钢制工字钢建筑物和框架

用于建筑结构的最常见的钢构件是工字梁，所谓的工字梁是因为梁的水平横截面类似于大写字母“I”。梁也称为托梁或梁。它的法兰连接在中心核心的两侧。

这种结构的另一个名称是刚性框架或  连续钢框架。横梁有各种长度，并带有额定值，表明它可承受的重量以及尺寸。不出所料，在19世纪末20世纪初芝加哥和克利夫兰等城市开发了刚性框架结构。

这篇文章将描述典型的工字梁建筑刚架构造技术，并回顾使用工字梁结构的好处。我们还将研究建造工字梁结构的应用，并讨论何时可能不合适。

什么是钢质工字梁建筑？

在钢制工字梁建筑中，主框架由钢制成，并作为建筑物的支撑。

桁架是一个在地面上组装有四个部分的构件

有两个侧壁柱和两个顶梁部分

每个“I”梁桁架以20至30英尺的间隔升起并用螺栓固定或形成混凝土基础。

在桁架之间，钢pur条和桁架以水平方式安装在墙壁和屋顶上。安装pur条和工具后，工人放置 隔热层和薄板， 然后为门窗创造开口。

工字钢通过金属加工机械进行轧制，焊接或挤压，从而快速形成标准尺寸的梁。另一种制造方法称为“板梁”，它是通过铆接或焊接在一起的钢板部分而形成的。“刚性”一词，如“刚性框架”，是指工字梁结构抵抗变形的能力。

什么是刚架结构？

刚性框架结构 提供旋转稳定性，增强框架承载垂直载荷的方式并增加整个结构的耐用性。刚性框架中的接头连接可以是完全固定的端部，具有不能旋转的完全约束连接，或者它们可以是允许构件自由旋转的销连接。 

使用刚性一词是因为梁到柱连接被归类为刚性。

该框架设计用于将梁端力矩和剪切力传递到立柱中，而不需要用于横向负载阻力的支撑系统。

框架稳定性仅由刚性连接和工字梁的刚度提供。

刚性连接是全深度端板连接，通常采用螺栓连接的端板梁柱连接。可以使用焊接连接，并且在地震活动区域中可能需要焊接连接。焊接连接提供完整的力矩连续性，但比螺栓连接要贵一些。建议预制焊接连接，而不是现场焊接。 

刚性框架连接将梁端运动和剪切力传递到立柱中。关节作为一个单元旋转，并且构件始终保持相同的角度关系。刚性框架比柱和梁结构强得多，并且可以承受更重的垂直载荷。 

没有刚性框架，摩天大楼将无法实现。

金属工字钢建筑的好处

钢制工字钢结构具有极高的成本效益和高能效。对于乘员而言，地板对振动不敏感，因此营造出更舒适的环境。其他好处包括：

大跨度

在负载反转和地震情况下表现更好的连接

建筑宽度的限制很少

当桁架放置更近时，可以承受更高的雪荷载

大多数建筑商都非常熟悉和熟悉

墙不支持建筑物的结构。

清晰的跨度框架将负载转移到建筑物的侧面，允许建造没有柱子的宽敞区域。您的刚性框架建筑可以有数百英尺的开放空间，非常适合仓库，机库和农业。

对于大型非绝缘和隔热建筑物（如仓库），刚性框架非常经济。飞机机库是另一种可能需要或不需要绝缘的结构。然而，大门和飞机的进出使得整个建筑的气候控制变得困难。

工字钢结构通常需要起重机工作或使用其他重型设备。根据建筑物的尺寸和制造商的预工程程度，可能需要进行一些焊接。此外，刚性框架比其他类型的钢结构更复杂，但由于它通常用于较大的建筑物和特殊用途，因此其稳定性超过了其复杂性。

您可能会认为工字梁结构会将您的建筑物限制在块状外观中，但可以为钢结构建筑物提供各种饰面和敷料; 你的结构几乎可以看起来像什么。

使用刚性框架结构的建筑应用类型

刚性框架建筑物用于各种目的。清晰的跨度结构提供了不间断的开放空间。可以使用内部面板将开放式跨距配置成多个平面图。由于刚性框架对振动不敏感，因此乘员不会听到或感觉到人或设备沿着地板移动的程度与使用不同类型的结构一样多。

事实上，您每天看到的许多建筑物都可能由钢制工字梁构成。

金属仓库

零售店

设备庇护所

制造工厂

教会

多层建筑

刚性框架特别适用于具有特殊用途的建筑物，例如医院，白色房间，研究设施以及存储对振动和偏转敏感的设备的建筑物。

刚性框架或工字梁结构是最坚固，最稳定的钢结构建筑形式之一。它使大型宽跨度建筑成为可能。由于钢具有如此高的强度重量比，因此可以实现极高的建筑物。刚性框架结构也具有适应性和通用性。您可以打扮外观以匹配几乎任何设计，纹理或外观，门窗放置非常灵活。

刚性框架可以承受高层建筑所承受的高风荷载，因为旋转力从梁传递到柱子。在由这种载荷引起的任何旋转中，接头保持适当的定向。您还享受与钢结构建筑相关的所有好处，例如较低的保险费。

刚性框架是一种非常常见的钢结构形式; 大多数承包商和建筑工人都熟悉这种类型的建筑。找到有经验的人正确地建造你的建筑物应该不会有任何困难。

您可以在周围看到钢制工字钢结构。城市天际线点缀着由钢制工字梁构成的建筑物。没有钢的强度，刚性框架结构是不可能的，没有它我们的世界会看起来很不一样。