中間產生的彎矩M計算為1/4GL=1/41004=100KNM。
工字鋼主要分為普通工字鋼、輕型工字鋼和寬翼緣工字鋼。按翼緣與腹板高度比,寬幅、中幅、窄幅寬翼緣工字鋼也有所區別。前兩者的生產規格為10—60號,即相應的高度為10厘米—60厘米。
關于工字鋼的抗彎強度,值得注意的是,在相同高度下,輕型工字鋼的翼緣較窄、腹板較薄、重量較輕。而寬翼緣工字鋼,又被稱為H型鋼,其斷面特點為兩腿平行,且腿內側無斜度,屬于經濟斷面型鋼。它的軋制是在四輥萬能軋機上完成的,因此又被稱為“萬能工字鋼”。普通工字鋼和輕型工字鋼已經形成了國家標準。
H型鋼的計算理論重量公式為:截面面積=(h-2t)tw+2bt。理論單位重量也可以通過公式計算得出。H型鋼是一種截面面積分配更優化、強重比更合理的經濟斷面高效型材,因其斷面與英文字母“H”相同而得名。
由于H型鋼的各個部位均以直角排布,因此其在各個方向上都具有抗彎能力強、施工簡單、節約成本和結構重量輕等優點,已被廣泛應用。
H型鋼的翼緣內外側平行或接近平行,翼緣端部呈直角,因此得名平行翼緣工字鋼。其腹板厚度比普通工字鋼小,翼緣寬度比普通工字鋼大,故又被稱為寬緣工字鋼。由形狀決定,H型鋼的截面模數、慣性矩及相應的強度均優于普通工字鋼。在不同要求的金屬結構中,無論是承受彎曲力矩、壓力負荷、偏心負荷都能顯示其優越性能,可大大提高承載能力,節約金屬。
H型鋼的翼緣寬、腹板薄、規格多、使用靈活,用于各種桁架結構中可節約金屬。由于其翼緣內外側平行,緣端呈直角,便于拼裝組合成各種構件,從而可節約焊接、鉚接工作量,能加快工程建設速度,縮短工期。
關于H型鋼的產品規格和分類方法,主要有以下幾種:
按產品的翼緣寬度分為寬翼緣、中翼緣和窄翼緣H型鋼。按產品用途分為H型鋼梁、H型鋼柱、H型鋼樁等。還有按生產方式、尺寸規格大小等不同分類方法。
至1990年末,世界上最大的H型鋼腹板高度為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。各國在表示H型鋼規格時雖有所不同,但所生產的產品尺寸規格范圍及尺寸公差相差不大。
在鋼結構設計中,抗彎強度的測試和控制非常重要。抗彎強度測試分為三點彎曲和四點彎曲,每個測試點需要多個數據點的平均值以保證準確性。測試可以在英制萬能材料試驗機上進行,試條的尺寸和加載方式都有嚴格的標準。
在實際應用中,材料或修復體受力時往往同時存在三種應力形式。例如固定橋受到咀嚼壓力時,橋體表面受到壓應力,而橋體的齦底則受到拉應力,基牙修復體與橋體連接處則為剪應力。抗彎強度指的是在試件的兩支點之間施加載荷至試件破壞時的單位面積載荷值。
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