii controlează capacitatea de forfecare și rezistența locală la flambaj.
H Tabel de referință pentru dimensiunea și greutatea fasciculului
Greutatea teoretică este aria secțiunii transversale în metri pătrați înmulțită cu densitatea oțelului de structură, 7850 kg/m³. Toleranțele morii cauzează mici variații, așa că tratați valorile de mai jos ca referință preliminară de proiectare.
| Denumire (mm) | Înălțimea secțiunii (mm) | Lățimea flanșei (mm) | Grosimea benzii (mm) | Grosimea flanșei (mm) | Greutate (kg/m) |
|---|---|---|---|---|---|
| H 100 × 100 × 6 × 8 | 100 | 100 | 6 | 8 | 17.2 |
| H 150 × 150 × 7 × 10 | 150 | 150 | 7 | 10 | 31.1 |
| H 200 × 200 × 8 × 12 | 200 | 200 | 8 | 12 | 49.9 |
| H 300 × 300 × 10 × 15 | 300 | 300 | 10 | 15 | 94.0 |
| H 400 × 400 × 13 × 21 | 400 | 400 | 13 | 21 | 172.0 |
| H 500 × 200 × 10 × 16 | 500 | 200 | 10 | 16 | 89.6 |
| H 600 × 200 × 11 × 17 | 600 | 200 | 11 | 17 | 106.0 |
Standarde comune și clase de oțel pentru grinzi H
Grinzile H sunt produse conform diferitelor standarde regionale, deci potriviți standardul cu codul de proiectare utilizat la locul de montaj.
| Regiunea | Standard | Note comune | Note |
|---|---|---|---|
| Europa | EN 10025 | S235JR, S275JR, S355JR | S355JR este implicit pentru structurile din oțel sudate |
| Statele Unite ale Americii | ASTM A992 / A572 | Gr.50 | A992 acoperă forme cu flanșe late |
| China | GB/T 11263 | Q235B, Q355B | HW se potrivește coloanelor; HM se potrivește cu grinzi; HN se potrivește cadrelor ușoare |
| Japonia | JIS G3101 | SS400, SM490A | SS400 este clasa structurală generală |
Confirmați cerințele de energie de impact pentru regiunile reci și verificați dacă certificatul de fabrică este emis la cea mai recentă ediție standard. Un risc comun de achiziție este presupunerea că chimie identice de la diferite fabrici funcționează în același mod, așa că este necesar întotdeauna un certificat de testare cu valorile de curgere, rezistență la tracțiune, alungire și impact.
Aplicații H Beam în funcție de intervalul de dimensiuni
Gama practică de dimensiuni ale fasciculului H se adaptează direct la scara clădirii.
H 100 până la H 200
În această gamă, grinzile H apar în etajele mezanin, cadrele de oțel cu înălțime joasă, grinzile scărilor, suporturile pentru mașini și structurile rezidențiale prefabricate. Greutatea lor redusă menține costurile de transport și manipularea macaralei scăzute.
H 250 până la H 400
Aceasta este gama calului de lucru pentru clădirile industriale cu un singur etaj: stâlpi și căpriori primari, grinzi de rulare a macaralei, traverse de poduri și platforme de fabrică.
H 400 până la H 600 și mai sus
Secțiunile grele din această clasă formează coloanele clădirilor înalte, cadrele principale ale atelierelor de oțel, halele de turbine și cadrele mari de portal. De asemenea, sunt specificate în echipamente portuare și turnuri de transmisie.
Grinzi H laminate vs. încorporate și considerații de sudare
Grinzile H laminate la cald sunt economice atunci când dimensiunea necesară se încadrează în programul standard de producție al morii. Atunci când un proiect necesită o adâncime nestandard, un oțel de calitate superioară, cum ar fi S460 sau Q460, sau un raport specific dintre bandă și flanșă, producătorii folosesc o grindă în H construită: trei plăci sudate împreună cu două suduri longitudinale continue.
Deoarece aceste suduri rulează pe toată lungimea fasciculului, viteza și consistența sudurii conduc atât la costuri, cât și la distorsiuni. Sudarea cu arc scufundat este metoda preferată și producătorii mari de structuri metalice apelează din ce în ce mai mult la sudarea automată pentru aceste cusături lungi. Un manipulator de sudură pe coloană și braț SAW menține un arc constant și viteza de deplasare, ceea ce reduce relucrarea în comparație cu sudarea manuală.
SAW Column & Boom Manufacturers, Company Wuxi WeldNice Heavy Industry Technology Co., Ltd este producător și companie din China SAW Column & Boom, personalizare acceptată, compania... Vizualizare produs → Poziționator de sudură convențional de 10 tone pentru asamblarea grinzilor structurale și sudarea prin prindere 
Furnizori de poziționare convenționale de sudură 10T, fabrică OEM/ODM - Wuxi WeldNice H Wuxi WeldNice Heavy Industry Technology Co., Ltd este furnizori de poziționare de sudură convențională 10T din China și o fabrică OEM/ODM, The 10T Conv... Vizualizare produs → Pentru elementele mai scurte, rigidizările și plăcile de bază, a producator de echipamente de sudura Cu experiența de fabricare a fasciculului H poate aduce fiecare îmbinare în poziția în jos și poate îmbunătăți rata de depunere și forma mărgelelor. O grindă în H construită corect sudată funcționează la fel de bine ca o secțiune laminată în majoritatea aplicațiilor structurale, cu condiția ca sudurile să fie dimensionate pentru transferul complet al sarcinii și verificate prin inspecție nedistructivă.
Cum să selectați dimensiunea corectă a fasciculului H
Începeți selecția cu plicul de încărcare, nu cu o estimare a mărimii. Aplicați codul de design în regiunea dvs., apoi urmați acești pași:
- Listați toate sarcinile moarte, vii, vântului și seismice care acționează asupra membrului.
- Determinați lungimea nesusținută și condițiile de contravântuire pentru fiecare axă.
- Calculați modulul de secțiune și momentul de inerție necesar pentru elementele de îndoire sau aria brută și raza de rotație necesare pentru elementele de compresie.
- Introduceți tabelul de dimensiuni standard și alegeți cea mai mică secțiune care satisface limitele de rezistență, deformare și flambaj local.
- Verificați secțiunea selectată în raport cu verificările combinate axiale și îndoire.
- Verificați grosimea benzii și a flanșei pentru detaliile conexiunii, în special pentru plăcile de capăt sau conexiunile de moment.
- Confirmați disponibilitatea plăcii și cerințele de sudare dacă intenționați să înlocuiți o secțiune laminată cu una încorporată.
O eroare comună de aprovizionare este comandarea unei secțiuni mai grele decât este necesar, deoarece mai mare se simte mai în siguranță. O grindă mai grea crește sarcina moartă, costul fundației și bugetul de oțel și poate chiar crește deformarea din cauza propriei greutăți. Bazați achiziția pe rezultatul de calcul, nu pe intuiția vizuală.
Întrebări frecvente
Iată răspunsurile la întrebările pe care inginerii și cumpărătorii de oțel le pun cel mai des despre grinzile H structurale.
Care este principala diferență dintre un fascicul H și un fascicul I?
Principala diferență este geometria flanșei. O grindă H are flanșe paralele largi, oferindu-i o rigiditate mai mare în jurul axei slabe, în timp ce o grindă I are flanșe conice mai înguste și este proiectată în principal pentru îndoirea unidirecțională. Alegeți o grindă H pentru stâlpi și conexiuni de moment bidirecționale; alegeți o grindă în I pentru pardoseli simple și acoperișuri.
Câtă greutate poate suporta o grindă H din oțel structural?
Capacitatea de încărcare depinde de dimensiunile secțiunii, lungimea deschiderii sau stâlpului, calitatea oțelului, condițiile de sprijin și contravântuirea laterală. O singură coloană H 300 × 300 × 10 × 15 poate transporta sute de kilonewtoni în condiții normale de construcție, dar cifra exactă trebuie obținută dintr-o verificare a flambajului. Calculați întotdeauna cu standardul relevant în loc să vă bazați pe o regulă generală.
Pot fi sudate grinzile H din oțel structural?
Da. Grinzile H laminate la cald sunt sudate în mod obișnuit folosind arc metalic ecranat, MIG, sudare cu miez de flux și arc submers. Utilizați un metal de umplutură potrivit cu gradul de bază, respectați cerințele de preîncălzire pentru flanșe groase și protejați îmbinarea în condiții de vreme rece.
Este o grindă H construită la fel de puternică ca o grindă laminată la cald?
O grindă H construită atinge o rezistență echivalentă atunci când gradele plăcilor sunt corecte, sudurile longitudinale sunt dimensionate pentru transferul complet al sarcinii și calitatea sudurii este verificată prin inspecție. Principalul avantaj al unei secțiuni construite este libertatea de a specifica înălțimi nestandard și grosimi optimizate ale plăcilor pe care un laminor nu le oferă.
Ce calitate de oțel ar trebui să comand pentru o structură de exterior?
Pentru structuri expuse în climă rece, alegeți un grad cu rezistență la impact garantată, cum ar fi S355J2 sau Q355D. Pentru structurile interne încălzite, clasele structurale standard precum S235JR sau Q235B sunt de obicei suficiente. Codurile locale de proiectare stabilesc cerințele minime.
Recomandări finale
Specificați fiecare grindă H după denumirea sa completă, standardul, gradul de oțel și lungimea și solicitați furnizorului să confirme greutatea teoretică pe metru și toleranțele standardului relevant. Pentru secțiunile sudate non-standard, utilizați o linie de fabricație echipată cu echipamente automate de sudură pentru a controla aportul de căldură, dreptatea și productivitatea. Regula de selecție este simplă: potriviți secțiunea cu calea de încărcare, verificați cu un calcul și cumpărați conform unui standard recunoscut.
