KR20120029461A

KR20120029461A - 압연 ｈ형강

Info

Publication number: KR20120029461A
Application number: KR1020127000195A
Authority: KR
Inventors: 다다요시 오까다; 이찌로오 다께우찌
Original assignee: 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2012-03-26
Also published as: HK1171058A1; JP4677059B2; SG177550A1; JPWO2011004895A1; WO2011004895A1; CN102482881A; CN102482881B; US20120186191A1; KR101348866B1

Abstract

이 압연 H형강은 웹 및 플랜지를 갖고, 그 높이 치수를 H로 하고, 상기 플랜지의 폭 치수를 B로 한 경우에 하기 수학식 1을 만족시키고, 인장 강도가 400 내지 510N/㎟이고, 또한 상기 플랜지의 판 두께 치수를 t₂로 하고, 이 압연 H형강의 강재의 설계용 항복 응력을 F(N/㎟)로 한 경우에 하기 수학식 2, 3을 만족시킨다.
[수학식 1]

[수학식 2]

[수학식 3]

Description

압연 Ｈ형강{ROLLED H-SECTION STEEL BEAM}

본 발명은 바닥판 혹은 지붕 바닥판을 직접 지지하고, 기둥과 직접 연결되지 않는 소빔 혹은 탄성 설계 범위 내에서 사용하는 빔 등에 적용되는 압연 H형강에 관한 것이다.

본원은 2009년 7월 9일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2009-162402호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래, 압연 H형강으로서는, 다음의 (1) 내지 (5)와 같은 각종 압연 H형강이 알려져 있다.

(1) 플랜지 폭 두께비가 10 이하이고, 또한 가공 경화를 개시한 후, 6％까지의 변형 범위에 있어서의 가공 경화 지수가 0.2 이상이고, 6％ 이상의 변형 범위에 있어서의 소성 변형 응력의 상승 구배가, 최대 모멘트를 발생하는 위치의 근방의 모멘트 구배보다 큰 것에 의해, 최대 모멘트를 발생하는 위치에 발생한 소성 영역이 그 주위로 확대되는, 내진성이 우수한 압연 H형강(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

(2) 웹 두께ㆍ플랜지 두께비가 1.2 내지 4이고, 주량 접합부 패널 내의 더블러 플레이트나 경사 스티프너 등에 의한 보강을 생략 가능한 기둥용 압연 H형강(예를 들어, 특허 문헌 2 참조).

(3) 웹 두께ㆍ플랜지 두께비가 1.1 내지 2.0이고, 주량 접합부에 있어서의 빔 플랜지 접합 위치의 수평 스티프너, 패널 내의 더블러 플레이트나 경사 스티프너 등에 의한 보강이 생략 가능한 기둥용 압연 H형강(예를 들어, 특허 문헌 3 참조).

(4) 박육 웹 압연 H형강이며, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비가 0.5 이하이고, 또한 압연 제조 시의 웹 리플링 현상을 방지하기 위해, 웹에 소정 간격을 두고 요철을 형성한 압연 H형강(예를 들어, 특허 문헌 4 참조).

(5) 박육 웹 압연 H형강이며, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비가 0.5 이하이고, 또한 압연 제조 시의 웹 리플링 현상을 방지하기 위해, 웹의 일측면만의 길이 방향 전체 길이에 적어도 1개의 돌조 보강 리브가 설치된 압연 H형강(예를 들어, 특허 문헌 5 참조).

또한, 종래의 압연 H형강에 관한 기술로서는, 다음의 (A) 내지 (D)와 같은 기술도 알려져 있다.

(A) 내진성이 우수한 기둥ㆍ빔 부재로 하기 위해, 압연 H형강의 소성 변형 능력을 확보할 필요가 있으므로, 플랜지 폭 두께비 및 웹 폭 두께비를, JIS G 3192나 특허 문헌 6에 개시된 바와 같이, 변형 능력이 있다고 하는 비교적 작은 수치 범위(주용도가 빔이고, 변ㆍ높이비가 0.77 이하의 범위에 있어서, JIS 규격에서는 플랜지 폭 두께비의 상한을 10.0, 웹 폭 두께비의 상한을 56.6으로 함)에서 규정하고 있다.

(B) 단면 2차 모멘트 및 단면 계수의 대중량 효율을 향상시키기 위해, 빔용 압연 H형강의 웹 두께ㆍ플랜지 두께비를, JIS G 3192에 규정된 바와 같이, 비교적 작은 수치 범위(주용도가 빔이고, 변ㆍ높이비가 0.77 이하의 범위에 있어서, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비의 상한을 0.75로 함)에서 규정하고 있다.

(C) 주량 접합부 패널 내의 더블러 플레이트나 경사 스티프너 등에 의한 보강을 생략하기 위해, 기둥용 압연 H형강의 웹 두께ㆍ플랜지 두께비를, 비교적 큰 수치 범위(웹 두께ㆍ플랜지 두께비의 하한을 1.1로 함)에서 규정하는 것도 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 2나 특허 문헌 3 참조).

(D) 압연 제조 시의 웹 리플링 현상을 방지하면서 박육 웹 압연 H형강을 실현하기 위해, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비를, 비교적 작은 수치 범위(웹 두께ㆍ플랜지 두께비의 상한을 0.5)에서 규정하는 것도 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 4나 특허 문헌 5 참조).

(E) 상기 이외에도, ASTM(미국 공업 규격:American Society for Testing and Materials), BS(영국 공업 규격:British Standards), EN(유럽 규격:European Standard, EN)에 있어서, 규격된 압연 H형강이 있다(비특허 문헌 1 내지 3 참조).

일본 특허 출원 공개 제2002-88974호 공보 일본 특허 출원 공개 제2000-54560호 공보 일본 특허 출원 공개 제2003-155779호 공보 일본 특허 출원 공개 소59-141658호 공보 일본 특허 출원 공개 소61-162658호 공보 일본 특허 출원 공개 제2002-88974호 공보

ASTM(미국 공업 규격:American Society for Testing and Materials) BS(영국 규격 British Standards) EN(유럽 규격:European Standard, EN)

압연 H형강의 형상에 대해서는, 상기와 같이, 미국, 영국, 유럽, 일본을 포함하는 각국에 있어서 규격되어 있다. 예를 들어, 일본에서는 JIS G 3192(열간 압연 형강의 형상, 치수, 질량 및 그 허용차)에 기재되어 있는 각종 압연 H형강이 알려져 있다.

JIS G 3192 「열간 압연 형강의 형상, 치수, 질량 및 그 허용차」에 대해, 후기의 표 1에, 이 JIS G 3192에 게재된 「부표 8 H형강의 표준 단면 치수와 그 단면적, 단위 질량, 단면 특성」에 있어서의 단면 치수를 전기하고, 또한 상기 표 1 중에 나타내는, 변ㆍ높이비(B/H)와, 플랜지 폭 두께비(B/(2×t₂))와, 웹 폭 두께비((H－2×t₂)/t₁)와, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)로부터 하기 (a) 내지 (c)를 알 수 있다.

(a) 플랜지 폭 두께비는 3.1 내지 13.4의 범위에 있다.

(b) 웹 폭 두께비는 8.0 내지 56.6의 범위에 있다.

(c) 웹 두께ㆍ플랜지 두께비는 0.53 내지 1.00의 범위에 있다.

표 1에 있어서의 종래의 각종 압연 H형강의 변ㆍ높이비(B/H)가 0.77 이하의 종래의 각종 압연 H형강을 도 1 및 도 4에 백색 ○표로, 또한 표 1에 있어서의 변ㆍ높이비(B/H)가 0.77을 초과하는 종래의 각종 압연 H형강을 ×표로 플롯하여 나타낸다.

도 1 및 도 4는 횡축을 플랜지 폭 두께비(B/(2×t₂))로 하고, 종축을 웹 폭 두께비((H－2×t₂)/t₁)로 하여 나타낸 그래프이다.

또한, 도 2 및 도 5에는 횡축을 변ㆍ높이비(B/H)로 하고, 종축을 웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)로 하고, 표 1에 나타내는 각종 종래의 압연 H형강을 플롯하여 나타낸다.

여기서, 변ㆍ높이비가 0.77 이하의 범위(압연 H형강에 있어서의 플랜지의 폭이고, 세폭 계열 또는 중폭 계열의 압연 H형강으로서 일본 내에서 시판되고 있음)에 있는 압연 H형강은, 주용도가 빔으로 분류되고, 또한 변ㆍ높이비가 0.77 초과의 범위(H형강에 있어서의 플랜지의 폭이고, 광폭 계열의 압연 H형강으로서 시판되고 있음)에 있는 압연 H형강은 주용도를 기둥이나 브레이스로 분류할 수 있다. 또한, 표 1에서는, 높이×변(H×B)(단위 ㎜)이, 150×100, 200×150, 250×175, 300×200, 350×250, 400×300, 450×300, 500×300, 600×300, 700×300, 800×300, 900×300(㎜)이 중폭 계열이고, 높이(H)와 변(B)이 동일 치수인 것이 광폭 계열이고, 그 이외가 세폭 계열이다.

따라서, 주용도가 빔이고, 변ㆍ높이비가 0.77 이하의 범위로 한정되면, 다음의 (d) 내지 (f)를 알 수 있다.

(d) 플랜지 폭 두께비는 3.1 내지 10.0의 범위이고,

(e) 웹 폭 두께비는 17.2 내지 56.6의 범위이고,

(f) 웹 두께ㆍ플랜지 두께비는 0.53 내지 0.75의 범위로 되어 있다.

상기 (d) 내지 (f)와 같이 설정되어 있는 것은, 다음의 (g), (h)와 같은 이유에 의한다.

(g) 플랜지 폭 두께비가 3.1 내지 10.0의 범위이고, 웹 폭 두께비가 17.2 내지 56.6의 범위와 비교적 작은 수치 범위로 되어 있는 것은, 부재 단면을 구성하는 판 요소의 폭과 두께의 비가 크면, 압축력을 받는 부분에 국부 좌굴이 발생하고, 부재 단면의 내력이 저하되어 필요한 소성 변형 능력이 얻어지지 않게 되는 것에 기인하고 있다.

(h) 또한, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비가 0.53 내지 0.75로 비교적 작은 수치 범위로 되어 있는 것은, 빔이 굽힘 응력을 받는 부재이므로, 플랜지를 두껍게 하고, 웹을 얇게 함으로써, 단위 단면적당의 단면 2차 모멘트 및 단면 계수가 상승하는 것에 기인하고 있다.

또한, ASTM(미국 공업 규격), BS(영국 공업 규격), EN(유럽 규격)에 있어서 규격되어 있는 각종 압연 H형강에 대해, 변ㆍ높이비(B/H)가 0.77 이하의 범위의 각종 압연 H형강과, 변ㆍ높이비(B/H)가 0.77을 초과하는 각종 압연 H형강으로 나누어, 변ㆍ높이비(B/H)가 0.77 이하의 범위의 각종 압연 H형강에 대한, 플랜지 폭 두께비, 웹 폭 두께비, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)의 상한에 대해 검토하기 위해, 도 6 내지 도 11에 나타냈다.

또한, 도 6 및 도 7에는 ASTM(미국 공업 규격)에 규격되어 있는 각종 압연 H형강에 대해, 변ㆍ높이비(B/H)가, 0.77 이하의 각종 압연 H형강(중폭, 세폭에 속하는 압연 H형강)을 백색 ○표로 플롯하고, 변ㆍ높이비(B/H)가 0.77을 초과하는 각종 압연 H형강을 ×표로 플롯하여 나타내고 있다. 도 6 및 도 7에 플롯하여 나타내는 ASTM(미국 공업 규격)에 규격되어 있는 각종 압연 H형강의 표는 생략하였다.

도 6은 횡축을 플랜지 폭 두께비(B/(2×t₂))로 하고, 종축을 웹 폭 두께비((H－2×t₂)/t₁)로 하여, ASTM에 규격되어 있는 각종 압연 H형강에 대해, 플롯하여 나타내는 그래프이다. 이 도면으로부터, 백색 ○로 나타내고, 중폭, 세폭에 속하는 압연 H형강에서는, 플랜지 폭 두께비의 상한이 9.4인 것을 알 수 있고, 또한 웹 폭 두께비의 상한이 63.5인 것을 알 수 있었다.

또한, 도 7에는 ASTM에 규격되어 있는 각종 압연 H형강에 대해, 횡축을 변ㆍ높이비(B/H)로 하고, 종축을 웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)로 하여, 각종 압연 H형강에 대해, 플롯하여 나타내고 있다. 이 그래프로부터, 백색 ○로 나타내고, 중폭, 세폭에 속하는 압연 H형강에서는, 변ㆍ높이비(B/H)의 상한이 0.72이고, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)의 상한이 0.82인 것을 알 수 있었다.

또한, 도 8 및 도 9에는 BS(영국 공업 규격)에 규격되어 있는 각종 압연 H형강에 대해, 변ㆍ높이비(B/H)가 0.77 이하인 각종 압연 H형강(중폭, 세폭에 속하는 압연 H형강)을 백색 ○표로 플롯하고, 변ㆍ높이비(B/H)가 0.77을 초과하는 각종 압연 H형강을 ×표로 플롯하여 나타내고 있다. 도 8 및 도 9에 플롯하여 나타내는 BS(영국 공업 규격)에 규격되어 있는 각종 압연 H형강의 표는 생략하였다.

도 8은 횡축을 플랜지 폭 두께비(B/(2×t₂))로 하고, 종축을 웹 폭 두께비((H－2×t₂)/t₁)로 하여, BS에 규격되어 있는 각종 압연 H형강에 대해, 플롯하여 나타내는 그래프이다. 이 도면으로부터, 중폭, 세폭에 속하는 압연 H형강에서는 플랜지 폭 두께비의 상한이 8.6인 것을 알 수 있고, 또한 웹 폭 두께비의 상한이 63.3인 것을 알 수 있었다.

또한, 도 9에는 BS(영국 공업 규격)에 규격되어 있는 각종 압연 H형강에 대해, 횡축을 변ㆍ높이비(B/H)로 하고, 종축을 웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)로 하여, 플롯하여 나타내는 그래프이다. 이 그래프로부터, 백색 ○로 나타내고, 중폭, 세폭에 속하는 압연 H형강에서는, 변ㆍ높이비(B/H)의 상한이 0.66이고, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)의 상한이 0.86인 것을 알 수 있었다.

또한, 도 10 및 도 11에는 EN(유럽 규격)에 규격되어 있는 각종 압연 H형강에 대해, 변ㆍ높이비(B/H)가 0.77 이하의 각종 압연 H형강(중폭, 세폭에 속하는 압연 H형강)을 백색 ○표로 플롯하고, 변ㆍ높이비(B/H)가 0.77을 초과하는 각종 압연 H형강을 ×표로 플롯하여 나타내고 있다. 도 10 및 도 11에 플롯하여 나타내는 EN(유럽 규격)에 규격되어 있는 각종 압연 H형강의 표는 생략하였다.

도 10은 횡축을 플랜지 폭 두께비(B/(2×t₂))로 하고, 종축을 웹 폭 두께비((H－2×t₂)/t₁)로 하여, EN(유럽 규격)에 규격되어 있는 각종 압연 H형강에 대해, 플롯하여 나타내는 그래프이다. 이 도면으로부터, 중폭, 세폭에 속하는 압연 H형강에서는, 플랜지 폭 두께비의 상한이 11.1인 것을 알 수 있고, 또한 웹 폭 두께비의 상한이 58.0인 것을 알 수 있었다.

또한, 도 11에는 EN(유럽 규격)에 규격되어 있는 각종 압연 H형강에 대해, 횡축을 변ㆍ높이비(B/H)로 하고, 종축을 웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)로 하여, 플롯하여 나타내고 있다. 이 그래프로부터, 백색 ○로 나타내고, 중폭, 세폭에 속하는 압연 H형강에서는, 변ㆍ높이비(B/H)의 상한이 0.77이고, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)의 상한이 0.78인 것을 알 수 있었다.

그런데, 소빔은 사용되는 개수가 대빔에 비해 많기 때문에, 필요로 하는 단면 성능을 저하시키지 않고 1개당의 중량을 경량화할 수 있으면, 1개당의 비용 저감이 작아도, 구조물의 본체의 비용의 저감에 크게 기여할 수 있다.

예를 들어, 소빔 등을, 그 내진 성능을 저하시키는 일 없이, 빔 중량을 10％ 이상 경량화할 수 있으면, 빔의 단가를, 예를 들어 10％ 정도 저감시킬 수 있다. 그로 인해, 구조물 본체의 비용을 현격히 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구조물을 경량화할 수 있고, 구조물이 경량화된 만큼, 기둥의 부담이 작아지므로, 구조물의 내진 성능의 향상에도 기여할 수 있다.

또한, 미국, 영국, 혹은 유럽 및 일본을 포함하는 주요 선진국에 있어서 규격되어 있는 압연 H형강보다도, 소빔용으로서 경량화되어 있는 동시에 단면 성능을 저하시키고 있지 않은 압연 H형강이 요망된다.

본 발명은 상기와 같은 과제의 해결에 유리한 압연 H형강의 제공을 목적으로 한다.

상기한 과제를 유리하게 해결하기 위해, 이하의 수단을 채용하였다.

(a) 본 발명의 일 형태에 관한 압연 H형강은 웹 및 플랜지를 갖고, 그 높이 치수를 H로 하고, 상기 플랜지의 폭 치수를 B로 한 경우에 하기 수학식 1을 만족시키고, 인장 강도가 400 내지 510N/㎟이고, 또한 상기 플랜지의 판 두께 치수를 t₂로 하고, 이 압연 H형강의 강재의 설계용 항복 응력을 F(N/㎟)로 한 경우에 하기 수학식 2, 3을 만족시킨다.

[수학식 1]

[수학식 2]

[수학식 3]

(b) 상기 (a)에 기재된 압연 H형강이, 상기 웹의 판 두께 치수를 t₁로 한 경우에 하기 수학식 4를 만족시켜도 좋다.

[수학식 4]

(c) 상기 (a)에 기재된 압연 H형강에서는, 또한 상기 웹의 판 두께 치수(t₁) 및 상기 플랜지의 판 두께 치수(t₂)가, 하기 수학식 5를 만족시켜도 좋다.

[수학식 5]

상기 (a)에 기재된 압연 H형강에 따르면, 설계용 항복 응력(F)이, 상기의 범위에 있어서 변화되는 소재를 사용해도, 주요국에 있어서의 협폭 혹은 중폭에 속하는 압연 H형강의 플랜지 폭 두께비를 용이하게 치수 규정하고, 압연 H형강의 단면 형상을 규정할 수 있다.

또한, 이 압연 H형강은 미국, 영국, 유럽 혹은 일본의 주요국에 있어서 규정되어 있는 종래의 압연 H형강보다도 경량화할 수 있다. 또한, 이 압연 H형강의 단면 성능은 상기 주요국에 있어서 대응하는 압연 H형강과 동등 이상으로 유지하는 것이 가능하다. 따라서, 이 압연 H형강에 따르면, 상기 주요국을 포함하는 세계 각국에 있어서, 용이하게 치수 설정하여 적용할 수 있다.

또한, 압연 H형강의 플랜지 폭 치수(B)와 플랜지의 판 두께 치수 t₂에 의한 플랜지 폭 두께비(B/(2×t₂))를, 상기 수학식 2의 범위로 설정하면 되므로, 이 압연 H형강에 사용하는 강재의 설계용 항복 응력(F)이 변화되어도, 용이하게 압연 H형강의 플랜지 폭 두께비(B/(2×t₂))를 설정할 수 있다.

즉, 이 압연 H형강은 H형강의 높이 치수(H)와, 플랜지의 폭 치수(B)와, 플랜지의 판 두께 치수(t₂)와, 강재의 설계용 항복 응력(F)(N/㎟)의 관계로부터, 압연 H형강의 치수를 용이하게 설정하고 있다. 그로 인해, 종래의 압연 H형강에 비해, 단면 성능을 저하시키는 일 없이, 단면적을 저감시켜, 경량화된 신규의 치수 형상의 압연 H형강으로 할 수 있다.

또한, 상기 (2)의 경우, 압연 H형강의 웹 폭 두께비인 ((H－2×t₂)/t₁)을, H형강의 높이 치수(H)와 웹의 판 두께 치수(t₁)와 플랜지의 판 두께 치수(t₂)와 강재의 설계용 항복 응력(F)(N/㎟)의 관계로부터, 소정의 범위로 설정할 수 있다. 그 결과, 단면 성능을 종래 공지의 압연 H형강에 비해 저감시키는 일 없이, 강재 중량을 저감시킬 수 있고, 새로운 치수 형상의 압연 H형강을 제공할 수 있다.

예를 들어, 상기와 같이 치수 설정되는 이 압연 H형강은, 그 1개당의 중량을 종래의 것보다도 10％ 정도 경량화할 수 있다. 그 결과, 압연 H형강 1개당의 비용을 저감시킬 수 있고, 이것을 사용한 구조물의 비용의 저감에도 크게 기여할 수 있다. 예를 들어, 소빔을, 그 내진 성능을 저하시키는 일 없이 10％ 이상 경량화할 수 있고, 소빔의 단가를, 예를 들어 10％ 정도 저감시킬 수 있다. 그로 인해, 구조물의 건조 비용을 현격히 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 소빔의 경량화에 의해 구조물을 경량화할 수 있어, 내진 성능의 향상을 도모할 수도 있다.

특히, 범용성이 높은 소빔용 압연 H형강에 적용할 수 있으므로, 종래의 압연 H형강보다도 단면적을 10％ 정도 저감시킨 후에, 종래와 동등 이상의 단면 성능을 갖는 소빔으로 할 수 있다. 그 결과, 저렴하면서도 단면 2차 모멘트를 15％ 이상 또한 최대 60％ 정도 향상시키고, 또한 단면 계수를 동등 정도 이상 또한 최대 15％까지 향상시킨 소빔으로 할 수 있다.

또한, 상기 (a) 내지 (c)의 조합에 의해 압연 H형강의 치수를 설정한 경우, 강재의 기준 강도로서 상기 설계용 항복 응력(F)(N/㎟)을 235≤F≤275로 확대한 경우라도, 압연 H형강 1개당의 중량을 종래의 제품보다도, 적어도 5％ 정도 이상 최대 15％ 정도 경량화할 수 있어, 압연 H형강 1개당의 비용을 저감시킬 수 있다. 따라서, 이 압연 H형강을 사용한 구조물의 건조 비용의 저감에 크게 기여할 수 있다. 예를 들어, 소빔을, 그 내진 성능을 저하시키는 일 없이, 그 중량을 적어도 5％ 정도 이상 또한 최대 15％까지 경량화할 수 있다. 따라서, 소빔의 단가를, 예를 들어 5％ 정도 이상 또한 15％ 정도까지 저감시킬 수 있다. 그로 인해, 구조물의 비용을 현격히 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 소빔의 경량화에 의해 구조물을 경량화할 수 있어, 내진 성능의 향상을 도모할 수도 있다.

하중 부담이 적은 부재인 소빔용 압연 H형강에 최적이고, 종래의 압연 H형강보다도 중량을 적어도 5％ 정도 이상 또한 최대 15％ 정도까지 저감시킨 후에, 종래의 제품과 동등 이상의 단면 성능을 갖는 소빔으로 할 수 있다. 따라서, 저렴하고 단면 2차 모멘트가 5％ 정도 이상 또한 최대 65％ 정도, 또한 단면 계수를 종래 제품과 동등 정도 이상으로부터 최대 20％ 정도까지 향상시킨 소빔으로 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 각종 압연 H형강과 JIS 규격에 준하는 각종 압연 H형강에 있어서의, 웹 폭 두께비와 플랜지 폭 두께비의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 상기 실시 형태에 관한 각종 압연 H형강과 JIS 규격에 준하는 각종 압연 H형강의 웹 두께ㆍ플랜지 두께비와 변ㆍ높이비의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 압연 H형강의 각 부의 대표 치수를 나타내는 도면이며, 그 길이 방향에 수직인 단면에서 본 경우의 외형도이다.
도 4는 JIS 규격에 준하는 각종 압연 H형강의 웹 폭 두께비와 플랜지 폭 두께비의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 JIS 규격에 준하는 각종 압연 H형강의 웹 두께ㆍ플랜지 두께비와 변ㆍ높이비의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 ASTM 규격에 준하는 각종 압연 H형강의 웹 폭 두께비와 플랜지 폭 두께비의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 ASTM 규격에 준하는 각종 압연 H형강의 웹 두께ㆍ플랜지 두께비와 변ㆍ높이비의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 BS 규격에 준하는 각종 압연 H형강의 웹 폭 두께비와 플랜지 폭 두께비의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9는 BS 규격에 준하는 각종 압연 H형강의 웹 두께ㆍ플랜지 두께비와 변ㆍ높이비의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은 EN 규격에 준하는 각종 압연 H형강의 웹 폭 두께비와 플랜지 폭 두께비의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11은 EN 규격에 준하는 각종 압연 H형강의 웹 두께ㆍ플랜지 두께비와 변ㆍ높이비의 관계를 나타내는 그래프이다.

다음에, 본 발명의 압연 H형강의 일 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.

우선, 도 3에는 본 실시 형태의 압연 H형강 1 및 종래예의 압연 H형강 2의 각 부의 대표 치수가 나타나 있다. 부호 H는 H형강 1(2)의 높이 치수(㎜)를, 부호 B는 H형강 1, 2의 플랜지 폭인 변의 길이 치수(㎜)를, 부호 t₁은 웹(3)의 두께 치수(㎜)를, 부호 t₂는 플랜지(4)의 두께 치수(㎜)를, 부호 r은 웹(3)과 플랜지(4)의 내측 코너부의 곡률 반경 r(㎜)을 각각 나타내고 있다.

그리고, 주용도를 빔으로 하기 위해, 상기한 종래의 경우와 마찬가지로, 본 실시 형태의 압연 H형강은 H형강 1의 높이 치수(H) 및 플랜지 폭인 변의 길이 치수(B)(이하, 변의 길이를, 단순히 변이라고도 함)의 관계가 하기 수학식 1을 만족시킨다.

[수학식 1]

상기와 같이, 압연 H형강 1의 높이 치수(H) 및 플랜지 폭인 변의 길이 치수(B)의 관계를 규정한 이유는, 상술한 종래 제품에 있어서의 이유와 마찬가지이다. 즉, 압연 H형강 1의 높이 치수(H) 및 플랜지 폭인 변의 길이 치수(B)의 비인 변ㆍ높이비(B/H)가 0.77 미만인지, 또는 그 이상인지는 그 용도에 의한다. 즉, 이 변ㆍ높이비(B/H)가 0.77을 초과하는 광폭의 경우에는 주로 기둥용으로서 사용되고, 변ㆍ높이비(B/H)가 0.77 이하의 중폭 또는 소폭의 경우에는 주로 빔용으로서 사용되므로, 이와 같은 실용상의 지표를 본 실시 형태에서도 채용하고 있다.

본 실시 형태에서 대상으로 하고 있는 압연 H형강은 변ㆍ높이비(B/H)가 0.77 이하에 속하는, 주로 소빔용 압연 H형강으로, 강재의 인장 강도가 400 내지 510N/㎟[강재의 설계용 항복 응력(F)이 235N/㎟ 내지 275N/㎟]이다. 즉, JIS G 3101에 있어서 SS400(인장 강도 400N/㎟ 내지 510N/㎟), JIS G 3106에 있어서 SM400A, B, C(인장 강도 400N/㎟ 내지 510N/㎟), JIS G 3136에 있어서 SN400A, B, C(인장 강도 400N/㎟ 내지 510N/㎟)에 상당하는 강재로 이루어지는 압연 H형강이다.

또한, 본 실시 형태의 압연 H형강은 그 탄성 범위에서 사용하는 압연 H형강으로, 예를 들어 소빔용으로서 사용함으로써, 탄성 범위 내의 사용에 그치므로, 빔 부재의 필요 소성 변형 능력은 제로(소성률 1.0)로 충분해진다.

이와 같이, 본 실시 형태에 있어서 대상으로 하는 압연 H형강 1은 탄성 범위 내에서 사용하는 압연 H형강으로, 필요 소성 변형 능력을 제로(소성률 1.0)로 함으로써, 플랜지 폭 두께비 B/(2×t₂)는 JIS G 3192나 일본 특허 출원 공개 제2002-88974호 공보에 개시되는 수치 범위, 즉 플랜지 폭 두께비 B/(2×t₂)의 상한값 10.0을 최저값으로 하는 것이 생각된다. 그러나, 이 값 이외에도, 도 6에 도시하는 ASTM 규격의 각종 압연 H형강을 플롯하여 나타내는 그래프에서는, 플랜지 폭 두께비 B/(2×t₂)가 9.4이고, 도 10에 도시하는 EN 규격의 각종 압연 H형강을 플롯하여 나타내는 그래프에서는 플랜지 폭 두께비의 상한이 11.1이므로, 본 실시 형태에서는 플랜지 폭 두께비 B/(2×t₂)를 11.1보다도 크게 하고 있다.

마찬가지로, 웹 폭 두께비 (H－2×t₂)/(t₁)은 JIS G 3192나 일본 특허 출원 공개 제2002-88974호 공보에 개시되는 수치 범위이다. 즉, 도 1 및 도 4에 도시하는 JIS 규격의 각종 압연 H형강을 플롯하여 나타내는 그래프에서는, 웹 폭 두께비 (H－2×t₂)/(t₁)의 상한값이 56.6이고, 도 6에 도시하는 ASTM 규격의 각종 압연 H형강에서는 63.5이고, 도 8에 도시하는 BS 규격의 각종 압연 H형강에서는 63.3이고, 이들보다, 도 6에 도시하는 ASTM 규격의 각종 압연 H형강의 상한값 63.5가 가장 크기 때문에, 본 실시 형태에서는 ASTM 규격의 각종 압연 H형강의 상한값 63.5보다도 크게 하고 있다.

본 실시 형태에 있어서의 압연 H형강 1의 플랜지 폭 두께비 B/(2×t₂) 및 웹 폭 두께비 (H－2×t₂)/(t₁)의 상한값으로서는, 건축 기준법(2007년 5월 18일 국토 교통성 고시 제596호)에서 정해져 있는 제한값(AIJ 설계 기준에서도 마찬가지로 규정)이, 인장 강도가 400 내지 510N/㎟이고, 강재의 설계용 항복 응력(F)이 235N/㎟인 경우에 플랜지 폭 두께비 B/(2×t₂)가 15.5 이하로 되기 때문에, 웹 폭 두께비 (H－2×t₂)/(t₁)은 71.0 이하로 하고 있다.

압연 H형강 1의 플랜지 폭 두께비 B/(2×t₂) 및 웹 폭 두께비 (H－2×t₂)/(t₁)의 상한값으로서, 강재의 설계용 항복 응력(F)이 235N/㎟인 경우에는, 표 1에 나타낸 바와 같이, AISC 설계 기준에서는 16.5로 규정되고, BS 설계 기준에서는 16.2로 규정되고, EN 설계 기준에서는 14.0으로 규정되어, 유럽에 있어서의 EN 설계 기준이 가장 엄격한 설계 기준으로 되어 있다. 이것으로부터, 본 실시 형태에서는, 압연 H형강의 플랜지 폭 두께비 B/(2×t₂)로서 14.0을 채용하고, 이 값을, 설계용 항복 응력(F)을 사용하여 일반화하여, 215/√(F)로 하고 있다.

허용 응력도 설계하는 경우에, 압연 H형강의 웹 폭 두께비 (H－2×t₂)/(t₁)에 대해서는, AISC 설계 기준과 BS 설계 기준에서는 규정되어 있지 않고, 또한 EN 설계 기준에서는 124.0으로 규정되어 있다. 이것으로부터, 본 실시 형태에서는 AIJ 설계 기준에 규정되어 있는 웹 폭 두께비 (H－2×t₂)/(t₁)의 71.0을 채용하고, 이 값을, 설계용 항복 응력(F)을 사용하여 일반화하여, 1100/√(F)로 하고 있다.

[표 1]

압연 H형강을 구성하는 플랜지 및 웹을 판 요소라고 생각하고, 그 탄성 국부 좌굴 강도(σcr)와 각국의 규정값에 대해 검토하면, 판의 탄성 국부 좌굴 이론값은 다음 식 2에서 구해진다.

[식 2]

여기서, k는 좌굴 계수, E는 영률, ν는 포와송비, t는 판 두께, b는 판 폭이다.

압연 H형강에서는, 그 플랜지가 3변 단순 지지ㆍ1편 자유의 직사각형판(좌굴 계수 k＝0.425), 웹이 주변 단순 지지의 직사각형판(좌굴 계수 k＝4.00)과 이상화한 경우, 이들 판 요소가 항복 응력에 도달할 때까지 국부 좌굴을 일으키지 않기 위해서는, σcr＝F로 해 두고, 상기 수학식 2는 하기와 같이 단순화된다.

3변 단순 지지ㆍ1편 자유의 경우(플랜지의 경우)에는, t＝t2, b＝B이므로, (B/t2)＝281/√(F)로 되고, 이것으로부터 상기 표 1 중에 기재된 18.3을 이론값으로서 얻을 수 있다.

또한, 주변 단순 지지의 경우(웹의 경우)에는, t＝t1, b＝H이므로, (H/t1)＝862/√(F)로 되고, 이것으로부터 상기 표 1 중에 기재된 56.2를 이론값으로서 얻을 수 있다.

압연 H형강은 횡좌굴ㆍ굽힘 비틀림 좌굴이 발생하기 쉬운 단면 형상을 갖는다. 특히 플랜지는 빔의 내력을 확보하기 위해 가장 중요한 부위이다. 이것으로부터, 탄성 국부 좌굴보다 약간 엄격하게 설정하고, 3변 단순 지지ㆍ1편 자유의 경우(플랜지의 경우)에는 허용 응력도 설계에 있어서 14.0이므로, (B/t2)＝X/√(F)의 값이 14.0으로 되도록, 상기 X의 값을 구하고, (B/t2)＝215/√(F)와, 설계용 항복 응력(F)을 사용하여 일반화하고 있다.

또한, 압연 H형강을 사용한 빔에서는, 작용 전단력이 웹의 전소성 전단 내력을 초과하지 않는 한, 전단력에 의한 전소성 모멘트의 저하는 무시할 수 있는 것을 알 수 있다. 그로 인해, 웹은 탄성 국부 좌굴보다도 약간 완만해지도록, 하기와 같이 하고 있다.

주변 단순 지지의 경우(웹의 경우)에는, 허용 응력도 설계에 있어서 71.0이므로, (H/t1)＝Y/√(F)의 값이 71.0으로 되도록, 상기 Y의 값을 구하고, (H/t1)＝1100/√(F)와, 설계용 항복 응력(F)(N/㎟)을 사용하여 일반화하고 있다.

따라서, 상기한 플랜지의 폭인 변의 길이 치수(B)와 플랜지 두께(t₂)의 관계를,

로 규정함으로써, 플랜지 폭 두께비 B/(2×t₂)를 규정하고 있는 여러 나라에 있어서, 새로운 단면 형상의 압연 H형강이고, 그 강중(鋼重)의 경감을 도모하면서, 요구되는 단면 성능과 동등 이상의 중폭 및 세폭의 압연 H형강이고, 치수 설정도 용이한 압연 H형강을 제공할 수 있다.

또한, 웹 폭 두께비 (H－2×t₂)를 규정하고 있는 나라에 있어서는, 상기와 같이, 상기 높이(H)와 웹 두께(t₁), 플랜지 두께(t₂)의 관계가, 설계용 항복 응력(F)(N/㎟)이 235≤F≤275로 한 경우,

로 하고 있다.

한편, 상기한 플랜지 폭 두께비 B/(2×t₂) 및 웹 폭 두께비 (H－2×t₂)/(t₁)을 종래보다도 크게 함으로써, 압연 H형강 1의 단면의 높이 치수(H) 및 변의 치수(B)를 확대할 수 있으므로, 웹 두께(t₁)가 플랜지 두께(t₂)와 동일 두께보다 약간 얇은 정도라도, 굽힘 응력에 저항하는 데 있어서의 단위 단면적당의 단면 2차 모멘트(I) 및 단면 계수(Z)를 종래의 경우보다도 높여, 강성(특히, 강축 주위)을 향상시키는 것이 가능해진다.

따라서, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)는 JIS G 3192에서 개시되는 수치 범위, 즉 웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)의 상한값 0.75보다 크게 할 수 있다.

따라서, 본 실시 형태에서는 웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)의 하한값을 0.75보다도 크게 하고 있다.

또한, 웹 두께(t₁)가 플랜지 두께(t₂)와 동일 두께 이상으로 되면, 단면 2차 모멘트(I) 및 단면 계수(Z)의 대중량 효율이 악화되므로, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)는 1.0 미만으로 하고 있다.

따라서, 본 실시 형태의 압연 H형강 1에서는, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)의 상한값으로서,

으로 하고 있다.

상기와 같은 점을 고려하여, 각종 치수로 설정된 본 실시 형태의 각종 압연 H형강 1을 본 발명예 A 내지 H로 하여 표 3에 나타낸다. 표 3에는 단면 치수와, 변ㆍ높이비(B/H)와, 플랜지 폭 두께비 B/(2×t₂)와, 웹 폭 두께비 (H－2×t₂)/(t₁)와, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)와, 단면 성능을 나타낸다. 또한, 표 3에는 본 발명예 A 내지 H에 대응하는 일본에 있어서의 종래의 각종 압연 H형강 2를 종래예 A 내지 H로 하여 표 3에 합쳐서 나타냈다. 또한, 표 3에는 본 발명예 A 내지 H와 이것에 대응하는 종래예 A 내지 H의, 단면적비, 강축 주위의 단면 2차 모멘트비 및 강축 주위의 단면 계수비를 나타냈다.

또한, 플랜지 폭 두께비를 횡축, 웹 폭 두께비를 종축에 취한 도 1에 도시하는 좌표축 상에 있어서, 종래예 A(내지 H)로부터 본 발명예 A(내지 H)로의 이동 거리(무명수)를 각 실시예마다 산출하면, 하기와 같이 되고, 본 발명의 실시예 A 및 B(횡축:플랜지 폭 두께비, 종축:웹 폭 두께비에 있어서의 좌표축 상에서의 이동 거리>30)는 C 내지 H(동일 좌표축 상에서의 이동 거리<25)보다 이동 거리(무명수)가 커지는 만큼, 즉 H형 단면의 폭과, 높이가 보다 확대된 만큼 단면 2차 모멘트비가 커지는 것을 알 수 있었다.

실시예 종래예로부터 본 발명예로의 이동 거리 단면 2차 모멘트비

A 33.3 1.61

B 31.8 1.39

C 23.6 1.17

D 21.3 1.23

E 18.4 1.18

F 23.1 1.21

G 22.0 1.14

H 19.7 1.14

[표 2-1]

[표 2-2]

[표 2-3]

[표 3]

표 3에 나타내는 본 실시 형태의 단면 성능과 같이, 본 발명예 A 내지 H는 소빔용 압연 H형강으로서, 모두 변ㆍ높이비가 0.51 이하, 플랜지 폭 두께비가 11.8 이상 13.8 이하, 웹 폭 두께비가 64.6 이상 또한 69.8 이하, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비가 0.77 이상 또한 0.95 이하로 되어 있다.

또한, 표 3에 있어서의 본 실시 형태의 압연 H형강인 본 발명예 A 내지 H와, 이것에 대응한 종래의 압연 H형강인 종래예 A 내지 H를 비교하면, 종래예에 비해, 웹 두께(t₁) 및 플랜지 두께(t₂)를 작게 하고, 높이 치수(H) 및 플랜지 폭인 변의 치수(B)를 크게 한 본 실시 형태의 압연 H형강인 본 발명예 A 내지 H에서는, 단면적 A에서 10％로부터 16％ 저감시킬 수 있고, 강축 주위의 단면 2차 모멘트(I)비에서 14％로부터 61％ 성능 향상시킬 수 있고, 또한 강축 주위의 단면 계수(Z)비에서 동등으로부터 17％ 성능 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다.

또한, 표 2-1 내지 표 2-3에 있어서, 변ㆍ높이비(B/H)의 최소값으로서는, 0.33인 것을 알 수 있다.

또한, 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 플랜지 폭 두께비－웹 폭 두께비의 그래프 상에 있어서, 본 실시 형태의 상기 수학식 1, 3 내지 4의 각 조건을 만족시키는 본 발명예 A 내지 H를 포함하는 압연 H형강 1은 일본 내국 및 외국에 있어서의 종래 공지의 압연 H형강의 영역과 명확하게 구별할 수 있는 영역의 압연 H형강인 것을 알 수 있다(도 1, 6, 8, 10 참조).

또한, 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 변ㆍ높이비(B/H)－웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)의 그래프 상에 있어서, 본 실시 형태의 상기 수학식 1, 3 내지 4의 조건을 만족시키는 본 발명예 A 내지 H를 포함하는 압연 H형강 1은 일본 내국 및 외국에 있어서의 종래 공지의 압연 H형강의 영역과 명확하게 구별할 수 있는 영역의 압연 H형강인 것을 알 수 있다(도 2, 7, 9, 11 참조).

또한, 표 3 및 도 1, 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시 형태와 같이 치수 설정된 압연 H형강 1은 종래 공지의 압연 H형강의 경우보다도, 현격히 단면 성능이 우수하다.

도 1 및 표 3에서는 강재의 기준 강도 F가 235N/㎟인 경우에 있어서의 본 실시 형태예 및 종래예의 단면 성능을 나타냈지만, 다음에, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 강재의 기준 강도(F)(N/㎟)가 235≤F≤275인 경우, 또한 구체적인 기준 강도(F)가 275N/㎟인 경우에 있어서의 본 실시 형태예의 단면 성능에 대해, 종래예와 비교하여 설명한다.

상기와 같이, 소빔용 압연 H형강으로 함으로써, 탄성 범위 내의 사용에 그치므로, 빔 부재의 필요 소성 변형 능력은 제로(소성률 1.0)로 충분해진다. 따라서, 플랜지 폭 두께비 및 웹 폭 두께비는 JIS G 3192나 일본 특허 출원 공개 제2002-88974호 공보나 EN 규격이나 ASTM 규격에서 나타내는 수치 범위(플랜지 폭 두께비의 상한 11.1, 웹 폭 두께비의 상한 63.5)보다 크게 할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서의 압연 H형강 1의 플랜지 폭 두께비 B/(2×t₂) 및 웹 폭 두께비 (H－2×t₂)/(t₁)의 상한값으로서는, 건축 기준법(2007년 5월 18일 국토 교통성 고시 제596호)에 정해져 있는 제한값을 만족시키고 있는 동시에 AISC 설계 기준이나 BS 설계 기준, EN 설계 기준을 만족시키면 된다. 즉, 인장 강도가 400 내지 510N/㎟[강재의 기준 강도(F)가 235N/㎟]인 경우에는, 플랜지 폭 두께비 B/(2×t₂)는 215/√(F) 이하(즉, 14.0 이하)이고, 웹 폭 두께비 (H－2×t₂)/(t₁)는 1100/√(F) 이하(즉, 71.0 이하)로 되므로, 인장 강도가 400 내지 510N/㎟[강재의 기준 강도(F)가, 235≤F≤275N/㎟]이고, 설계용 항복 응력을 F로 한 경우에는, 플랜지 폭 두께비 B/(2×t₂)는 215/√(F) 이하로 하면 좋고, 또한 웹 폭 두께비 (H－2×t₂)/(t₁)는 1100/√(F) 이하로 하면 좋다.

예를 들어, 설계용 항복 응력(F)이 275N/㎟인 경우에는, 플랜지 폭 두께비 B/(2×t₂)는 215/√275 이하(즉, 12.9 이하)로 하면 좋고, 또한 웹 폭 두께비 (H－2×t₂)/(t₁)는 1100/√275 이하(즉, 66.0 이하)로 하면 좋다.

상기와 같은 강재의 설계용 항복 응력(F)(N/㎟)이 235≤F≤275N을 만족시키는 것이 요구되는 본 실시 형태의 압연 H형강 및 그 각 부의 치수는, 다음과 같이 설정된다.

압연 H형강의 높이(H) 및 플랜지 폭인 변의 길이(B)의 관계가,

인 인장 강도가 400 내지 510N/㎟의 압연 H형강이며, 상기 변의 길이 치수(B)와 플랜지 두께 치수 t₂의 관계가,

로 규정되는 압연 H형강으로 하면 좋다. 또한, 경우에 따라서는, 상기의 조건을 만족시키는 것이고, 또한 상기 높이 치수(H)와 웹 두께 치수(t₁)와, 플랜지 두께 치수(t₂)의 관계가,

[단, F는 강재의 기준 강도(N/㎟)이고, 235≤F≤275]로 규정되는 압연 H형강으로 하면 된다.

또한, 경우에 따라서는, 상기의 조건을 만족시키고, 또한 웹 두께 치수(t₁)와 플랜지 두께 치수(t₂)의 관계가,

인 압연 H형강으로 하면 좋다.

예를 들어, 강재의 기준 강도(F)가 275N/㎟인 경우에 대해, 상기와 같은 조건으로 각종 치수로 설정된 본 실시 형태의 각종 압연 H형강 1을 본 발명예 A 내지 H로 하여 표 4에 나타낸다. 표 4에 단면 치수와, 변ㆍ높이비(B/H)와, 플랜지 폭 두께비 B/(2×t₂)와, 웹 폭 두께비 (H－2×t₂)/(t₁)과, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비(t₁/t₂)와, 단면 성능을 나타낸다. 또한, 표 4에 본 발명예 A 내지 H에 대응하는 종래의 각종 압연 H형강 2를 종래예 A 내지 H로 하여 합쳐서 나타냈다. 또한, 표 4에 본 발명예 A 내지 H와 이것에 대응하는 종래예 A 내지 H의, 단면적비, 강축 주위의 단면 2차 모멘트비 및 강축 주위의 단면 계수비를 나타냈다.

[표 4]

표 4에 나타내는 본 실시 형태예의 단면 성능과 같이, 본 발명예 A 내지 H는 소빔용 압연 H형강으로서, 모두 변ㆍ높이비가 0.51 이하, 플랜지 폭 두께비가 11.3 이상 또한 12.5 이하, 웹 폭 두께비가 58.5 이상 또한 61.0 이하, 웹 두께ㆍ플랜지 두께비가 0.79 이상 또한 0.90 이하로 되어 있다.

또한, 표 4에 있어서의 본 실시 형태의 압연 H형강인 본 발명예 A 내지 H와, 이것에 대응한 종래의 압연 H형강인 종래예 A 내지 H를 비교하면, 종래예에 비해, 웹 두께(t₁) 및 플랜지 두께(t₂)를 작게 하고, 높이 치수(H) 및 플랜지 폭인 변의 치수(B)를 크게 한 본 실시 형태의 압연 H형강의 본 발명예 A 내지 H에서는, 단면적 A에서 5％로부터 10％ 저감시킬 수 있고, 강축 주위의 단면 2차 모멘트(I)비에서 5％로부터 65％ 성능 향상시킬 수 있고, 또한 강축 주위의 단면 계수(Z)비에서 동등으로부터 20％ 성능 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다.

본 실시 형태의 압연 H형강 1은 세폭의 소빔 이외에도, 세폭의 빔이나, 중폭의 소빔 및 빔에도 적용 가능하다.

본 발명에 따르면, 미국, 영국, 혹은 유럽 및 일본을 포함하는 주요 선진국에 있어서 규격되어 있는 압연 H형강보다도, 소빔용으로서 경량화되어 있는 동시에 단면 성능을 저하시키고 있지 않은 압연 H형강을 제공할 수 있다.

1 : 본 실시 형태의 압연 H형강
2 : 종래의 압연 H형강
3 : 웹
4 : 플랜지

Claims

웹 및 플랜지를 갖는 압연 H형강이며,
그 높이 치수를 H로 하고, 상기 플랜지의 폭 치수를 B로 한 경우에 하기 수학식 1을 만족시키고,
인장 강도가 400 내지 510N/㎟이고,
또한, 상기 플랜지의 판 두께 치수를 t₂로 하고, 이 압연 H형강의 강재의 설계용 항복 응력을 F(N/㎟)로 한 경우에 하기 수학식 2, 3을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 압연 H형강.
[수학식 1]

[수학식 2]

[수학식 3]
제1항에 있어서, 상기 웹의 판 두께 치수를 t₁로 한 경우에 하기 수학식 4를 만족시키는 것을 특징으로 하는, 압연 H형강.
[수학식 4]
제1항에 있어서, 또한 상기 웹의 판 두께 치수 t₁ 및 상기 플랜지의 판 두께 치수 t₂가 하기 수학식 5를 만족시키는 것을 특징으로 하는, 압연 H형강.
[수학식 5]