常有人问到工字钢与H型钢形状相似，在实际运用中如何选择？很多从事多年建筑行业的人员都不能详解。 这里为大家做一个详尽的解答：很多人认为工字钢是国内的叫法，H型钢是国外的叫法，其实这个认知是错误的。H型钢和工字钢从形状上来说是不一样的，见下图： 工字钢如名所示，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，在应用中难以发挥刚才的强度特性。虽然工字钢市场上上也出现了加厚工字钢，但工字钢的结构已经决定了其抗扭性能短板。 H型钢，是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，因其断面与英文字母“H”相同而得名。H型钢是当今钢结构建筑中应用广泛的型材，它与工字钢相比有很多区别。首先是翼缘，其次翼缘内表面没有倾斜度，上下表面平行。这使得H型钢的焊接拼接比工字钢操作简单，单位重量的力学性能更好，可以节省大量的材料和施工时间。 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。H钢则反之，两者各有优劣。 H型钢与工字钢的区别和用途说明 1、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。对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用，这就使其在应用范围上有着很大的局限。 2、H型钢属于高效经济裁面型材(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，提高承裁能力。不同于普通工字型的是H型钢的翼缘进行了加宽，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。（除了吊车梁用工字型钢） 3、H型钢的翼缘都是等厚度的，有轧制截面，也有由3块板焊接组成的组合截面。工字钢都是轧制截面，由于生产工艺差，翼缘内边有1：10坡度。Ｈ型钢的轧制不同于普通工字钢仅用一套水平轧辊，由于其翼缘较宽且无斜度(或斜度很小)，故须增设一组立式轧辊同时进行辊轧，因此，其轧制工艺和设备都比普通轧机复杂。国内可生产的大轧制h型钢高度为800ｍｍ，超过了只能是焊接组合截面。 我国热轧H型钢国标（GB/T11263-1998）将H型钢分为窄翼缘、宽翼缘和钢桩三类，其代号分别为hz、hk和hu。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。工字钢与Ｈ型钢相比，等重量前提下，w、ix、 iy都不如H型钢。 4. 工字钢的边长小，高度大，只能承受单方向的力。 5. H型钢槽深，厚度大，可以承受两个方向的力。 6. 随着钢结构建筑的发展需要，只有工字钢是不行的，就是加厚工字钢，用于承重柱容易失稳。 7. 工字钢只能用于横梁，而H型钢才能用于结构的承重柱。 8.H型钢是一种断面力学性能较工字钢优良的经济型断面钢材，因其断面的形状与英文字母“H”相同而得名。热轧H型钢的翼缘比工字钢宽、侧向刚度大、抗弯能力强。同等规格下H型钢理重较工字钢轻。制造原理微信，内容不错，值得关注。 9. 工字钢翼缘是变戴面靠腹板部厚，外部薄； H型钢的翼缘是等戴面。 10. HW HM HN H是H型钢的通称，H型钢是焊制；HW HM HN是热轧。 11. 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。 12. 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。 13. HN是H型钢高度和翼缘宽度比例大于等于2； 主要用于梁；工字钢的用途相当于HN型钢。
H型钢孔型设计的基本原则 H型钢是一种凸缘型钢，因此其孔型设计也要遵循凸缘型钢孔型设计的基本原则。 对于大号工字钢，因其腰部面积大于腿部面积，故其腰部对腿部的拉伸能力大。为获得标准所要求的成品腿高，在全部孔型设计中都应使腿部的延伸系数大于腰部的延伸系数，为此必须采用异形坯，而小号工字钢，虽然其腰部面积小于腿部面积，但为保证腿部正确充满，也应遵循腿部延伸系数大于腰部延伸系数的原则。 上述孔型设计的基本原则，对采用万能轧机轧制的H型钢也一样适用，即应使轧件腰部与腿部的延伸相等。若腰部延伸系数比腿部延伸系数大，则腰部会出现波浪。在实际设计时为保证腿长，往往让腿部延伸系数稍大于腰部延伸系数，即相对压下量腿部要略大于腰部2%～4%。若腿部延伸系数比腰部延伸系数过大，会造成撕裂。在万能轧机中，为保证H型钢轧制过程正常，应使腰部面积和腿部面积相对变化相同。 H型钢坯料尺寸确定与不同工艺之间的关系 日本钢管公司等有关公司的研究表明，高度大于400mm的大型H型钢，其成品尺寸与钢坯尺寸有如下关系： (1)用矩形坯直接轧制时，其钢坯宽度与成品宽度之比为1.2∶1.4，钢坯高度与成品高度之比为1.8∶2.4。 (2)采用初轧异形坯轧制时，钢坯高度与成品高度之比为1.6∶2.0。 (3)采用连铸异形坯轧制时，钢坯高度与成品高度之比为1.0∶1.2。 (4)采用板坯轧制H型钢时，钢坯高度与成品高度之比为0.5∶1.0，宽厚比为1.4∶2.0。 采用多机架连轧H型钢时其连轧常数的确定 目前，为提高产量H型钢的生产多采用连轧方式。为保证产品质量和生产的正常进行，首先要对各道次轧件断面变化进行准确计算，合理确定延伸系数与轧机转速，否则会使轧件在机架间产生过大的张力或推力，这不仅会引起轧件尺寸变化，也会造成堆钢或拉钢事故。因此，要实现H型钢连轧，就必须遵循连轧的基本原则。 (1)为保证轧制正常，必须满足轧件在轧线上通过每一轧机的秒流量体积不变这一条件。若这一条件被破坏，就会造成拉钢或堆钢。 (2)还必须保持轧件在前一机架的出口速度等于后一机架的入口速度。若这一条件被破坏，也必然产生张力或推力。 (3)要求在轧制过程中应保持使前机架的前张力等于后机架的后张力，即应保持恒张力。 实际生产过程是处在一种动态平衡状态中，尤其是高速下的连轧生产要完全在一种平衡状态下生产是困难的，平衡是相对的，有条件的，而不平衡则是绝对的，因为无论是外扰量还是调节量的微小变动，都会导致平衡的破坏。 由于H型钢在轧制过程中其张力测定装置不如带钢的张力测定装置那样容易安装和调整，为实现H型钢连轧，并保持轧件在机架间为无张力或微张力，就需有一合理的控制方法。现在常用的控制方法有两种：一种是用数字计算机或模拟数字计算机在线控制；一种是采用简单电参数控制。前一种方法准确、迅速、合格率高，但投资大、管理复杂。后一种方法简单可行，但控制精度低。 目前不少厂采用后一种控制方法，即用电流储存方法控制(AMTC法)。其基本原理是不直接测张力，而是直接测定轧机电机的电流值，根据电流的变化确定张力，反过来再据张力变化，控制调节轧制速度。据日本川崎公司水岛厂经验，当机架间轧件上产生的张力为40MPa时，H型钢腿尖就会出现圆弧状；当张力为2～3MPa时，腿宽和腿厚皆产生变窄变薄的倾向，故为保证产品质量，张力不宜大，一般应控制在0.5MPa以下。
H型钢分为热轧H型钢 和焊接H型钢（H）两种，热轧H型钢又分为宽翼缘H型钢（HW） 中翼缘H型钢(HM)和窄翼缘H型钢（HN）三种。。 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；工字钢的用途相当于HN型钢; H型钢的主要材质有Q235B、SM490、SS400、Q345 、Q345B等.
H型钢在工业钢结构件中的应用 冶金行业中烧结机的钢结构是用钢板焊接成H形，其尺寸为400mm×300mm，完全可以用轧制H型钢代替。再如火力发电站大型锅炉承重结构，全都是采用普通工字钢与钢板焊接而成的。其消耗钢材占电站所用钢材总量的30％，若用H型钢代替普通工字钢，可以大大减少其钢材用量。火力发电站锅炉承重结构一般采用(320～560)mm×(200～300)mm的H型钢。在大型铁路车辆上，其车体承重主梁大多采用工字钢或乙字钢，如我国铁路平板车车体主梁就曾用日本进口H型钢制作，其尺寸为512mm×202mm。铁路自卸车车体主梁过去是采用钢板焊接成H形，其尺寸为(120～850)mm×(100～300)mm，这也完全可以用轧制H型钢代替。起重行业过去单梁吊车、门形吊车主梁主要用18～30号普通工字钢，这部分规格的钢材完全可以采用H型钢代替。 H型钢在地下铁路、矿山巷道建设中的使用情况 我国城市发展地下铁路方兴未艾，北京、天津、广州、上海等城市地下铁路建设资料表明，在地下铁路挖掘过程中需要大量支护钢材保护堤坝以防止塌落，过去是用普通工字钢，规格主要为36～63号，H型钢也完全可以取代这些规格的普通工字钢。 根据我国煤炭建设实践，每开采1万t煤需用钢材26t，其中支护钢材主要采用11～12号矿用工字钢、U29～36及18～56号普通工字钢。我国每年产煤10多亿吨，需要支护钢材30万t左右。这些也完全可以用H型钢取代，而且H型钢比原普通矿工钢性能更好、质量更轻。 H型钢在石油化工行业的使用情况 石油工业中的采油井架全部是铆焊结构的，一台井架需要钢材30t，我国每年要生产70～100台井架，用钢量约2500～3000t，其中H型钢规格为(200～250)mm×(100～150)mm，用量要占50％左右。另外石油抽油机也要用H型钢，其规格多为690mm×250mm，每年全国需抽油机达3000～4000台，其钢材用量也是相当大的。 H型钢在我国高层建筑上的使用情况 我国自改革开放以来，高层建筑已从无到有，从电视塔到摩天大楼，全国各大中城市已建成数百座高层建筑。其中高层钢结构建筑有11座，比较著名的有北京国贸中心、北京京广中心、上海浦东金茂大厦等。计划在建的高层建筑还约有几十座之多，如已开工建设的上海浦东金融中心，全高460m，居世界第二。这些摩天大厦主要采用钢结构或钢+混凝土复合结构设计，H型钢用量约占其总钢材用量的40％～60％左右。如浦东金茂大厦共用各类钢材2．1万t，其中，H型钢、T型钢、L型钢达1．33万t，占61％。 H型钢在隧道工程中的应用情况 随着高速铁路、高速公路、大型输水工程、煤矿、地下铁路等隧道工程的大型化，H型钢作为主要支护材料获得了广泛应用。H型钢在断面稳定性、安全性，以及施工的方便性和缩短工期等方面，明显优于普通工字钢和矿用工字钢，尤其是在地下隧道、海底隧道或地质结构复杂区域施工，它是理想的支护材料，因此被世界各国施工设计部门普遍采用。 钢拱支撑架由支承架本体、连接板、剪力杆、拉杆螺栓、抗侧推架及底板几部分组成。要根据施工现场地质情况和所支护隧道尺寸来选择支撑架部件尺寸。钢拱支撑架的部件可以在地面上做好，到地下进行组装。常用支撑架根据用途分为供巷道用、供铁路用、供公路用、供输水用、供环形截面用几种。 用H型钢做支撑架有以下优点： (1)采用H型钢做支撑架，可使隧道作业空间宽阔，便于大型机械施工，有利于缩短施工周期。 (2)由于H型钢支撑架是组装件，所以容易拆卸更换，另外增加额外支撑架补强也很方便。 (3)H型钢抗弯断面模数大，这样可以减小混凝土覆盖厚度，减少土方挖掘量和混凝土用量，降低工程费用。 焊接H型钢的生产工艺 H型钢是一种经济断面钢材。H型钢有热轧和焊接H型钢两大类。一般认为，当H型钢的断面模数超过10000时，再用轧制方法生产，就不如用焊接方法生产经济。还有不少种类的H型钢尽管断面模数不算大，但由于其断面是不对称的，如两腿具有不同的长度或不同的厚度等，则这种H型钢也是难以轧制的，而常常采用焊接方法生产。与轧制方法相比，焊接方法的优点是：可以生产各种难以轧制的H型钢断面，生产操作灵活，适合小批量、多品种的市场需求。焊接方法的缺点是：金属消耗高，生产成本高，产量低。 焊接H型钢生产工艺可分为两种：一种为连续式，它以钢卷为原料；另一种为间断式，它以钢板为原料。 连续式工艺流程为：钢带纵切→开卷→打坡口→定位→焊接→矫直→剪切→包装。 间断式工艺流程为：切割下料→干燥喷丸→预弯→对正预焊→喂进焊接→翻转再焊→切成定尺→矫直→标志防锈→包装。 连续式工艺大多采用高频焊接，其产量大约为2万～5万t／a，它可以生产高度为200～500mm的窄边、中边及宽边H型钢、T型钢、L型钢等，其焊速可达30m／min。间断式工艺大多采用埋弧焊接，其产量约为1万～3万t／a，它可以生产高度为200～1500mm的各种宽度的H型钢、T型钢等，其焊速可达1．8m／min左右。 连续式焊接机组早发明于美国，以后日本、瑞典、意大利、德国等国也先后建设了连续式焊接H型钢机组。间断式焊接机组要早于连续式焊接机组，目前世界各国几乎都有。我国无锡华联焊割设备厂生产的这种机组不仅大量供应国内各单位，还出口到不少国家。
