I ビームの説明: 解剖学、サイズ、タイプ、規格、および製造ガイド

I ビームは、I 形の断面を持つ構造用鋼セクションです。2 つの平行なフランジが 1 つの垂直ウェブで接続されています。それが 1 行の定義です。深さ、フランジ幅、ウェブとフランジの厚さ、グレード、長さ、真直度など、作業記述に含まれる他のすべてのものは、形状だけでは工場、詳細設計者、または溶接工にそれをどう処理するかを指示できないため、存在します。

I ビームの説明を検索するほとんどの人は、次の 4 つのうちの 1 つを必要とします。それは、図面ノートまたは提出物の明確な定義、実際に注文できるサイズ指定、熱間圧延ビームと溶接ビームを見分ける方法、または鋼材が受け入れられる前に確認する詳細の短いチェックリストです。以下のセクションでは、これらを順番に取り上げ、具体的な数字を示します。

簡単な答えは、深さ、フランジ幅、ウェブの厚さ、フランジの厚さ、長さ、鋼種の 6 つの項目で I ビームを説明します。 「IPE300、S355JR、12 m、EN 10365」の説明です。 「200×100 Iビーム」は愛称です。

Iビームとは何ですか?定義と構造

I ビームは両軸に対して対称であり、曲げ応力がまさに最も高くなるフランジに材料を集中させます。この分布により、I ビームは、同じ重量と深さの固体の長方形の棒の数倍の曲げ荷重に耐えます。この 1 つの事実が、これまでに建設されたほぼすべての鉄骨構造でこのプロファイルが存続する理由を説明しています。

6 つの測定値によってセクションが定義されます。それらはあらゆる工場のカタログや、書く価値のあるあらゆる説明に掲載されています。

I ビーム、H ビーム、ワイド フランジ: 同じファミリー、異なる比率

「I ビーム」と「H ビーム」は別の製品ではありません。それらは同じ形状のグループを表します。通常、名前は深さに対するフランジの幅を示します。狭いフランジを持つ深いセクションは大文字の I のように見え、深さに向かってフランジを広げると、同じプロファイルが大文字の H のように見えます。規格や工場カタログでは 2 つの極端な名前に異なる名前が付けられており、図面上の混乱のほとんどはそこから生じています。

フランジが広がると、ビームの横方向の剛性、所定の深さの質量、物理的に適合する接続の詳細という 3 つのことが変化します。

Iビームのサイズ指定の読み方

指定は形状コードに 1 つまたは 2 つの数字を加えたものであり、仕様全体ではありません。 W12x26 は、公称深さ 12 インチ、1 フィートあたり 26 ポンドの重さの W 型を意味します。 IPE 300 は、深さ 300mm の平行フランジ I プロファイルを意味します。 HEB200 は、深さ 200mm の重量ワイドフランジ H セクションを意味します。いずれの場合も、公称数値は実際の寸法に近いですが、正確ではありません。料金を支払うのは深さではなく質量です。

2 つのルールにより、ほとんどの注文ミスを防ぐことができます。まず、帝国指定では公称深さと 1 フィートあたりの実際の質量が引用されています。W12 シリーズ全体の実際の深さだけでも、約 303 mm から約 348 mm まで、およそ 45 mm に及びます。第 2 に、メートル法表記は深さを正確に示します (IPE 300 の深さは 300 mm)。ただし、壁の厚さを調べる必要があり、同じ深さの 2 つのプロファイルでは重量が 3 倍近く異なる場合があります。

標準長さ、鋼種および公差

「I ビーム、12 m」とだけ書かれた注文は、強度、真直度、書類手続きが不明な形状を購入することになります。長さ、グレード、公差は一緒に指定する必要があります。これは、工場が要求を読み取る方法だからです。

工場では 6 メートル、12 メートル、場合によっては 15 ～ 18 メートルにロールされますが、帝国市場では 20 フィートから 40 フィートが見積もられています。12 メートルは、接続数の少なさと道路輸送の制限の間の通常の妥協点であり、ほとんどの輸出出荷が計画されている長さです。

ほとんどの図面には 4 つのグレードが表示されます。

• ASTM A36 — 250 MPa の降伏があり、溶接が容易で、北米では軽量フレームや一般的な製造に一般的です。
• ASTM A992 または A572 Gr. 50 ～ 345 MPa の収量。 A992は建築フレームの標準的なW型グレードです。
• EN 10025-2 S355JR または S355J2 — 収量 355 MPa、JR および J2 の接尾辞は低温使用時のシャルピー衝撃靱性を示します。
• GB/T 1591 Q355B — 一般的な中国グレードで、輸出プロジェクトでは EN または ASTM の二重認定を受けることがよくあります。

現場での議論のほとんどは、キャンバー (垂直方向の弓)、スイープ (水平方向の弓)、およびツイストの 3 つの公差によって引き起こされます。一般的なワイド フランジの制限は、長さ 10 フィートあたり 1/8 インチ、つまり約 0.1 パーセントです。これは、12 m のビームが合法的に約 12 mm 曲がっても通過できることを意味します。直角でないフランジと長さの許容差もまた別の制限となります。ビームをベースプレート上に平らに置く必要がある場合、または接合部と一列に並べる必要がある場合は、店で見つけるのではなく、真直度クラスを注文に入れてください。

熱間圧延か溶接か?説明から分かること

「熱間圧延 W 形状」、「IPE」、または「HEB」という説明は、ビームが単一の部品として工場から出てきたことを意味します。 「溶接板桁」、「組立て梁」、「製作H形」と記載されている場合は、フランジとウェブを板から切り出し、溶接で接合したものを意味します。溶接加工により、標準外の深さ、非常に厚いフランジ、ローリング プログラムで許容されるよりも長いまたは重い単一部品が得られます。

溶接梁により、品質管理が工場内に移ります。仮付けする前にウェブをフランジに対して直角に設定する必要があり、薄いウェブが反らないように入熱を制御する必要があり、溶接部が水平になるようにビームを回転させて接合部を平らに溶接する必要があります。長いウェブとフランジの接合部では、その回転および移動溶接は通常、キャリッジに搭載された浸漬アーク ヘッドを使用して行われます。これを大量に行うショップは、 大型金属構造物の自動溶接 速度だけでなく、12 m の接合部に沿った手動溶接を繰り返すのはほとんど不可能だからです。

コラムおよびブーム溶接システム キャリッジがビームの長さにわたって走行する間、トーチ ヘッドを一定の角度に保持します。これにより、一貫したビードと予測可能な熱入力がまず可能になります。

長い継ぎ目用のSAWコラムおよびブーム溶接システム サブマージ アーク溶接コラムとブームは、厚いプレートや長い縦方向の継ぎ目に一貫したビードを得るためにトーチを正確に位置決めします。 製品を見る→

ポジショニング: ほとんどの説明が省略するステップ

所定の位置にビームを溶接することは、短い部品の場合に機能します。重いもの、または頭上に溶接を行う必要があるものについては、接合部が平らになり、オペレーターが重力に逆らわないように溶接部分を回転させる必要があります。これは溶接の問題ではなく、位置決めの問題であり、通常は、負荷およびオフセット重心に対して定格を備えたポジショナまたは回転装置を使用して解決されます。

溶接物の質量と、その重心がテーブルまたはローラーの中心からどのくらい離れているかという 2 つの数値によって機械が決まります。重心が中心から 800 mm 離れた位置にある 5 t の溶接部を保持する 5 t の定格のポジショナでは、定格荷重のみとは何の関係もない転倒モーメントが発生します。回転トルク、クランプ方法、取り付け面の平坦度はすべて、理想的には最初の溶接を行う前に一緒にチェックする必要があります。

大規模な重量物製造用のダブルコラム溶接ポジショナ VFD 回転と定速リフティングを備えた 2 つの調整されたサポートにより、最大 10 ～ 200 トンの大型、重量、または不規則なワークピースに対応します。 製品を見る→

I ビームが使用される場所

構造物がスパン全体で曲げに耐える必要がある場合は、建築環境の大部分をカバーする最小限の鋼材で I ビームが選択されます。

• 建物フレーム - 床梁、柱、メザニンデッキ
• 橋 - 側桁、クロスブレース、仮設工事
• クレーン滑走路ビーム、モノレール軌道および昇降フレーム
• 機械ベース、スキッド、産業機器フレーム
• トレーラー、シャーシおよび輸送構造物
• 風力タービンの内部構造 - ナセルフレーム、タワープラットフォーム、内部サポート
• コンベヤガントリー、ラックおよび保管構造

風の作品は、製造工場の 2 つの部分がどのように出会うかを示しています。塔は円筒形で、固定されたトーチの下で回転します。内部フレームとプラットフォームは梁であり、平らに溶接されています。この業界にサービスを提供する工場では、通常、ビーム溶接セットアップと回転装置の両方が必要です。これは、円形部分はトーチが静止している間にワークピースを回転させて溶接するためです。

100T フィットアップ溶接回転子手動軌道運動付き 手動軌道移動と調整可能なローラーを備えた 100 トンのフィットアップ回転子で、円周方向および長手方向のシーム溶接中に円筒形ワークピースをスムーズに回転させます。 製品を見る→

I ビームを注文する際に指定するもの

これら 7 つの品目を含む注文に対して質問が返されることはほとんどありません。

I ビームに関するよくある質問

I ビームと H ビームは同じですか?

実際の目的では、はい、どちらの名前も I 字型の断面を表しています。違いは比率です。従来の I ビーム形状には幅が狭く、場合によってはテーパー状のフランジが付いていますが、ワイド フランジと H 断面形状には深さに比べて広い平行フランジが付いています。違いは横方向の安定性、接続スペース、重量に現れます。

W12x26 とはどういう意味ですか?

それは公称深さ 12 インチの W 型で、質量は 1 フィートあたり 26 ポンド、1 メートルあたり約 38.7 kg です。 W12 セクションの実際の深さはシリーズによって異なるため、12 は公称値にすぎません。そのため、セクションのプロパティは名前からではなく常にカタログから取得する必要があります。

I ビームはどの方向からの方が強いですか?

フランジを水平にして直立させます。曲げ能力は深さとともに急激に増加するため、同じ梁を横に置いた場合、強軸強度のほとんどが失われ、はるかに小さい弱軸特性に依存します。梁を柱として使用する場合は、代わりに両方向の座屈をチェックする必要があります。

Iビームは溶接できますか？

はい、溶接が認定された手順に従って行われている場合に限ります。溶接自体よりも 2 つの点が重要です。1 つは厚いフランジに予熱が必要かどうかを決定するグレードの炭素当量、もう 1 つはウェブの反り量を決定する入熱量です。薄いウェブと長いジョイントでは、歪みが大きくなります。

IPEとHEBの違いは何ですか?

どちらも平行フランジの欧州セクションですが、HEB は同じ深さに対してはるかに広いフランジと厚い壁を備えています。IPE 300 の重量は 42.2 kg/m ですが、HEB 300 の重量は 117 kg/m です。 IPE は、曲げ強度が重要であり、横方向のサポートが利用できる梁に適しています。 HEB は、支柱、吊り上げポイント、または重荷重のサポートとしても機能するメンバーに適しています。

覚えていることがあるとすれば、I ビームの記述は名前ではなく一連の数値であるということです。深さ、フランジ幅、ウェブの厚さ、フランジの厚さ、長さ、グレードに加えて、ビームが一体で熱間圧延されているか、プレートから溶接されているかについての明確な記述。これらのアイテムを図面と注文書に記入すれば、質問は現場ではなくデスクで回答されます。