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用热轧成型的工字钢或槽钢等制成(见热轧型钢),檩条等轻型梁还可以采用冷弯成型的Z型钢和槽钢(见冷弯型钢)。型钢梁加工简单、造价较廉,但型钢截面尺寸受到一定规格的限制。当荷载和跨度较大,采用型钢截面不能满足强度、刚度或稳定要求时,则采用组合梁。由钢板或型钢焊接或铆接而成。由于铆接费工费料,常以焊接为主。常用的焊接组合梁为由上、下翼缘板和腹板组成的工形截面和箱形截面,后者较费料,且制作工序较繁,但具有较大的抗弯刚度和抗扭刚度,适用于有侧向荷载和抗扭要求较高或梁高受到限制等情况。
图2是一种特殊型式的组合梁,由轧制工字钢经火焰切割后再错位焊接,焊接后梁高大于原工字钢(增加六角形孔高的一半),从而提高了梁的承载能力和抗弯刚度;由于腹板上有形似蜂窝的六角形孔,故名蜂窝梁。钢梁截面的大小都须经计算确定,并满足强度、整体稳定和刚度三个主要要求。前两个保证钢梁在使用中的安全,后者保证不会产生过大的变形以利正常使用。组合梁的截面尺寸除满足上述三项要求外,还必须满足各组成件的局部稳定要求。热轧型钢截面的厚度较大,局部稳定一般可以得到保证。
钢梁的强度包括抵抗弯曲、剪切以及竖向局部承压的能力。抗弯能力可由材料力学中的弯曲应力公式求得(见梁的基本理论)。当按弹性阶段设计时,取计算截面的边缘纤维应力达到钢材的屈服点作为极限状态。边缘纤维应力达到屈服点后,梁实际上还可继续承受荷载。随着荷载的继续加大, 弯矩所在截面上的塑性变形沿截面从边缘向中央不断发展和扩大, 在该截面处形成塑性铰。梁上出现使梁成为可动机构的一定数量的塑性铰后,梁即到达抗弯的极限状态而破坏。当按塑性设计时,考虑梁上形成塑性铰及由此引起的内力重分布。采用塑性设计的钢梁,与按弹性阶段设计的梁相比较,可减小截面尺寸,节省钢材,但一般只适用于受静力荷载的热轧型钢梁和等截面焊接组合梁,同时组合梁板件的宽厚比应有较严格的限制,以免板件局部失稳而降低梁的承载能力。
钢梁的抗剪能力,也可按材料力学中的有关公式计算。为了简化,通常假定剪力完全由腹板的计算截面平均承受。型钢的腹板较厚,抗剪强度一般都能满足设计要求。当梁的抗弯强度按塑性阶段设计时,剪力的存在会加速塑性铰的形成;因此,对 弯矩截面上的剪应力,应有比较严格的限制。




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腹板区格局部屈曲后将会产生平面外位移,但与此同时,由于该区格四周与翼缘板和加劲肋分别牢固相连,腹板内随即产生薄膜张力来阻止平面外位移的增大,使腹板屈曲后还可继续承受荷载的状态称腹板屈曲后强度。研究利用它,可节省钢材,具有一定经济意义;但一般只适用于受静力荷载的钢梁。
限于运输条件,在工厂将梁分段制成,运至工地再拼接成整体,称工地拼接。因钢材尺寸不足,在制造厂中把梁的各个组成部分接长或加宽而完成的拼接,称工厂拼接。在拼接处,应保证梁的强度不被削弱和变形的连续性。组合梁的工厂拼接应使翼缘板和腹板的接缝分散在不同截面处。为了便于运输,工地拼接中翼缘板和腹板的接缝可设在同一截面上,但宜设在受力较小的部位。拼接方法一般采用坡口对焊焊缝连接,可省工省料;但对重型梁的工地拼接,也可用拼接板高强螺栓连接,以提高拼接质量和改善梁的动力性能。 工字钢类的钢材出现生锈的情况,大多数都是因为其和空气中的氧气和水分发生了化学反应。从而生产出了锈迹,俗称是被腐蚀了,容易导致钢材的使用效果,如:工字钢之间的衔接出现了空隙,拖延工程的施工速度,不能准确的摆放材料位置。严重的话则会导致工程崩塌等现象。所以在使用和存储该钢材之前,一定要进行除锈步骤,将小的锈斑去掉避免腐蚀变大,影响使用效果。这样就需要购买更有效的除锈剂,尽量解 决其表面的氧化问题。除此之外,在使用工字钢的时候尽量将其放在干燥的环境下,也可以起到一定预防生锈的效果。
       

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