Primeiramente, a introdução estrutural do aço em forma de H:
O aço perfilado em H é um novo tipo de aço econômico para construção civil. O formato da seção transversal do aço perfilado em H é econômico e racional, com boas propriedades mecânicas. Durante a laminação, a extensão de cada ponto na seção transversal é relativamente uniforme e a tensão interna é pequena. Comparado ao aço perfilado em I comum, apresenta as vantagens de alto módulo de seção transversal, leveza e economia de metal, podendo reduzir a estrutura do edifício em 30-40%; e como suas abas são paralelas interna e externamente, e as extremidades das abas formam ângulos retos, ele pode ser montado em componentes, o que pode economizar 25% do trabalho de soldagem e rebitagem. É frequentemente utilizado em grandes edifícios (como fábricas, arranha-céus, etc.) que exigem grande capacidade de seção transversal e boa estabilidade transversal, bem como em pontes, navios, máquinas de elevação e transporte, fundações de equipamentos, suportes, estacas de fundação, etc.
O aço em forma de H é um aço de seção transversal econômica com melhores propriedades mecânicas transversais, desenvolvido a partir da otimização do aço em forma de I, especialmente porque o formato da seção transversal é semelhante à letra “H” do alfabeto inglês. Suas características são as seguintes:
Perfil H de aba larga e alta rigidez lateral. Forte resistência à flexão, cerca de 5% a 10% superior à do aço perfilado em I. As duas superfícies da aba são paralelas entre si, facilitando a conexão, o processamento e a instalação. Comparado com vigas I soldadas, apresenta baixo custo, alta precisão, baixa tensão residual, dispensa o uso de materiais de soldagem caros e inspeção de solda, além de economizar cerca de 30% do custo de produção da estrutura metálica. Sob a mesma carga transversal, o peso da estrutura de aço H laminado a quente é 15% a 20% menor do que o da estrutura metálica tradicional. Comparado com estruturas de concreto, as estruturas de aço H laminado a quente podem aumentar a área útil em 6% e reduzir o peso próprio da estrutura em 20% a 30%, diminuindo a força interna do projeto estrutural. O aço perfilado em H pode ser processado em aço perfilado em T, e vigas alveolares podem ser combinadas para formar diversas seções transversais, atendendo amplamente às necessidades de projeto e produção de engenharia.
Em segundo lugar, o âmbito de aplicação do aço em forma de H:
O aço em forma de H é usado principalmente para componentes de vigas e colunas em estruturas industriais e civis.
① Suportes de carga em estrutura de aço para estruturas industriais
②Estacas de aço e estruturas de suporte para projetos subterrâneos
③Estruturas para equipamentos industriais, como petroquímicos e de energia elétrica
④ Componentes de pontes de aço de grande vão
⑤Estruturas de armação para fabricação de navios e máquinas
⑥ Suportes de viga para trens, carros e tratores
⑦ Correias transportadoras portuárias e suportes defletores de alta velocidade
O aço perfilado em H é um material de seção transversal econômico, amplamente utilizado na indústria, construção civil, pontes, plataformas de perfuração de petróleo, etc. Prevê-se que a demanda do meu país por aço perfilado em H seja de cerca de 2,5 milhões de toneladas em 2005 e 5 milhões de toneladas em 2010, mas a capacidade de produção anual do meu país para aço perfilado em H é atualmente de 1,2 milhão de toneladas, e a demanda do mercado é muito grande.
Terceiro, quais são as características do aço em forma de H?
1. Alta resistência estrutural: Comparado com o aço em forma de I, o módulo de seção é grande e, sob as mesmas condições de carga, pode economizar de 10 a 15% de metal.
2. Estilo de design flexível e rico: Com a mesma altura de viga, o vão da estrutura de aço pode ser 50% maior do que o da estrutura de concreto, tornando o layout do edifício mais flexível.
3. Leveza da estrutura: Comparada com a estrutura de concreto, a redução do peso da estrutura diminui a força interna do projeto estrutural, o que pode tornar os requisitos de tratamento da fundação da estrutura do edifício menores, a construção mais simples e o custo mais baixo.
4. Alta estabilidade estrutural: A estrutura de aço, baseada principalmente em aço laminado a quente em perfil H, possui uma estrutura científica e racional, boa plasticidade e flexibilidade, alta estabilidade estrutural, sendo adequada para construções sujeitas a grandes vibrações e impactos. Apresenta forte resistência a desastres naturais e é particularmente indicada para construções em zonas sísmicas. Segundo estatísticas, em terremotos devastadores de magnitude superior a 7, as estruturas de aço baseadas principalmente em aço em perfil H foram as que sofreram menos danos.
5. Aumentar a área útil da estrutura: Comparadas às estruturas de concreto, as colunas de estruturas de aço possuem uma área de seção transversal menor, o que permite aumentar a área útil do edifício. Dependendo do formato da edificação, esse aumento pode chegar a 4-6%.
6. Economia de mão de obra e materiais: Comparado com o aço soldado em formato de H, permite uma economia significativa de mão de obra e materiais, reduzindo o consumo de matérias-primas, energia e mão de obra, apresentando baixa tensão residual e boa aparência e qualidade superficial.
7. Fácil de usinar: A estrutura é fácil de conectar e instalar, além de ser fácil de desmontar e reutilizar.
8. Proteção ambiental: O uso de perfis de aço em H pode proteger o meio ambiente de forma eficaz, o que se manifesta especificamente em três aspectos: Primeiro, em comparação com o concreto, a construção a seco permite o uso de perfis de aço, que produzem menos ruído e menos poeira; segundo, devido ao peso próprio reduzido, a quantidade de solo utilizada para a fundação é menor, minimizando o impacto sobre os recursos naturais. Além disso, a quantidade de concreto utilizada é significativamente reduzida, diminuindo também a necessidade de escavação em terrenos montanhosos e extração de pedras, o que contribui para a preservação do meio ambiente; terceiro, após o término da vida útil da estrutura e sua desmontagem, a quantidade de resíduos sólidos gerados é pequena, e o valor de reciclagem dos recursos de aço reciclado é alto.
9. Alto grau de industrialização: A estrutura de aço, baseada principalmente em aço laminado a quente em perfil H, possui um alto grau de industrialização, o que facilita a fabricação mecânica, a produção intensiva, a alta precisão, a fácil instalação e o controle de qualidade. Pode ser utilizada na construção de fábricas de casas, pontes, plantas industriais, etc. O desenvolvimento de estruturas de aço impulsionou e criou centenas de indústrias emergentes.
10. Alta velocidade de construção: Ocupa uma área pequena, é adequada para construção em qualquer clima e é menos afetada pelas condições climáticas. A velocidade de construção de estruturas de aço feitas de aço laminado a quente em formato de H é cerca de 2 a 3 vezes maior do que a de estruturas de concreto, e a taxa de retorno do investimento é o dobro, o que reduz as despesas financeiras e economiza capital.
Quarto, a diferença entre o aço em forma de H e o aço em forma de I:
O aço perfilado em I, seja ele comum ou leve, possui uma seção transversal relativamente alta e estreita, resultando em momentos de inércia bastante diferentes entre os dois lados principais da seção transversal. Portanto, geralmente só pode ser utilizado diretamente em elementos flexionados no plano da alma ou para formar elementos estruturais do tipo treliça. Não é adequado para elementos submetidos à compressão axial ou flexionados perpendicularmente ao plano da alma, o que limita consideravelmente seu leque de aplicações.
O aço perfilado em H apresenta um perfil de corte altamente eficiente e econômico (outros incluem aço de parede fina curvado a frio, chapas de aço onduladas, etc.). Devido ao formato racional da seção transversal, ele permite maior eficiência no processamento do aço e melhora sua capacidade de carga. Diferentemente do aço perfilado em I comum, o aço perfilado em H possui flanges mais largas, com superfícies interna e externa geralmente paralelas, o que facilita a conexão com outros componentes por meio de parafusos de alta resistência. Sua estrutura dimensional é robusta e a variedade de modelos é completa, o que facilita o projeto e a seleção.
As flanges do aço perfil H possuem espessura uniforme, com seções laminadas e seções compostas por três chapas soldadas. O aço perfil I é uma seção laminada. Devido à tecnologia de produção deficiente, a borda interna da flange apresenta uma inclinação de 1:10. A laminação do aço perfil H difere da laminação do aço perfil I comum, que utiliza apenas um conjunto de rolos horizontais. Como sua flange é larga e não possui inclinação (ou a inclinação é muito pequena), é necessário adicionar um conjunto de rolos verticais para a laminação simultânea. Portanto, seu processo e equipamentos de laminação são mais complexos do que os de laminadores comuns. A altura máxima do aço perfil H laminado que pode ser produzido na China é de 800 mm. Se ultrapassar esse limite, só pode ser uma seção composta soldada. A norma nacional chinesa para aço perfil H laminado a quente (GB/T11263-1998) divide o aço perfil H em três categorias: flange estreita, flange larga e perfil I, com os códigos hz, hk e hu, respectivamente. As vigas H de aba estreita são adequadas para vigas ou elementos sujeitos à compressão-flexão, enquanto as vigas H de aba larga e as estacas de viga H são adequadas para elementos sujeitos à compressão axial ou à compressão-flexão. Comparadas às vigas H, as vigas W, IX e IY não apresentam o mesmo desempenho sob a mesma carga.
Data da publicação: 22 de janeiro de 2025