钢结构工程中工字钢在框架中的优点

在钢结构工程中，较其常见的钢构件就是工字钢梁，因为其水平截面形状像“工”字，所以称为工字钢梁。

这种工字钢多用于刚架结构或连续钢框架。本文将介绍典型的工字钢梁在刚架中的好处，以及什么时候可能不合适使用。

我们先了解什么是钢梁建筑，是指在工字钢建筑中，主体框架由钢结构构成，作为建筑的支撑。其中桁架是由四个部分在地面上组装而成的构件，通常有两个侧壁柱和两个屋梁截面，每个“工”字型钢梁桁架约以50到80厘米的间隔被抬高并螺栓固定到混凝土基础上。

一般工字钢是由金属加工机械轧制、焊接或挤压而制成的，这种机械能迅速制造出标准尺寸的工字钢。另一种制造方法是通过铆接或焊接钢板部分而制成的。工字钢梁结构抵抗变形的能力非常强。

我们再了解什么是刚架结构，刚架结构提供了旋转稳定性，增强了框架承载垂直载荷的能力，并提高了整个结构的耐久性。刚性框架的连接可以是完全固定的，完全约束的，不能旋转的连接，也可以是允许构件自由旋转的销连接。之所以使用“刚性”这个词是因为梁柱的连接被归类为刚性连接。刚性框架的设计是将梁端弯矩和剪力传递到柱不需要支撑系统的横向负载阻力。框架的稳定性完全由刚性连接和工字钢梁的刚度提供。

刚性连接是全深度端板连接，通常使用螺栓连接的端板波束到柱连接。如果在地震活跃地区也可以使用，但可能需要焊接连接。因为焊接连接提供了完整的矩连续性，这样更好，虽然会比螺栓连接贵一点。

刚架连接将波束端运动和剪力传递到柱中。关节作为一个单位旋转，各成员始终保持相同的角度关系。刚架比柱梁结构更坚固，能承受更大的垂直荷载。要知道，没有刚性框架，摩天大楼是不可能建成的。

采用工字钢梁的框架结构，不光具有成本效益高、节能的优点。其他优点还有，

一、大跨度，在负载反转和地震情况下性能更好的连接；

二、工程建筑宽度限制很少，当桁架放置得更近时，可容纳更高的积雪荷载；

三、高可用性和经验丰富的施工人员多；

四、适合墙不能支撑建筑物的结构上使用；

五、建造的钢结构工程可以具有宽敞的开放空间而没有柱子，刚性框架可以支撑近百米的开放空间，是钢结构仓库、钢结构机库的理想选择。

工字梁施工通常需要起重机或其他重型设备的使用。此外，刚架比其他类型的钢结构更复杂，因为它通常用于更大的工程建筑和特殊用途，复杂性高。比如：刚性框架特别适用于医院、研究设施、对振动和挠度敏感的建筑存储设备等特殊用途的建筑。

事实上，我们每天看到的许多建筑物可能都是由工字钢参与建造而成的。通常采用工字钢的结构是非常坚固、稳定的。并且在设计上也具有适应性和通用性的优点。