먼저 H형강의 구조적 특징을 소개하겠습니다.
H형강은 건설용으로 새롭게 개발된 경제적인 강재입니다. H형강은 단면 형상이 경제적이고 합리적이며, 우수한 기계적 특성을 지니고 있습니다. 압연 과정에서 단면의 각 지점별 연신율이 비교적 균일하고 내부 응력이 작습니다. 일반 I형강에 비해 단면 탄성 계수가 크고, 경량이며, 금속 사용량을 절감할 수 있어 건축 구조물의 부피를 30~40% 줄일 수 있습니다. 또한, 다리가 내외측으로 평행하고 다리 끝단이 직각이므로 부재로 조립이 가능하여 용접 및 리벳 작업을 25% 절감할 수 있습니다. H형강은 큰 단면적과 우수한 단면 안정성이 요구되는 대형 건물(공장, 고층 건물 등)뿐 아니라 교량, 선박, 양중 및 운송 기계, 장비 기초, 브래킷, 기초 파일 등에 널리 사용됩니다.
H형강은 I형강을 최적화하여 개발된 경제적인 단면강으로, 특히 단면 형상이 영문 알파벳 "H"와 같다는 점에서 우수한 단면 기계적 특성을 지니고 있습니다. 그 특징은 다음과 같습니다.
넓은 플랜지와 뛰어난 횡강성을 자랑합니다. 굽힘 저항성이 우수하며, I형강보다 약 5~10% 높습니다. 플랜지 양면이 평행하여 연결, 가공 및 설치가 용이합니다. 용접 I형강에 비해 비용이 저렴하고 정밀도가 높으며 잔류 응력이 낮습니다. 고가의 용접 재료 및 용접 검사가 필요 없어 철골 구조물 생산 비용을 약 30% 절감할 수 있습니다. 동일한 단면 하중에서 열연 H형강 구조물의 무게는 기존 철골 구조물보다 15~20% 가볍습니다. 콘크리트 구조물과 비교했을 때, 열연 H형강 구조물은 사용 면적을 6% 증가시키고 구조물의 자중을 20~30% 감소시켜 구조 설계 시 내부 하중을 줄일 수 있습니다. H형강은 T형강으로 가공할 수 있으며, 허니콤 빔과 결합하여 다양한 단면 형상을 만들 수 있어 엔지니어링 설계 및 생산 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
둘째, H형강의 적용 범위:
H형강은 주로 산업 및 토목 구조물의 보와 기둥 부재에 사용됩니다.
①산업 구조물용 철골 구조 하중 지지 브래킷
② 지하 프로젝트용 철제 말뚝 및 지지 구조물
③ 석유화학 및 전력 설비와 같은 산업 설비용 구조물
④장경간 강철교 구성 요소
⑤선박 및 기계 제조용 프레임 구조
⑥기차, 자동차 및 트랙터용 거더 브래킷
⑦항만 컨베이어 벨트 및 고속 배플 브래킷
H형강은 경제적인 단면 강재로 산업, 건설, 교량, 석유 시추 플랫폼 등에서 널리 사용됩니다. 우리나라의 H형강 수요는 2005년에 약 250만 톤, 2010년에 약 500만 톤에 이를 것으로 예측되지만, 현재 우리나라의 연간 H형강 생산 능력은 120만 톤에 불과하여 시장 수요가 매우 큽니다.
셋째, H형강의 특징은 무엇입니까?
1. 높은 구조적 강도: I형강에 비해 단면 계수가 커서 동일한 하중 지지 조건에서 금속 사용량을 10~15% 절감할 수 있습니다.
2. 유연하고 풍부한 디자인 스타일: 동일한 보 높이에서 철골 구조물의 스팬은 콘크리트 구조물보다 최대 50% 더 넓을 수 있어 건물 배치에 더욱 유연성을 제공합니다.
3. 구조물의 경량화: 콘크리트 구조물과 비교하여 구조물의 무게 감소는 구조 설계 시 내부 하중을 줄여주므로, 건물 구조의 기초 처리 요구 사항을 낮추고 시공을 간소화하며 비용을 절감할 수 있습니다.
4. 높은 구조적 안정성: 열간압연 H형강을 주재료로 하는 철골 구조물은 과학적이고 합리적인 구조, 우수한 소성 및 유연성, 높은 구조적 안정성을 갖추고 있어 큰 진동 및 충격 하중을 견뎌야 하는 건축 구조물에 적합합니다. 또한 자연재해에 대한 저항력이 강하며, 특히 지진대에 위치한 건축 구조물에 적합합니다. 통계에 따르면, 규모 7 이상의 세계적인 대지진 재해에서 H형강을 주재료로 하는 철골 구조물이 가장 적은 피해를 입었습니다.
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 증가시킬 수 있습니다.
6. 노동력 및 자재 절감: 용접 H형강에 비해 노동력과 자재를 크게 절감할 수 있으며, 원자재, 에너지 및 노동력 소비를 줄이고, 잔류 응력이 낮으며, 외관 및 표면 품질이 우수합니다.
7. 가공 용이성: 구조물의 연결 및 설치가 쉽고, 분해 및 재사용도 용이합니다.
8. 환경 보호: H형강 사용은 환경 보호에 효과적이며, 구체적으로 세 가지 측면에서 그 효과가 나타납니다. 첫째, 콘크리트에 비해 건식 시공이 가능하여 소음과 먼지 발생량이 적습니다. 둘째, 자중이 감소하여 기초 공사에 필요한 토사량이 적어 토지 자원 훼손이 적습니다. 또한, 콘크리트 사용량이 크게 줄어들고, 산사태 및 석재 굴착량도 감소하여 생태 환경 보호에 기여합니다. 셋째, 건물 수명이 다하여 해체된 구조물에서 발생하는 고형 폐기물량이 적고, 폐강재의 재활용 가치가 높습니다.
9. 높은 산업화 수준: 열연 H형강을 주재료로 하는 철골 구조물은 산업화 수준이 높아 기계 제조, 집약적 생산, 고정밀도, 간편한 설치 및 손쉬운 품질 관리가 용이합니다. 이를 활용하여 주택 제조 공장, 교량 제조 공장, 산업 플랜트 제조 공장 등을 건설할 수 있습니다. 철골 구조물의 발전은 수많은 신흥 산업의 창출과 발전을 견인해 왔습니다.
10. 빠른 시공 속도: 차지하는 면적이 작아 사계절 시공이 가능하며 기후 변화의 영향을 덜 받습니다. 열연 H형강으로 만든 철골 구조물의 시공 속도는 콘크리트 구조물보다 약 2~3배 빠르며, 자본 회전율이 두 배로 높아 금융 비용을 절감하고 투자금을 절약할 수 있습니다.
넷째, H형강과 I형강의 차이점:
일반 I형강이든 경량 I형강이든 단면적이 비교적 크고 좁기 때문에 단면의 두 주요 부분의 관성 모멘트가 상당히 다릅니다. 따라서 일반적으로 I형강은 웨브 평면에서 굽힘이 발생하는 부재나 격자형 하중 지지 부재를 구성하는 데에만 직접 사용할 수 있습니다. 축 방향으로 압축이 가해지는 부재나 웨브 평면에 수직으로 굽힘이 발생하는 부재에는 적합하지 않아 적용 범위가 크게 제한됩니다.
H형강은 효율적이고 경제적인 절단 형상을 가지고 있습니다(다른 종류로는 냉간 벤딩 박판강, 골판강 등이 있습니다). 적절한 단면 형상 덕분에 강재의 효율성을 높이고 하중 지지력을 향상시킬 수 있습니다. 일반적인 I형강과 달리 H형강은 플랜지가 넓고 내외면이 평행한 경우가 많아 고강도 볼트를 사용하여 다른 부품과 쉽게 연결할 수 있습니다. 또한, 다양한 규격과 모델이 제공되어 설계 및 선택이 편리합니다.
H형강의 플랜지는 두께가 동일하며, 압연 단면과 세 개의 강판을 용접하여 만든 복합 단면으로 나뉩니다. I형강은 압연 단면입니다. 생산 기술의 미흡함으로 인해 플랜지 안쪽 가장자리의 경사가 1:10인 경우가 있습니다. H형강의 압연 방식은 일반적인 I형강과 다릅니다. I형강은 수평 롤러 한 세트만 사용하지만, H형강은 플랜지가 넓고 경사가 없거나 매우 작기 때문에 수직 롤러 한 세트를 추가하여 동시에 압연해야 합니다. 따라서 H형강의 압연 공정과 설비는 일반 압연기보다 더 복잡합니다. 중국에서 생산 가능한 압연 H형강의 최대 높이는 800mm입니다. 이 높이를 초과하는 경우 용접 복합 단면으로만 생산할 수 있습니다. 우리나라의 열연 H형강 국가 표준(GB/T11263-1998)에서는 H형강을 좁은 플랜지형, 넓은 플랜지형, 철근형의 세 가지 범주로 분류하며, 각각 hz, hk, hu라는 코드를 사용합니다. 좁은 플랜지 H형강은 보 또는 압축-굽힘 부재에 적합하고, 넓은 플랜지 H형강 및 H형강 말뚝은 축압축 부재 또는 압축-굽힘 부재에 적합합니다. H형강과 비교했을 때, W, IX, IY형강은 동일한 하중 조건에서 H형강보다 성능이 떨어집니다.
게시 시간: 2025년 1월 22일