国标H型钢和剖分T型钢截面扭转惯性矩计算
建筑用热轧H型钢和剖分T型钢标准
建筑用热轧H型钢和剖分T型钢标准征求意见稿目次前言 (II)1 范围 (3)2 规范性引用文件 (3)3 牌号、代号及标记 (3)4 订货内容 (4)5 尺寸、外形、重量及允许偏差 (4)6 技术要求 (11)7 试验方法 (12)8 检验规则 (12)9 包装、标志及质量证明书 (12)附录A(资料性)建筑用热轧H型钢板件宽厚比对照设计规范情况 (13)前言本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》和GB/T20001.10 -2014《标准编写规则第10部分：产品标准》给出的规则起草。
本文件由住房和城乡建设部标准定额研究所提出。
本文件由住房和城乡建设部建筑制品与构配件产品标准化技术委员会归口。
本文件负责起草单位：中冶建筑研究总院有限公司本文件参加起草单位：本文件主耍起草人:建筑用热轧H型钢和剖分T型钢1 范围本文件规定了建筑工程用热轧H型钢和由热轧H型钢剖分的T型钢的分类及牌号，订货内容，尺寸、外形、重量及允许偏差，技术要求，试验方法，检验规则，包装，标志及质量证明书。
本文件适用于建筑工程用热轧H型钢（以下简称建筑用H型钢）和由热轧H型钢剖分的T型钢（以下简称建筑用T型钢）。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 222 钢的成品化学成分允许偏差GB/T 228.1 金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法GB/T 229 金属材料夏比摆锤冲击试验方法GB/T 232 金属材料弯曲试验方法GB/T 700 碳素结构钢GB/T 1591 低合金高强度结构钢GB/T 2101 型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定GB/T 2975 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备GB/T 4171 耐候结构钢GB/T 4336 碳索钢和中低合金钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法(常规法)GB/T 11263 热轧H型钢和剖分T型钢GB/T 19879 建筑结构用钢板GB/T 20066 钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法YB/T 4831 厚度方向性能热轧H型钢YB/T 4832 重型热轧H型钢3 牌号、代号及标记3.1 牌号建筑用H型钢和T型钢按照牌号可采用Q235、Q355/Q345、Q390、Q420和Q460，如用途和环境有特殊要求也可采用符合规范的其它牌号。
h型钢和工字钢的理算公式
h型钢和工字钢的理算公式
H型钢和工字钢是常见的构件形状，在结构设计中经常用到。
这两种形状的理算公式主要包括截面面积、截面惯性矩、截面模量等。
1. H型钢的理算公式：
H型钢的截面面积（A）= 2×bf×tf + tw×(h-2tf)
H型钢的截面惯性矩（I）= (1/12)×bf×tf^3 + (1/12)×tw×(h-
2tf)^3 + bf×tf×(h/2-tf)^2 + tw×(h-2tf)×(h/2-tf)^2
H型钢的截面模量（W）= (1/6)×bf×tf^2 + (1/6)×tw×(h-2tf)^2 + bf×tf×(h/2-tf) + tw×(h-2tf)×(h/2-tf)
其中，bf为上翼缘宽度，tf为上翼缘厚度，tw为腹板厚度，h 为截面高度。
2. 工字钢的理算公式：
工字钢的截面面积（A）= 2×(bf+tf)×tw
工字钢的截面惯性矩（I）= (1/12)×tw×(bf+2tf)^3
工字钢的截面模量（W）= (bf×tf+tw×(bf+2tf))/2
其中，bf为上下翼缘宽度，tf为翼缘厚度，tw为腹板厚度。
这些理算公式可以用于计算H型钢和工字钢的截面性能，帮助结构设计工程师进行构件验算和分析。
H型钢参数特性
H型钢、H型钢桩的规格标记采用:高度H×宽度B×腹板厚度t1×翼缘厚度t2表示。
H 340×250×9×14
剖分T型钢的规格标记采用:高度h ×宽度B ×腹板厚度t1×翼缘厚度t2表示。
T 248×199×9×14
GB/T 11263-1998
GB/T 11263-1998
GB/T 11263-1998
(1)分类和代号。
表1热轧H型钢和剖分T型钢的分类和代号
(2)尺寸规格见表2～表4。
(3)允许偏差见表5～表8
表2宽、中、窄翼缘H型钢的尺寸规格
H—高度 B—宽度 t1—腹板厚度 t2—翼缘厚度 r—圆角半径
注：1．"#〞表示的规格为非常用规格。
2．"*〞表示的规格，目前国内尚未生产。
3．型号属同一范围的产品，其内侧尺寸高度是一致的。
4．截面面积计算公式为"t1(H～2t2)+2Bt2+O．858 r2。
〞
表3 H型钢桩的尺寸规格
H—高度 B—宽度 t1—腹板厚度 t2—翼缘厚度 r—圆角半径
注：1．"*〞表示的规格，目前国内尚未生产。
2．型号属同一范围的产品，其内侧尺寸高度是一致的。
3．截面面积计算公式为"t1(H-2t2)+2Bt2+0．858 r²〞。
表4剖分T型钢的尺寸规格
h—高度 B—宽度 t1—腹板厚度 t2—翼缘厚度C*—重心r—圆角半径
注："#〞表示的规格为非常用规格。
H型钢参数特性
H型钢、H型钢桩的规格标识表记标帜采纳:高度
H×宽度B×腹板厚度t1×翼缘厚度t2暗示.H
340×250×9×14之南宫帮珍创作
剖分T型钢的规格标识表记标帜采纳:高度h ×宽度B ×腹板厚度t1×翼缘厚度t2暗示.T 248×199×9×14
GB/T 11263-1998
GB/T 11263-1998
GB/T 11263-1998
(1)分类和代号.
表1 热轧H型钢和剖分T型钢的分类和代号
(2)尺寸规格见表2～表4.
(3)允许偏差见表5～表8
表2 宽、中、窄翼缘H型钢的尺寸规格
H—高度 B—宽度 t1—腹板厚度 t2—翼缘厚
度 r—圆角半径
注：1．“#”暗示的规格为非经常使用规格.
2．“*”暗示的规格, 目前国内尚未生产.
3．型号属同一范围的产物, 其内侧尺寸高度是一致的.
4．截面面积计算公式为“t1(H～
2t2)+2Bt2+O．858 r2.”
表3 H型钢桩的尺寸规格
H—高度 B—宽度 t1—腹板厚度 t2—翼缘厚
度 r—圆角半径
注：1．“*”暗示的规格, 目前国内尚未生产.
2．型号属同一范围的产物, 其内侧尺寸高度是一致的.
3．截面面积计算公式为“t1(H-2t2)+2Bt2+0．858 r²”.
表4 剖分T型钢的尺寸规格
h—高度 B—宽度 t1—腹板厚度 t2—翼缘厚度Cx—重心r—圆角半径
注：“#”暗示的规格为非经常使用规格.。
常用截面惯性矩计算公式_百度文库
常用截面惯性矩计算公式_百度文库截面惯性矩是描述截面形状对于抗弯刚度的影响的一个物理量，常用截面惯性矩计算公式有以下几种：
1.矩形截面惯性矩计算公式：
矩形截面的惯性矩计算公式为I=b*h^3/12，其中b为矩形截面的宽度，h为矩形截面的高度。
2.圆形截面惯性矩计算公式：
圆形截面的惯性矩计算公式为I=π*d^4/64，其中d为圆形截面的直径。
3.正方形截面惯性矩计算公式：
正方形截面的惯性矩计算公式为I=a^4/12，其中a为正方形截面的边长。
4.等边三角形截面惯性矩计算公式：
等边三角形截面的惯性矩计算公式为I=a^4/80.9，其中a为等边三角形截面的边长。
5.环形截面惯性矩计算公式：
环形截面的惯性矩计算公式为I=π*(D^4-d^4)/64，其中D为大圆直径，d为小圆直径。
6.T形截面惯性矩计算公式：
T形截面的惯性矩计算公式稍复杂，可以分解为矩形和矩形之和。
可以分别计算底座和翼板的惯性矩，然后相加。
7.I形截面惯性矩计算公式：
I形截面的惯性矩计算公式也稍复杂，可以分解为矩形和矩形之和，也可以通过几何分解法计算。
以上是常见的几种截面形状的惯性矩计算公式，不同形状的截面有不同的计算方法。
通过计算截面惯性矩，可以评估截面的抗弯刚度性能，并在设计工程结构时进行应用。
H型钢参数特性
H型钢、H型钢桩的规格标记采用：高度H1宽度B口腹板厚度t1□翼缘厚度t2 表示。
H3401250口9口14
剖分T型钢的规格标记采用：高度h1宽度B□腹板厚度t1□翼缘厚度t2表示。
T248口19919口14
注
1“口”表示的规格为非常用规格。
2“口”表示的规格，目前国内尚未生产。
3型号数同一范围的产品，其内侧尺寸高度是一致的。
4截面面积计算公式为“t1(H-2tJ+2Bt2+0.858r2”。
GB/T11263-1998
11*”表示的规格，目前国内尚未生产。
2型号数同一范围的产品，其内侧尺寸高度是一致的。
3截面面积计算公式为“t1(H-2tJ+2Bt2+0.858r2”。
GB/T11263-1998
GB/T11263-1998
(1)分类和代号。
(2)尺寸规格见表2〜表4。
(3)允许偏差见表5〜表8
表2宽、中、窄翼缘H型钢的尺寸规格
H—高度B—宽度t1一腹板厚度t2一翼缘厚度r—圆角半径
2．“*”表示的规格，目前国内尚未生产。
3．型号属同一范围的产品，其内侧尺寸高度是一致的。
4.截面面积计算公式为“t1(H〜2t2)+2Bt2+O.858r2。
”
表3H型钢桩的尺寸规格
注：1．
2．型号属同一范围的产品，其内侧尺寸高度是一致的。
3.截面面积计算公式为“t1(H-2t2)+2Bt2+0.858产”。
表4剖分T型钢的尺寸规格。
惯性矩的计算方法
惯性矩的计算⽅法第1节静矩和形⼼静矩和形⼼任何受⼒构件的承载能⼒不仅与材料性能和加载⽅式有关，⽽且与构件截⾯的⼏何形状和尺⼨有关．如：计算杆的拉伸与压缩变形时⽤到截⾯⾯积 A ，计算圆轴扭转变形时⽤到横截⾯的极惯性矩 I等． A 、 I等是从不同⾓度反映了截⾯的⼏何特性，因此称它们为截⾯图形的⼏何性质．静矩和形⼼设有⼀任意截⾯图形如图 4 — 1 所⽰，其⾯积为 A ．选取直⾓坐标系 yoz ，在坐标为 (y,z) 处取⼀微⼩⾯积 dA ，定义微⾯积dA 乘以到 y 轴的距离 z ，沿整个截⾯的积分，为图形对 y 轴的静矩 S，其数学表达式(4 -1a )同理，图形对 z 轴的静矩为(4-1b)图 4-1截⾯静矩与坐标轴的选取有关，它随坐标轴 y 、 z 的不同⽽不同．所以静矩的数值可能是正，也可能是负或是零．静矩的量纲为长度的三次⽅．确定截⾯图形的形⼼位置 ( 图 4-1 中 C 点 ):(4 -2a )(4-2b)式中 y、 z 为截⾯图形形⼼的坐标值．若把式 (4-2) 改写成(4-3)性质：若截⾯图形的静矩等于零，则此坐标轴必定通过截⾯的形⼼．若坐标轴通过截⾯形⼼，则截⾯对此轴的静矩必为零．由于截⾯图形的对称轴必定通过截⾯形⼼，故图形对其对称轴的静矩恒为零。
4 ）⼯程实际中，有些构件的截⾯形状⽐较复杂，将这些复杂的截⾯形状看成是由若⼲简单图形 ( 如矩形、圆形等 ) 组合⽽成的．对于这样的组合截⾯图形，计算静矩 (S) 与形⼼坐标 (y、 z ) 时，可⽤以下公式(4-4)(4-5)式中 A， y ， z 分别表⽰第个简单图形的⾯积及其形⼼坐标值， n 为组成组合图形的简单图形个数．即：组合图形对某⼀轴的静矩等于组成它的简单图形对同⼀轴的静矩的代数和．组合图形的形⼼坐标值等于组合图形对相应坐标轴的静矩除以组合图形的⾯积．组合截⾯图形有时还可以认为是由⼀种简单图形减去另⼀种简单图形所组成的．例 4-1 已知 T 形截⾯尺⼨如图 4-2 所⽰，试确定此截⾯的形⼼坐标值．图 4-2解： (1) 选参考轴为 y 轴， z 轴为对称轴，(2) 将图形分成 I 、两个矩形，则(3) 代⼊公式 (4-5)惯性矩、惯性积和惯性半径设任⼀截⾯图形 ( 图 4 — 3) ，其⾯积为 A ．选取直⾓坐标系 yoz ，在坐标为 (y 、 z) 处取⼀微⼩⾯积 dA ，定义此微⾯积 dA 乘以到坐标原点o的距离的平⽅，沿整个截⾯积分，为截⾯图形的极惯性矩 I．微⾯积 dA 乘以到坐标轴 y 的距离的平⽅，沿整个截⾯积分为截⾯图形对 y 轴的惯性矩 I．极惯性矩、惯性矩常简称极惯矩、惯矩．数学表达式为极惯性矩 (4-6)对 y 轴惯性矩 (4 -7a )同理，对 z 轴惯性矩 (4-7b)图 4-3由图 4-3 看到所以有即(4-8) 式 (4 — 8) 说明截⾯对任⼀对正交轴的惯性矩之和恒等于它对该两轴交点的极惯性矩。
热轧H型钢和剖分T型钢 GBT11263-1998
热轧H 型钢和剖分T 型钢（GB/T11263-1998）14.热轧H 型钢和剖分T 型钢（GB/T11263-1998） (1)分类和代号见表4-33。
表4-33热轧H 型钢和剖分T 型钢的分类和代号类别分类名称代号 (1)宽翼缘H 型钢HW (2)中翼缘H 型钢 HM 1.H 型钢(3)窄翼缘H 型钢HN 2.H 型钢桩HP (1)宽翼缘剖分T 型钢TW (2)中翼缘剖分T 型钢 TM 3.剖分T 型钢(3)窄翼缘剖分T 型钢TN(2)尺寸规格见表4-34-表4-36。
(3)允许偏差见表4-37-表4-40表4-34宽、中、窄翼缘H 型钢的尺寸规格H—高度B—宽度t1—腹板厚度t2—翼缘厚度r—圆角半径 截面尺寸/nma截面特性参数惯性矩/cm4惯性半径/cm截面模数/cm³ 类别型号(高度×宽度)H×Bt1t2r截面面积/cm ²理论质量/(kg/m)IxIyiXiYWxWy100×100100×100 681021.917.23831344.182.4776.526.7HW125×125×6.5 9 10 30.3123.8 847 2945.293.11 136 47125125150×150150×1507101340.5531.91660564 6.39 3.7322175.1175×175175×1757.5111351.4340.329009847.5 4.37331112 200×2008121664.2850.5477016008.61 4.99477160200×200#200×20412121672.2856.7503017008.35 4.85503167 250×2509141692.1872.41080036501O.8 6.29867292250×250250×255141416104.782.21150038801O.5 6.09919304 #294×302121220108.385.O17000552012.57.141160365 300×3001O1520120.494.520500676013.17.491370450300×300300×305151520135.410621*********.67.241440466 #344×348101620146115333001120015.18.781940646350×350350×350121920173.9137403001360015.28.842300776 #388×402151524179.2141492001630016.69.522540809 #394×398111824187.6147564001890017.310.O2860951400x400400×400132124219.5172669002240017.510.133401120408212124251.5197711002380016.89.7335601170 #414×405182824296.2233930003100017.710.244901530 #428×407203524361.42841190003940018.210.455801930 *458×417305024529.34151870006050018.810.781802900 *498×432457024770.86052980009440019.711.1120004370150×100148×100691327.2521.41040151 6.17 2.3514030.2200×150194×150691639.7631.227405088.3 3.5728367.7250×175244×1757111656.2444.161209851O.4 4.18502113300×200294×2008122073.0357.311400160012.5 4.69779160350×250340×25091420101.579.721700365014.6 6.oo1280292400×300390×3001O1625136.710738900721O16.97.262000481450×300440×300111824157.412456*********.97.182550541 482×300111528146.411560800677020.4 6.82520451500×300488x300n1828164.412971*********.87.032930541 HM600×300582×300121728174.5137103000767024.3 6.633530511300122028192.5151118000902024.8 6.854020601 #594×302142328222.41751370001060024.9 6.94620701 100×50100×50571O12.169.5419214.9 3.98 1.1138.5 5.96125×60125x60681O17.0113.341729.3 4.95 1.3166.89.75 150×75150x75571018.1614.367949.6 6.12I.6590.613.2 175×90175×90581023.2118.2122097.67.26 2.0514021.7198×99 4.571323.5918.516101148.27 2.216323 200×100200×1005.581327.5721.718801348.25 2.2118826.8248×124581332.8925.8356025510.4 2.7828741.1250×125250×125691337.8729.7408029410.4 2.7932647 298×1495.581641.5532.6646044312.4 3.2643359.4300×150300×1506.591647.5337.3735050812.4 3.2749067.7346×174691653.1941.81120079214.5 3.8664991350×175350×1757111663.66501370098514.7 3.93782113#400×150#400×1508131671.1255.81880073416.3 3.2194297.9 396×199711672.1656.720000145016.7 4.481O1O145HN400×200400×8131684.126623700174016.8 4.541190174#450×150#450×1509142083.4165.52710079318.O 3.081200106 446×1998122084.9566.729000158018.5 4.311300159450×200450×2009142097.4176.533700187018.6 4.381500187#500×150#500×15010162098.2377.138********.8 3.041540121 496×19991420101.379.541900184020.3 4.271690185500×200500×200101620114.289.647800214020.5 4.331910214500×200#506×201111920131.310356500258020.8 4.432230257 596×199101524121.295.169300198023.9 4.042330199 600×20011724135.210678*********.1 4.112610228600×200#606×201122024153.3120910()0272024.4 4.213000271 #692×300132028211.5166172000902028.6 6.534980602700×300700×300132428235.51852010001080029.3 6.785760722 *792×300142228243.4191254000993032.3 6.396400662*800×300*800×142628267.42102920001170033.O 6.627290782*890×2991523 28 270.92133450001030035.76.167760688*900×300 1628 28 309.82434110001260036.46.399140843*900×300*912×3021834 2836428649800015700376.56 10900 1040注：1.“#”表示的规格为非常用规格。
H型钢参数特性
H型钢、H型钢桩的规格标识表记标帜采取:高度H×宽度B×腹板厚度t1×翼缘厚度t2暗示.H
340×250×9×14之杨若古兰创作
剖分T型钢的规格标识表记标帜采取:高度h ×宽度B ×腹板厚度t1×翼缘厚度t2暗示.T 248×199×9×14
GB/T 11263-1998
GB/T 11263-1998
GB/T 11263-1998
(1)分类和代号.
表1 热轧H型钢和剖分T型钢的分类和代号
(2)尺寸规格见表2～表4.
(3)答应偏差见表5～表8
表2 宽、中、窄翼缘H型钢的尺寸规格H—高度 B—宽度 t1—腹板厚度 t2—翼缘厚度 r—
圆角半径
注：1．“#”暗示的规格为非经常使用规格.
2．“*”暗示的规格，目前国内尚未生产.
3．型号属同一范围的产品，其内侧尺寸高度是分歧的.
4．截面面积计算公式为“t1(H～2t2)+2Bt2+O．858 r2.”
表3 H型钢桩的尺寸规格
H—高度 B—宽度 t1—腹板厚度 t2—翼缘厚度 r—
圆角半径
注：1．“*”暗示的规格，目前国内尚未生产.
2．型号属同一范围的产品，其内侧尺寸高度是分歧的.
3．截面面积计算公式为“t1(H-2t2)+2Bt2+0．858 r²”.
表4 剖分T型钢的尺寸规格
h—高度 B—宽度 t1—腹板厚度 t2—翼缘厚
度 Cx—重心 r—圆角半径
注：“#”暗示的规格为非经常使用规格.。
h型钢承重计算公式表
h型钢承重计算公式表
H型钢承重计算公式表是用于计算H型钢梁在不同条件下的承重能力的工具。
以下是一些常见的H型钢承重计算公式：
1. 弯曲承载力计算公式：
弯曲承载力 = (0.6 * 弯矩) / (截面惯性矩 * 距离至中性轴的最大距离)
2. 压缩承载力计算公式：
压缩承载力 = (0.6 * 抗压强度 * 截面面积) / 安全系数
3. 拉伸承载力计算公式：
拉伸承载力 = (0.6 * 抗拉强度 * 截面面积) / 安全系数
4. 剪切承载力计算公式：
剪切承载力 = (0.6 * 剪切强度 * 截面面积) / 安全系数
5. 扭转承载力计算公式：
扭转承载力 = (0.6 * 扭矩) / (截面抗扭矩 * 距离至中性轴的最大距离)
需要注意的是，上述公式中的参数需要根据具体的H型钢梁的尺寸、材料性质和工况条件进行确定。
此外，安全系数的选择也需要根据具体的工程要求和规范进行确定。
以上是一些常见的H型钢承重计算公式，但并不是详尽无遗的内容。
在实际工程中，还需要考虑其他因素，如温度影响、连接方式等。
因此，在进行H型钢承重计算时，建议参考相关的设计规范和标准，或者咨询专业工程师的意见。
热轧H型钢和剖分T型钢GB／T11263～1998
热轧H型钢和剖分T型钢GB／T11263～1998热轧H型钢和剖分T型钢（GB／T11263～1998）(1)分类和代号见表4～33。
类别分类名称代号1．H型钢(1)宽翼缘H型钢HW(2)中翼缘H型钢HM(3)窄翼缘H型钢HN2．H型钢桩HP3．剖分T型钢(1)宽翼缘剖分T型钢TW(2)中翼缘剖分T型钢TM(3)窄翼缘剖分T型钢TN(2)尺寸规格见表4_34～表4～36。
(3)允许偏差见表4-37～表4～40表4-34宽、中、窄翼缘H型钢的尺寸规格H—高度B—宽度t1—腹板厚度t2—翼缘厚度r—圆角半径注：1．“#”表示的规格为非常用规格。
2．“*”表示的规格，目前国内尚未生产。
3．型号属同一范围的产品，其内侧尺寸高度是一致的。
4．截面面积计算公式为“t1(H～2t2)+2Bt2+O．858 r2。
”H—高度B—宽度t1—腹板厚度t2—翼缘厚度r—圆角半径类别型号(高度×宽度)截面尺寸／mm截面面积／cm2理论质量／(kg/m)截面特性参数H×B t1t2r惯性矩／cm4惯性半径／cm截面模数／cm3表面面积／(m²／m)Ix IY iX iY Wx WyHP 200×200200×20412121672.2856.7503017008.35 4.85503167 1.16 250×250244×2521111682.0564.48790294010.4 5.98720233 1.45250×255141416104.782.211500388010.5 6.09919304 1.46 300×300294×302121220108.385.017000552012.57.131150365 1.74300×3001O1520120.494.520500676013.17.491370450 1.75300×305151520135.410621*********.67.241440466 1.76 350×350338×351131320135.310628200938014.48.331670535 2.02344×354161620166.6131353001180014.68.432050669 2.04HP350×350350×350121920173.9137403001360015.28.842300776 2.04350×357191920198.4156428001440014.78.532450809 2.06 400×400388×402151524179.21414(12001630016.69.522540809 2.31394×405181824215.2169599002000016.79.633040986 2.33400×400132124219.5172669002240017.51O．133401120 2.33400×408212124251.5197711002380016.89.7335601170 2.35414×405182824296.2233930003100017.710.244901530 2.37428×407203524361.42841190003940018.210.4558019302．40 *500×50012×465152028260.52041180003350021.311.448101440 2.77*502×465152528307.02411470004190021.911.758601800 2.79*502×470202528332.12611520()o4330021.411.460701840 2.80注：1．“*”表示的规格，目前国内尚未生产。
热轧H型钢和剖分T型钢-最新国标
1.范热轧H型钢和剖分T型钢围本文件规定了热轧H型钢和由热轧H型钢剖分的T型钢的订货内容、分类、代号、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志、质量证明书。
本文件适用于热轧H型钢（以下简称H型钢）和由热轧H型钢剖分的T型钢（以下简称T型钢）。
2.规范性引用文件下列文件中的内容通过对文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T222钢的成品化学成分允许偏差GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法GB/T232金属材料弯曲试验方法GB/T700碳素结构钢GB/T712船舶及海洋工程用结构钢GB/T714桥梁用结构钢GB/T1591低合金高强度结构钢GB/T2101型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定GB/T2975钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备GB/T4171耐候结构钢GB/T4336碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）GB/T19879建筑结构用钢板GB/T20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法GB/T33968改善焊接性能热轧型钢GB/T34103海洋工程结构用热轧H型钢GB/T41749热轧型钢表面质量一般要求GB/T50661钢结构焊接规范YB/T4261耐火热轧H型钢YB/T4620抗震热轧H型钢YB/T4831厚度方向性能热轧H型钢3.术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。
4.订货内容按本文件订货的合同包含下列技术内容：a)产品名称及种类；b)牌号；c)本文件编号；d)规格；e)交货长度；f)重量和数量；g)需方提出的其他特殊要求，如：特殊规格要求、特殊表面质量要求等内容。
5.分类、代号5.1H型钢分为两类，其代号如下：H型钢（“H”表示通用）HK型钢（“HK”表示扩展）5.2剖分T型钢其代号如下：剖分T型钢T（“T”表示剖分）6.尺寸、外形、重量及允许偏差6.1尺寸及表示方法6.1.1H型钢和剖分T型钢的截面图示及标注符号如图1和图2所示。
国标H型钢和剖分T型钢截面扭转惯性矩计算
2
式中 η =
t1 r 0.15 + 0.1 t2 t2
D= α
B H t1 t2 r
(t 2 + r )2 + t1 (r + t1 / 4)
2r + t 2
T 型钢取 1.0 截面的宽度 截面的高度 腹板厚度 翼缘厚度 倒角半径 H 型钢取 2.0
西安建筑科技大学
西安建筑科技大学
-1-
国标 H 型钢和剖分 T 型钢截面扭转惯性矩计算*
西安建筑科技大学
摘 要 关键词 型钢截面的扭转惯性矩并编制成表格 热轧 H 型钢 剖分 T 型钢
徐翔 郝际平 西建大莱钢钢结构研发中心
以便设计应用 扭转惯性矩 偏微分方程
西安 710055
本文致力于对国标 GB/T11263-1998 提供的截面 应用数值分析和 Matlab 数学计算软件 求解 数值方法
以三维图形显示得 对单元按图
程序还可以在单元边界中央增加节点
1 方式进行细分 以提高求解精度
西安建筑科技大学
-5-
图 2a 可以形象地显示出带倒角 T 型截面的薄膜比拟形状 扭转惯性矩的贡献 而在截面的边缘 薄膜广义位移为 0
图中高耸的部分就是倒角对 6 此图
满足边界条件即式
形的体积的二倍就是扭转惯性矩 重积分按式 8 计算 当单元数量较少时 结果误差大 图形粗糙 如图 2b 事后误差 I 4 n − I n 仍很大 虽然可以不断将单元细分 由于三
况且这些实用公式均未考虑截面端部的影响 这些公式一般来说 的如式 的今天 标准截面 2 形式简单的如式 1 在设计中应用较多 然而 误差较大 形式复杂
多应用于对精度要求相对较高的分析研究工作中
国标H型钢和剖分T型钢截面扭转惯性矩计算
国标H型钢和剖分T型钢截面扭转惯性矩计算
徐翔;郝际平
【期刊名称】《钢结构》
【年(卷),期】2003(018)004
【摘要】对<热轧H型钢和剖分T型钢>(GB/T11263-1998)提供的截面,应用数值分析和Matlab数学计算软件,求解型钢截面的扭转惯性矩并编制成表格,以便设计应用.
【总页数】3页(P55-57)
【作者】徐翔;郝际平
【作者单位】西安建筑科技大学,西安,710055;西安建筑科技大学,西安,710055【正文语种】中文
【中图分类】TU39
【相关文献】
1.闭口薄壁箱梁截面扭转惯性矩的计算方法 [J], 王本庆
2.用有限元法计算任意截面等直杆的扭转惯性矩 [J], 阎亚坤;沈小原
3.型钢规格的代用和现行国标的型钢截面特性的误差修正 [J], 张耕荣
4.非对称截面型钢混凝土柱的正截面承载力计算方法 [J], 乌不力艾山;阿里甫江.夏木西
5.型钢、矩型钢板组合截面几何性质分析与微机计算程序 [J], 裴红梅
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节点的广义薄膜位移 u
应用数值积分即可求得薄膜所围成得体积
其二倍即得扭
转惯性矩 I t 计算式 7 时采用二重积分的梯形公式 即计算斜顶三棱柱的体积 如式 8 这种方法虽精度较低 但编程简单
In =
1 n ∑ [(u1i + u2i + u3i )Ai ] 3 i =1
薄膜比拟中 第 i 三角形单元角点的薄膜竖向位移
剖分 T 型钢扭转惯性矩的二倍总是略小于相应的 H 型钢计
4
结论
本文针对国标 GB/T11263-1998 提供的基本数据以及山东莱钢万力型钢有限公司的 H100~150 系列热轧轻型 超轻型 H 型钢
[8]
企业标准 应用数值分析的基础知识和 Matlab 分别按数值方法和式 中的 1 式 2 进行 常用
采用加速算法可以迅速得到 6 位有效数字 结果相当精确 与文[4] [7]对比
用此算法对不同高宽比的矩形截面进行计算 见表 2
验证了它的正确性
图 1
单元细分模式
a 图 2 偏微分方程结果显示
b
-6-
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表 1
TN150x150 截面龙贝格加速计算结果
k
0 1 2 3 4
T4k
5.5984847 6.5082100 6.7377667 6.7953558 6.8097694
矩形截面扭转惯性矩计算结果对比
计 算 值 0.14057701 0.16611891 0.19576071 0.22868168 0.24936507 高宽比 H/B 3.0 4.0 5.0 10.0 20.0 文献值 0.263 0.281 0.291 0.312 0.323 计 算 值 0.26331693 0.28081296 0.29131675 0.31232502 0.32282918
-3-
上面这些方法或是根据薄膜比拟试验观察数据或根据数值分析方法算得的数据拟合出 的具有高度概括性的实用公式 方面设计中每次都计算它较繁琐 面时存在偏差 能直观地反映出倒角对扭转惯性矩的影响程度 然而 一
另一方面正是由于它的概括性使得利用公式计算具体截 其目标是最大偏差的最小化[5]
计算方法中的数据拟合总是同偏差并存
经试算发现仅仅通过单元细分 使结果向精确解收敛
但收敛速度太慢
即使计算单个截面所耗费的机时也很长 8 的误差[6]为 ο h 加速算法
节点三角形单元采用双线性形函数 单元及细分模式下 例 结果见表 1
且积分公式
( )
2
可以证明在这种
重积分可以采用龙贝格
Romberg
以 TN150x150 截面为 同时 笔者 结果
应用偏微分方程数值解法中的有限元法考虑倒角及端部影响求解型钢截面的扭转惯 性矩是行之有效的
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-7-
2)
截面倒角和端部对扭转惯性矩影响为 则减低扭转惯性矩
考虑倒角可提高扭转惯性矩
相反考虑端部
3) 4)
本文提供的表格精度高
可供设计应用
本文为国内应用 Matlab 的偏微分方程求解 PDE 工具包提供了一个具体实例
ABSTRACT Making use of the knowledge of numerical analyses and the software Matlab, this paper compute the St. Venant torsion constant of hot rolled H sections and cut T sections in GB/T11263-1998. The result is presented in tabular forms to facilitate design use. KEY WORDS Hot rolled H section Cut T section St. Venant torsion constant Partial differential equation Numerical method
8
式中 u1i , u 2i , u 3i Ai
第 i 三角形单元的面积 单元总数
n
该 PDE 工具包可按交互方式或命令行方式操作 笔者采用交互方式和命令行方式混合 编程 以便观察求解过程 程序从数据文件中依次读入每种截面的高 H 宽 B 自动进行单元划分 腹板厚 t1
翼缘厚 t2 及倒角半径 r 运行时可以显示边界情况 薄膜位移 积分得到的扭转惯性矩 I t
1
概述
热轧 H 型钢以其优异的截面特性 成为工字钢的换代产品 剖分 T 型钢由 H 型钢一分 这两种型钢 国外
为二得到
可以代替双角钢 T 型截面 使构造简化
节省钢材和工时
发达国家在建筑中早已广泛大量应用 GB/T11263-1998 的颁布实施
随着国家标准
热轧 H 型钢和剖分 T 型钢
莱钢 马钢
以及鞍钢一轧等万能型钢生产线的引进投产
以三维图形显示得 对单元按图
程序还可以在单元边界中央增加节点
1 方式进行细分 以提高求解精度
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图 2a 可以形象地显示出带倒角 T 型截面的薄膜比拟形状 扭转惯性矩的贡献 而在截面的边缘 薄膜广义位移为 0
图中高耸的部分就是倒角对 6 此图
满足边界条件即式
形的体积的二倍就是扭转惯性矩 重积分按式 8 计算 当单元数量较少时 结果误差大 图形粗糙 如图 2b 事后误差 I 4 n − I n 仍很大 虽然可以不断将单元细分 由于三
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国标 H 型钢和剖分 T 型钢截面扭转惯性矩计算*
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摘 要 关键词 型钢截面的扭转惯性矩并编制成表格 热轧 H 型钢 剖分 T 型钢
徐翔 郝际平 西建大莱钢钢结构研发中心
以便设计应用 扭转惯性矩 偏微分方程
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本文致力于对国标 GB/T11263-1998 提供的截面 应用数值分析和 Matlab 数学计算软件 求解 数值方法
It =
式中ν bi ti 2) 采用的课本
ν ∑ bi ti3 3
H 型钢取 1.29[1][2]
倒角增强系数
型钢组成板件的宽度 型钢组成板件的厚度 计算手册[4]等资料中提供的拟合公式 如文[1]中用下式计算 T 型截
面 文[4]中也给出了类似的 H 型及 T 型截面计算公式
It =
3 αBt 2 t (H − t 2 )t13 + αηD 4 1 − 0.63 2 + 3 B 3
Calculation of Torsional Constant ห้องสมุดไป่ตู้or the Nation Standard Hot-rolled H and Cut T Section Steel
Xu Xiang Hao Jiping (Xi’an Univ. of Arch. & Tech. X.U.A.T. Lai Gang Steel Construction Research & Development Center Xi’an 710055)
u=0
将 φ 代入式 4 并与 T = GI tθ ′ 对比 即得扭转惯性矩
6
I t = 2 ∫∫ u ( x, y )dxdy
A
7
式
5
~式 7
就是本文计算的理论依据
3.2 数值计算求解扭转惯性矩 It
数学计算软件 Matlab 中提供了偏微分方程求解 PDE 工具包 (Partial Differential Equation Toolbox) 采用三节点三角形单元有限元方法求解偏微分方程 然后 由式 5 式 6 得到各
徐翔
郝际平
国标 H 型钢和剖分 T 型钢截面扭转惯性矩计算
钢结构
2003
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4
55~57
[1] [2] [3] [4]
[5]
[6] [7] [8]
郭在田 薄壁杆件的弯曲与扭转 北京 中国建筑工业出版社 1989 CSCM Tables Pour La Construction Metallique Zurich 1980 钢结构 2001 51 2 陈绍蕃 角钢 剖分 T 型钢压杆的弯扭屈曲 2 46~47 [美]R. J. 罗克 Raymond J. Roark W. C. 杨 Warren C. Young ,汪一麟 汪一骏译 应 力应变公式 北京 中国建筑工业出版社 1985 223 226~227 李庆阳 王能超 易大义 数值分析 第四版 北京 清华大学出版社 施普林格出 版社 2001 61 133~135 朱伯芳 有限单元法原理与应用 第二版 北京 中国水利水电出版社 1998 158 徐芝纶 弹性力学 第三版 下册 北京 高等教育出版社 1998 333 山东莱钢万力型钢有限公司企业标准 H100~150 系列热轧轻型 超轻型 H 型钢 2002.02
对于数量 编制表
有限的标准截面 格 使计算更精确
3
计算方法简要介绍
3.1 理论根据
根据符拉索夫薄壁杆件理论 开口薄壁杆件的自由扭转可以用下列泊松方程描述[1] 3
∇ 2φ =
式中 φ
∂ 2φ ∂ 2φ + = −2θ ′G ∂x 2 ∂y 2
普朗特应力函数 扭转率 剪切模量
θ′ G
受扭杆件端面边界条件为
从表 2 可知
高宽比 H/B 为 20 时 矩形截面扭转惯性矩系数 0.323 略小于近似计算所 这是因为在截面端部
采用的高宽比 H/B 趋于无穷大的矩形截面扭转惯性矩系数 0.333 如图 2a 广义薄膜位移逐渐减低为 0 以满足边界条件即式 6
所以在热轧 H 型钢和剖分
T 型钢扭转惯性矩计算结果中 算结果