不同钢截面的好处

我们多久注意一次用于建筑的钢型材的几何形状, 并意识到形状的重要性? 一切 钢设计 全世界的建筑规范确定了一些常见的形状可以用作钢构件. 这些截面的横截面形状轮廓. 下面提到的是一些常用的部分.

为什么我们需要不同的部分类型?

经过上面的清单, 一个人可能会纳闷, 为什么我们需要塑造 钢型材 变成不同的形状, 改为使用实体形状 (长方形, 广场, 圆形或其他多边形)? 为了知道原因, 我们需要了解一些有关负载的应用程序, 成员受到的结构现象, 控制成员结构能力的参数.

施工中遇到的最常见的载荷应用包括以下一种或多种:

• 点载荷
• 负载均匀分布
• 弯矩/直接弯曲
• 回转

取决于负载应用程序的类型和方式, 成员遭受一种或多种结构现象的组合，例如:

• 压缩
• 张力
• 剪力
• 弯曲度
• 扭转力

为了评估成员免受上述现象影响, 参数很少 (包括但不仅限于) 表示所提供的阻力，例如:

• 截面积
• 总深度
• 卷材厚度, 法兰/秒, 和腿
• 惯性矩 和/或截面模量
• 扭转常数

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绕回以将实心型材模制成不同的钢型材; 基于多个负载组合施加的负载, 承受的结构现象和所需的电阻参数, 实心型材成型并配置为各种形状. 将实心型材成型为形状轮廓有助于实现高材料容量比. 从而, 节省钢材消耗 (体积和重量).

在这里，我们简要介绍每种类型. 我们根据结构设计标准分析每种截面类型, 可用性和形状轮廓优势.

我塑造 / W形 / H形

此部分的形状轮廓类似于字母“ I”或“ H”. W形是常用的符号 AISC钢 此类截面的施工手册. 本节适用于所有类型的荷载组合, 除了纯旋转. 此部分非常有效 (为了) 弯曲, 和压缩. 本节最常用的用法是梁/大梁, 建筑物和桥梁中的列.

好处

• 与实心矩形或正方形截面相比，钢的保护性更高.
• 通用会员 - 可用于大多数结构构件应用.
• 钢材设计手册中定义的断面范围广泛, 允许最佳的结构设计.
• 提供与其他主要或次要成员的连接的良好兼容性.

缺点

• 无法在X-X方向上加载, 因为与Y-Y方向相比，该截面的结构承载力很小.
• 提供较小的扭转阻力, 因为这是一个开放的部分.

数字: I形截面作为梁和柱的典型用法

C形 / 频道

该部分的形状轮廓类似于字母“ C”; 因此我们称它们为C形. 频道是在 AISC钢结构 此部分类型的手册本部分主要用于力矩/弯曲较小的均匀分布载荷应用. 此部分非常有效，可以用作辅助结构构件，其中载荷被转移到其他主要结构构件上. C型/槽钢作为辅助结构构件最常见的用法是横向托梁支撑地板, 屋顶桁架条, 墙架中的螺柱, 天花板组件的支撑构件, 等等.

好处

• 当弯曲不是关键因素时，理想的替代I形, 节省几乎一半的钢材.
• 使用多成员系统时提供高结构能力. 防爆. 地板托梁系统, 屋顶桁架中的条, 等等.
• 可以背对背放置以创建虚拟的I形截面.
• 提供良好的兼容性，可连接到其他钢构件和混凝土/砖块表面.

缺点

• 在没有支撑顶部法兰的情况下高度不稳定, 由于Y-Y轴的几何形状不对称.
• 不适合重载应用.

数字: 轻型钢C型截面作为墙和屋顶托梁的立柱的典型用法

L形 / 角度

该部分的形状轮廓看起来类似于字母“ L”; 因此我们称它们为L形. 如AISC钢结构手册中所述，此部分也称为“角钢”，也是由于其适用于角钢连接的可行性. 此部分高度用于点载荷应用以抵抗剪切, 张力和压缩. 此部分非常适合用作连接构件, 组成成员的主要组成部分等. 本节最常见的用法是I形和/或其他形状之间的连接, 支撑桁架成员, 和弦, 组合成员的板条和/或花边, 桥梁大梁系统中的横梁成员, I形截面的腹板加强元件, 等等.

好处

• 提供高结构连接能力以抵抗螺栓/焊接剪切.
• 非常适合用作桁架的支撑构件, 因为它们提供了轴向弯曲能力的良好组合 (张力/压缩).
• 可以背对背放置以创建虚拟的T形截面.

缺点

• X-X和Y-Y方向上的非对称几何.
• 提供非常低的材料/结构容量比, 与其他形状部分相比

数字: I形作为主梁的典型用法, 梁桥系统中以角和角为隔板

T形 / 结构三通

该部分的形状轮廓看起来类似于字母“ T”; 因此我们称它们为T形. 结构三通是AISC钢结构手册中用于此类截面的常用符号. 该部分通常通过除去底部法兰与标准I形分开. 此部分可用于所有类似于I型部分的载荷应用. 与非法兰侧相比，该形状在法兰侧提供了显着的挠曲能力. 本节最常见的用法是I形或其他形状之间的连接构件, 次梁构件 (门), 桁架中的弦成员和组合成员的主要成员, 桥梁大梁系统中的末端横隔板成员.

好处

• 一侧弯曲不明显或减小构件整体深度的I形截面的理想替代品.
• 提供高轴向 - 与L形相比的抗弯能力, 由于网的深度和对称性.

缺点

• 无法在X-X方向上加载, 因为与Y-Y方向相比，该截面的结构承载力很小.
• 由于绕X-X轴的几何形状不对称，因此应用非常有限.

数字: 典型的T形结构构件

广场, 长方形, 和圆形空心结构截面 (高速钢)

空心结构部分 (高速钢) 由钢管获得的形状 广场, 长方形 和 圆形/圆形. 本节是封闭课程, 与上述其他部分相比. 本部分非常适用于点载荷和旋转. 本部分具有抗压和抗扭的高结构能力. 本节最常见的用法是结构列, 轴, 等等.

好处

• 与I相比具有更高的抗扭强度, C, 大号, 和T形.
• 提供双向高结构性 (X-X和Y-Y) 与我相比, C, 大号, 和T形.
• 可用作混凝土柱的外套，以增加轴向承载力.
• 相对有益的体重:容量比 (在轴向)

缺点

• 由于与同等I型截面相比更多的钢用量，因此不常用作弯曲构件.
• 螺栓连接等连接很难安装, 由于该部分已关闭.

数字: HSS形状作为列的典型用法, I形为主梁，C形为副梁

结论

也可以用作钢构件的其他形状截面为“管截面”, 平板部分, 和酒吧部分. 基于以上讨论，我们现在可以了解不同形状截面之间的差异, 他们的相对利益, 他们的结构优势等. 最佳的结构设计包括上述所有形状的各个部分，可以正确选择, 设计用于在整个结构中适当地支撑和传递载荷.

下次我们看到建筑中的各种钢材, 我们现在知道为什么将特定形状用作 结构成员. 我们还可以理解截面形状轮廓的重要性。 结构设计与施工.