槽钢

定义

槽钢是断面呈凹槽形的长条钢材，属建造用和机械用碳素结构钢，断面形状复杂，归入型钢钢材一类^[1]。台湾教育主管部门的辞典将槽钢释为断面呈凹槽形状的长条钢材，主要用于建筑构造、厂房架构、桥梁、机械组立等承重结构，另有「槽铁」的称法^[2]。

槽钢的规格以截面主要轮廓尺寸表示，写作腰高(h)×腿宽(b)×腰厚(d)的毫米数，例如 120×53×5 表示腰高 120 毫米、腿宽 53 毫米、腰厚 5 毫米的槽钢^[3]。也可用型号表示，型号数值为腰高的厘米数，腰高相同而腿宽、腰厚不同的，在型号右侧加标码 a、b、c 区分，如 25a#、25b#、25c#，标码顺序对应腿宽与腰厚依次增大^[3]。

原理

槽钢靠截面形状承载。生产槽钢的原料钢坯为含碳量不超过 0.25% 的碳结钢或低合金钢钢坯，成品经热加工成形，以正火或热轧状态交货^[1]。按钢结构理论，受力部位应是槽钢的翼板，因此槽钢在结构中应立置使用，而不是平放^[1]。

计算槽钢每米理论重量时取钢的密度为 7.85 g/cm³^[4]。工程上常用近似式估算：$W = 0.00785 \times [hd + 2t(b - d) + 0.349(R^2 - r^2)]$，其中 h 为腰高、b 为腿宽、d 为腰厚、t 为腿厚、R 为内弧半径、r 为腿端圆弧半径，结果单位为千克每米^[5]。以 80×43×5 的槽钢为例，取 t 为 8、R 为 8、r 为 4，可得每米重量约 8.04 千克^[5]。

尺寸与形状的允许偏差由标准规定。以热轧槽钢为例，平均腿厚度允许偏差为 ±0.06t，弯腰挠度不超过 0.15d，腿的外缘斜度单腿不大于 1.5%b、双腿不大于 2.5%b，腿端与肩部钝化后不应使直径等于 0.18t 的圆棒通过^[4]。

发展历程

中国对热轧槽钢的尺寸、外形、重量及允许偏差曾以 GB/T 707—1988 作出规定，标准给出了各型号的截面面积、理论重量与截面特性参数^[4]。该标准界定了槽钢的规格范围与交货长度：通常长度按型号分为 5～12 米、5～19 米、6～19 米三档，按定尺或倍尺交货时应在合同中注明^[4]。

轻型槽钢的规范化进程稍晚。热轧不锈钢轻型槽钢执行冶标 YB164—63，属于腿宽壁薄的品种，比普通热轧槽钢有较好的经济效果，1966 年冶标把规格范围定为 10～40 号。标准体系此后随钢材品种拓展而调整，冷弯槽钢等新品种相继纳入规格序列^[6]。

进出口格局也是这一品类演变的一部分。中国槽钢的进口量长期大于出口量，进口分单纯性进口和随同成套工程引进两种渠道，主要来源为日本、俄罗斯和西欧，出口则主要输往港澳地区^[1]。

应用

槽钢在建筑和机械两个方向上都有使用。14 号以下多用于建筑工程作檩条，16 号以上多用作车辆底盘和机械结构的框架，30 号以上可用于桥梁结构作受拉力的杆件，也可用作工业厂房的梁、柱构件，槽钢还常与工字钢配合使用^[3]。此外它也用于幕墙工程、机械设备制造和固定盘柜^[1]。

按工艺和形状可作多种划分。按工艺分为热轧槽钢与弯曲槽钢，其中热轧槽钢又分普通型和轻型；按形状可分为冷弯等边槽钢、冷弯不等边槽钢、冷弯内卷边槽钢和冷弯外卷边槽钢四类^[5]。在相同高度下，轻型槽钢比普通槽钢腿更窄、腰更薄、自重更轻；18～40 号属大型槽钢，5～16 号属中型槽钢^[1]。

选用时通常按受力状态和设计要求确定型号与厚度。槽钢在使用中承受受弯、受压、受拉等不同受力状态，需据此选择相应厚度，以保证承载能力满足要求^[6]。交货长度分定尺与倍尺两种，国产槽钢按规格号不同分为 5～12 米、5～19 米、6～19 米三种长度范围，进口槽钢一般为 6～15 米^[1]。

局限

槽钢的截面形状带来力学上的取舍。按钢结构理论，其受力应由翼板承担，因此必须立置使用；若平放，受力方式与截面设计意图不符^[1]。截面关于一个主轴不对称，两个方向上的抗弯能力差别较大，这也是它常与工字钢配合、而非单独承担双向受力的原因之一^[3]。

规格表示方法本身也有不便之处。用型号和标码表示虽然简单方便，但不能直观看出腿宽和腰厚的尺寸，必要时仍需用腰高×腿宽×腰厚的毫米数表达^[3]。除规格号以外，槽钢没有特定的成分和性能系列，采购与订货一般要在确定碳结钢或低合金钢钢号之后，再以使用中要求的规格为主^[1]。

外形质量受限定的偏差约束，超出范围即判为不合格。几何形状不正确的主要表现是角、腿扩及腿并，标准要求表面不得存在有害缺陷、不得有明显扭转，并规定波浪弯即镰刀弯的允许值^[1]。加工环节同样存在难点，槽钢冷却速度较慢，剪切时温度偏高易出现塌肩、毛刺、撕裂等缺陷，断口缺陷会使对接缝隙加大，影响焊接强度^[1]。

参见

• 工字钢 —— 与槽钢同属型钢，断面为工字形，常与槽钢配合使用。

• H 型钢 —— 截面类似工字形但翼缘平行的经济断面型钢，常在钢结构构件中替代组合截面。

• 冷弯型钢 —— 以带钢经冷弯成形的型材，槽钢中的冷弯等边、不等边等品种即属此类。

• 檩条 —— 屋盖结构中直接支承屋面荷载的构件，小规格槽钢的常用部位之一。

• GB/T 706 —— 中国规定热轧型钢尺寸、外形、重量及允许偏差的国家标准，涵盖槽钢。

• 碳素结构钢 —— 槽钢所用原材料的钢类，分为普通碳素结构钢与低合金钢等。