鋼結構鋼梁的類型和應用
承受橫向街載的構件稱為受彎構件。在工程結構中,受彎構件主要以梁的形式出現(xiàn)。
鋼結構梁是鋼結構中的基本構件,主要用于多高層,房屋中的樓蓋梁、工廠中的吊車梁、工作平臺梁、精架m、層面樵條以及大跨度橋梁中的橋面毅等。
鋼梁按創(chuàng)造方式的不同分為型鋼梁和組合梁,如圖5-1所示。到鋼梁由于構造簡單,制造省工等特點,在實際工程中應用較多。而當街裁和l跨度較大時,型鋼梁受到尺寸規(guī)格等方面的限制,不能滿足承載能力和正常使用的姿求,此時應采用戳商尺寸靈活和承載力更高的組合梁。
型鋼梁主要由熱軋型鋼梁和冷成型鋼梁組成。熱辛L型鋼梁主要包括普通工字鋼梁(圈子1α)、H型鋼梁(閣5-1 b)和槽鋼梁(圖5-1 c)等。工字鋼和IH~鋼的材料在被商上的分布比較符合構件受彎的特點,用鋼較省,應用廣泛,尤其是H型鋼梁(多為窄型號緣陽型)比內(nèi)m緣有斜坡的革L制普通工字鋼戳面抗彎效能更高,且易與其他構件連接,推薦使
用。槽鋼的翼緣寬度較小,而且單軸對稱,剪力中心位于腹板外側,繞截面對稱軸彎曲時容易發(fā)生扭轉,故使用時應使外力通過剪力中心或加強約束條件防止扭轉。冷成型鋼梁截面的形式主要有C形鋼梁(圖5-ld)、Z形鋼梁(圖5-le)和帽形鋼梁(圖5-lf)等,用于結構中的次要受彎構件,如屋面的擦條、墻梁等,但由于它輕質(zhì)高強、建造安裝方便迅速,隨著加工技術的提高,冷成型鋼梁的應用將更加廣泛。
鋼結構組合梁按其制作方法和組成材料的不同,可以分為焊接組合梁、佛接組合梁、鋼與混凝土組合梁和其他異形鋼梁等。焊接組合梁由若干鋼板,或鋼板與型鋼連接而成,截面上材料的靈活布置更容易滿足實際工程中各種不同的要求,包括工字形截面(圖5-1g)、箱形截面(圖5-1 h)以及多室箱形截面等。明接梁與焊接梁相比既浪費材料又浪費人工,已經(jīng)很少應用。當荷載太重或承受動力荷載作用要求較高時可采用高強度螺栓,摩擦型連接梁(圖5-1j)。鋼與混凝土組合梁(圖5-1 k)能充分發(fā)揮混凝土受壓、鋼材受拉的優(yōu)勢,廣泛應用于高層建筑和大跨度橋梁中,并取得了較好的經(jīng)濟效果。其他異型鋼梁主要是為滿足一些特殊的工程需要,包括蜂宵梁(圖5-l1)、模形梁(圖5-lm)和預應力鋼梁(圖5-1n)等。此外,為了充分利用鋼材的強度,對受力較大的翼緣采用強度高的鋼材,對受力較小的腹板采用強度相對較低的鋼材,形成異鋼種組合梁。
鋼梁按支承條件的不同可以分為簡支梁、連續(xù)梁、懸臂梁等。單跨簡支梁與連續(xù)梁相比雖然用鋼量較多,但制作安裝方便,且內(nèi)力不受溫度變化或支座沉陷等的影響,因此在鋼梁結構中應用較多。
鋼結構鋼梁按受力情況的不同可以分為單向彎曲梁和雙向彎曲粱。工程結構中大多數(shù)的鋼梁為單向彎曲梁,擦條和吊車梁為雙向彎曲粱。
梁的強度和剛度
梁的設計應考慮兩種極限狀態(tài),第一種極限狀態(tài)為承載力極限狀態(tài),包括構件的強度、整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性,第二種極限狀態(tài)為正常使用極限狀態(tài),主要指構件的剛度。