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工字鐵

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振動的工字鐵圖示
寬翼緣工字鋼和窄翼緣工字鋼

工字鐵,是截面為工字形狀的長條鋼材。是結構工程中所用的柱子的構建用鋼材總稱,又稱工字樑,因橫截面如中文「工」字而得名。按照歐拉-白努力樑理論Euler–Bernoulli beam theory),這種結構抗彎曲和抗剪切剛度很強,但抗扭轉剛度則較差。

歷史

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1849年Forges de la Providence英語Forges de la Providence獲得專利。

總覽

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目前的工字樑主要有兩種。一種是軋制型鋼(Rolled I-beam),還有一種是平面大樑(Plate girder)。

軋制型鋼可以用冷軋制cold rolling)或熱軋制hot rolling),擠壓捲曲來獲得。而平面大樑可以用焊接或用水泥覆蓋來獲得。

設計

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各種不同型號和大小的型鋼被廣泛應用在建造工業中。可利用的平臺提供了一個選擇合適型鋼的可能。H 型鋼即可被當作子使用,也可當作來使用。

鐵路用的鐵軌形狀也類似工字樑,不過因為要承受車輪的輾壓及摩擦,上部較窄但較厚,下部較寬且較薄。

種類

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  • 以所用鋼的材料劃分:工字鋼可用A3F低碳鋼軋制;也有用A5、15MnV、16Mn、l8Nbb等鋼種軋制者。
  • 以截面不同劃分:普通工字鋼、輕型工字鋼和寬翼緣工字鋼,在高度相同時,輕型工字鋼腰厚較薄,重量較輕,但承載能力大。寬翼緣工字鋼又稱H型鋼,腿內側沒有斜度。
  • 以生產方式劃分:直軋、斜軋、直斜混合軋和其他軋法的工字鋼,近年來出現將鋼板焊接成工字鋼,用於橋樑等建築工程。