먼저 H형강의 구조 소개:
H형강은 경제적인 건설용 신개념 강재입니다. H형강은 단면 형상이 경제적이고 합리적이며, 우수한 기계적 성질을 지닙니다. 압연 시 단면 각 지점의 신장이 비교적 균일하고 내부 응력이 작습니다. 일반 I형강과 비교하여 단면 계수가 크고, 경량이며, 금속을 절약할 수 있는 장점이 있어 건축 구조를 30~40%까지 줄일 수 있습니다. 또한, 다리가 내외면이 평행하고, 다리 끝이 직각을 이루기 때문에 부품으로 조립할 수 있어 용접 및 리벳 작업을 25% 절감할 수 있습니다. H형강은 큰 단면 용량과 우수한 단면 안정성이 요구되는 대형 건축물(공장, 고층 빌딩 등)과 교량, 선박, 리프팅 및 운송 기계, 장비 기초, 브래킷, 기초 말뚝 등에 많이 사용됩니다.
H형강은 I형강의 최적화를 통해 개발된 경제적인 단면강으로, 특히 단면 형상이 영어 알파벳 "H"와 동일하여 단면 기계적 특성이 우수합니다. H형강의 특징은 다음과 같습니다.
넓은 플랜지와 높은 횡강성을 지녔습니다. I형강보다 약 5~10% 높은 내굴곡성을 지닙니다. 플랜지의 양면이 서로 평행하여 접합, 가공 및 설치가 용이합니다. 용접 I형강과 비교하여 비용이 저렴하고 정밀도가 높으며 잔류 응력이 낮고 고가의 용접 재료 및 용접 검사가 필요하지 않아 강구조물 제작 비용을 약 30% 절감할 수 있습니다. 동일한 단면 하중에서 열연 H형강 구조물의 무게는 기존 강구조물보다 15~20% 가볍습니다. 콘크리트 구조물과 비교했을 때, 열연 H형강 구조물은 가용 면적을 6% 증가시키고 구조물의 자중을 20~30% 줄여 구조 설계 시 발생하는 내부 하중을 줄일 수 있습니다. H형강은 T형강으로 가공될 수 있으며, 허니콤 보를 결합하여 다양한 단면 형태를 형성할 수 있어 엔지니어링 설계 및 생산 요구를 크게 충족합니다.
둘째, H형강의 적용범위는 다음과 같다.
H형강은 주로 산업 및 토목 구조물의 보와 기둥 부품에 사용됩니다.
①산업용 구조물용 강구조물 하중지지 브라켓
②지하공사용 강재말뚝 및 지지구조물
③석유화학, 전력 등 산업설비 구조물
④장대강교량 부재
⑤선박 및 기계 제조용 프레임 구조물
⑥기차, 자동차, 트랙터용 거더 브라켓
⑦포트 컨베이어 벨트 및 고속 배플 브라켓
H형강은 경제적인 단면강재로, 산업, 건설, 교량, 석유 시추 플랫폼 등에 널리 사용됩니다. 우리나라의 H형강 수요는 2005년에 약 250만 톤, 2010년에는 500만 톤으로 예상되지만, 현재 우리나라의 H형강 연간 생산능력은 120만 톤으로 시장 수요가 매우 큽니다.
셋째, H형강의 특징은 무엇인가?
1. 높은 구조적 강도: I형강과 비교하여 단면 계수가 크고 동일한 하중 지지 조건에서 금속을 10~15% 절약할 수 있습니다.
2. 유연하고 풍부한 디자인 스타일: 동일한 보 높이에서 철골 구조의 스팬은 콘크리트 구조보다 50% 더 커질 수 있어 건물 레이아웃이 더 유연해집니다.
3. 구조물의 경량성: 콘크리트 구조와 비교하여 구조물의 중량이 감소하면 구조물 설계의 내부 힘이 감소하여 건물 구조물의 기초 처리 요구 사항이 낮아지고 시공이 간편하며 비용이 저렴해집니다.
4. 높은 구조적 안정성: 열간압연 H형강을 주재료로 한 강구조물은 과학적이고 합리적인 구조, 우수한 가소성 및 유연성, 높은 구조적 안정성을 갖추고 있어 큰 진동 및 충격 하중을 견디는 구조물에 적합합니다. 자연재해에 대한 저항성이 뛰어나며, 특히 일부 지진대의 구조물에 적합합니다. 통계에 따르면, 규모 7 이상의 전 세계 지진 재해에서 H형강을 주재료로 한 강구조물은 피해가 가장 적었습니다.
5. 구조물의 유효 사용 면적 증가: 콘크리트 구조물에 비해 철골 구조 기둥의 단면적이 작아 건물의 유효 사용 면적을 늘릴 수 있습니다. 건물의 형태에 따라 유효 사용 면적을 4~6%까지 늘릴 수 있습니다.
6. 노동력과 재료 절약: 용접 H형강과 비교하여 노동력과 재료를 크게 절약하고 원자재, 에너지 및 노동력의 소모를 줄이며 잔류 응력이 낮고 외관과 표면 품질이 좋습니다.
7. 가공이 용이합니다. 구조물의 연결 및 설치가 쉽고, 분해 및 재사용이 용이합니다.
8. 환경 보호: H형강은 환경 보호에 효과적이며, 이는 세 가지 측면에서 구체적으로 드러납니다. 첫째, 콘크리트에 비해 건식 시공이 가능하여 소음과 분진 발생이 적습니다. 둘째, 자중이 감소하여 기초 공사에 필요한 토사량이 적어 토지 자원에 대한 피해가 적습니다. 또한 콘크리트 사용량이 크게 감소하여 산 굴착 및 석재 굴착량이 감소하여 생태 환경 보호에 도움이 됩니다. 셋째, 건축물의 사용 수명이 만료되어 해체된 후 발생하는 고형 폐기물량이 적고, 고철 자원의 재활용 가치가 높습니다.
9. 높은 산업화 수준: 열간압연 H형강을 주재료로 하는 강구조물은 높은 산업화 수준을 자랑하며, 기계 제조, 집약 생산, 고정밀도, 간편한 설치 및 품질 보증에 적합합니다. 실제 주택 제조 공장, 교량 제조 공장, 산업 플랜트 제조 공장 등에 건설될 수 있습니다. 강구조물의 발전은 수백 개의 신흥 산업 발전을 창출하고 촉진해 왔습니다.
10. 빠른 시공 속도: 면적이 작아 전천후 시공에 적합하며, 기후 조건의 영향을 덜 받습니다. 열연 H형강으로 제작된 철골 구조물은 콘크리트 구조물보다 시공 속도가 약 2~3배 빠르며, 자본 회전율도 두 배로 높아져 금융 비용 절감 및 투자 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다.
넷째, H형강과 I형강의 차이점은 다음과 같습니다.
I형강은 일반강이든 경량강이든 비교적 크고 좁은 단면 크기를 가지므로, 단면의 두 메인 슬리브의 관성 모멘트가 상당히 다릅니다. 따라서 일반적으로 웹 평면에서 굽혀지거나 격자형 하중 지지 부재를 형성하는 부재에만 직접 사용할 수 있습니다. 축 방향으로 압축된 부재나 웹 평면에 수직으로 굽혀지는 부재에는 적합하지 않아 적용 범위가 크게 제한됩니다.
H형강은 고효율 및 경제적인 절삭 형상을 가지고 있습니다(냉간 굽힘 박육강, 파형강판 등도 사용 가능). 단면 형상이 적절하여 강재의 효율을 높이고 지지력을 향상시킬 수 있습니다. 일반적인 I형강과 달리 H형강은 플랜지가 넓어지고 내외면이 평행하여 고강도 볼트를 사용하여 다른 부품과 쉽게 연결할 수 있습니다. 또한, 구조 시리즈가 합리적이고 모델이 다양하여 설계 및 선정이 편리합니다.
H형강의 플랜지는 두께가 동일하며, 압연 형강과 세 개의 판으로 구성된 결합 형강이 용접되어 있습니다. I형강은 압연 형강입니다. 생산 기술이 부족하여 플랜지의 안쪽 가장자리는 1:10의 경사를 갖습니다. H형강의 압연은 수평 롤러 한 세트만 사용하는 일반 I형강과 다릅니다. 플랜지가 넓고 경사가 없거나 경사가 매우 작기 때문에 동시에 압연을 위해 수직 롤러 세트를 추가해야 합니다. 따라서 압연 공정과 장비가 일반 압연기보다 더 복잡합니다. 중국에서 생산할 수 있는 압연 H형강의 최대 높이는 800mm입니다. 이를 초과하면 용접 결합 형강만 가능합니다. 중국의 열간 압연 H형강에 대한 국가 표준(GB/T11263-1998)은 H형강을 좁은 플랜지, 넓은 플랜지, 강철 파일의 세 가지 범주로 구분하며 각각 코드는 hz, hk, hu입니다. 좁은 플랜지 H형강은 보 또는 압축 굽힘 부재에 적합한 반면, 넓은 플랜지 H형강과 H형강 파일은 축방향 압축 부재 또는 압축 굽힘 부재에 적합합니다. H형강과 비교했을 때, W형강, IX형강, IY형강은 동일한 중량에서 H형강만큼 강하지 않습니다.
게시 시간: 2025년 1월 22일