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蘇州工字鋼，在其對稱軸平面內(nèi)的橫向荷載作用下，一般只在該平面內(nèi)產(chǎn)生彎矩、剪力和撓度，廣泛應用于各種建筑結(jié)構(gòu)，橋梁，車輛，支架，機械等。

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蘇州工字鋼梁，也稱為鋼梁，是I形鋼帶的一部分。規(guī)格以腰高（h）*腿寬（b）*腰厚（d）的毫米表示，例如“160 * 88 * 6”，這意味著腰高為160mm，腿寬為88mm， -光束。工字梁規(guī)格也可以說是模型，表示厘米高腰數(shù)，如工人16＃。腰圍高同一個工字梁，如果有幾個不同的腿寬和腰圍，需要在模型右側(cè)添加一個b c不同，如32a＃32b＃32c＃等。 I型梁子普通I型梁和I型梁，熱軋普通I型梁規(guī)格為10-63＃。供需協(xié)議由熱軋普通工字鋼規(guī)格為12-55＃。工字梁廣泛應用于各種建筑結(jié)構(gòu)，橋梁，車輛，支架，機械等。
輕鋼建筑在一些發(fā)達國家已廣泛應用于工廠，倉庫，體育館，展覽館，超市等建筑物，而鋼結(jié)構(gòu)本身具有重量輕，強度高，結(jié)構(gòu)等獨特優(yōu)點，因此高層次，是超級高層，大跨度，采用鋼結(jié)構(gòu)非常理想。鋼結(jié)構(gòu)體系具有巨大的發(fā)展?jié)摿�和原因鋼梁的發(fā)展作為鋼結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其機械性能在未來的發(fā)展將更加完善合理。
I型鋼結(jié)構(gòu)的應用
世界為世界上最高的高層建筑建造了一些純鋼結(jié)構(gòu)，如紐約帝國大廈，美國紐約世界貿(mào)易中心，美國芝加哥西爾斯大廈，馬來西亞雙塔石油大廈。巨型鋼結(jié)構(gòu)為高層或超高層建筑的新系統(tǒng)[1]，它是滿足特殊功能或集成功能出現(xiàn)的。它具有良好的建筑適應性和潛在的高性能結(jié)構(gòu)性能，是一種非常有前途的鋼結(jié)構(gòu)。
大跨度或大跨度鋼結(jié)構(gòu)，主要用于多用途體育場，會展中心，博覽廳，等候廳，機庫等。第一個大型平板網(wǎng)格是上世紀60年代美國洛杉磯加州大學體育場。世界上最大的跨越斜拉橋在日本的二重羅橋，最大的懸索橋在日本著名的石橋，道路和鐵路兩用最大跨度橋為香港的青馬大橋。世界上第一個雙曲拋物線電纜屋頂是美國萊利競技場。此外，以前的奧運會，世博等都可以顯示鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展水平。
I - 鋼的機械性能
工字鋼應用特點蘇州工字鋼也稱鋼梁，是截面為工字形的長條鋼材。其規(guī)格以腰高( h)*腿寬(b)*腰厚(d)的毫米數(shù)表示，如“工160*88*6”，即表示腰高為160毫米、腿寬為88毫米、腰厚為6毫米的工字鋼。工字鋼的規(guī)格也可用型號表示，型號表示腰高的厘米數(shù)，如工16#。腰高相同的工字鋼，如有幾種不同的腿寬和腰厚，需在型號右邊加a b c 予以區(qū)別，如32a# 32b# 32c#等。工字鋼分普通工字鋼和輕型工字鋼，熱軋普通工字鋼的規(guī)格為10-63#。經(jīng)供需雙方協(xié)議供應的熱軋普通工字鋼規(guī)格為12-55#。工字鋼廣泛用于各種建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、車輛、支架、機械等。
輕鋼建筑在一些發(fā)達國家已被廣泛應用于工廠、倉庫、體育館、展覽館、超市等建筑，而鋼結(jié)構(gòu)本身具備自重輕、強度高、施工快等獨特優(yōu)點，因此對高層、大跨度，尤其是超高層、超大跨度，采用鋼結(jié)構(gòu)更是非常理想。鋼結(jié)構(gòu)體系有著巨大的發(fā)展?jié)摿�和理想的發(fā)展前景，鋼梁作為鋼結(jié)構(gòu)中的重要受力構(gòu)件，其力學性能必將在今后的發(fā)展中更加完善、合理。
1蘇州工字鋼鋼結(jié)構(gòu)的應用
世界上已經(jīng)建成的幾個純鋼結(jié)構(gòu)建筑為目前世界上最高的超高層建筑，如美國紐約帝國大廈，美國紐約世界貿(mào)易中心，美國芝加哥西爾斯大廈，馬來西亞雙塔石油大廈等。巨型鋼結(jié)構(gòu)為高層或超高層建筑的一種嶄新體系[1]，它是為了滿足特殊功能或綜合功能而產(chǎn)生的。它具有良好的建筑適應性和潛在的高效結(jié)構(gòu)性能，是一種很有發(fā)展前景的鋼結(jié)構(gòu)。
大跨度或較大跨度大多采用鋼結(jié)構(gòu)，大跨度鋼結(jié)構(gòu)多用于多功能體育場館、會議展覽中心、博覽館、候機廳、飛機庫等。最早的大跨度平板網(wǎng)架是上世紀60年代美國洛衫磯加里福尼亞大學體育館。世界上跨度最大的斜拉索橋為日本的多多羅大橋，最大的懸索橋為日本的名石大橋，蘇州工字鋼公路鐵路兩用最大跨度橋為香港的青馬大橋。世界最早的雙曲拋物面懸索屋蓋是美國雷里競技館。另外，歷屆奧運會、博覽會等都可以顯示鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展水平。
2 蘇州工字鋼的力學特性
蘇州工字鋼在其對稱軸平面內(nèi)的橫向荷載作用下，一般只在該平面內(nèi)產(chǎn)生彎矩、剪力和撓度。但是，由于鋼梁的截面通常為高而窄的工字形或槽形，側(cè)向抗彎剛度和抗扭剛度較小，還可能發(fā)生側(cè)向彎曲扭轉(zhuǎn)屈曲而喪失整體穩(wěn)定[2]。對于組合梁而言，當腹板或翼緣相對較薄時，還可能在受壓區(qū)發(fā)生局部失穩(wěn)而破壞。因此，設計鋼梁時須全面考慮并分別驗算其彎應力與剪應力強度、撓度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定。
在豎向荷載作用下，鋼梁一般只產(chǎn)生豎向位移，但對側(cè)向剛度較差的工字形截面或槽形截面鋼梁，當梁的自由長度較大時，荷載加大到一定程度，常會迅速產(chǎn)生較大的側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)變形，使梁隨即喪失承載能力的現(xiàn)象稱為喪失整體穩(wěn)定或側(cè)扭屈曲。根據(jù)試驗，一般低碳鋼和低合金鋼試件在受彎時，如同簡單拉伸試驗一樣，也存在著屈服強度和屈服臺階，可視作理想的彈性塑性體。而且在超過彈性范圍受彎時仍符合彎曲構(gòu)件應變的平面假定。因此，在靜力荷載作用下，鋼梁的彎曲大致可劃分為三個應力階段。
蘇州工字鋼的強度包括抵抗彎曲、剪切以及豎向局部承壓的能力�？箯澞芰�可由材料力學中的彎曲應力公式求得。當按塑性設計時，考慮梁上形成塑性鉸及由此引起的內(nèi)力重分布。采用塑性設計的鋼梁，與按彈性階段設計的梁相比較，可減小截面尺寸，節(jié)省鋼材，但一般只適用于受靜力荷載的熱軋型鋼梁和等截面焊接組合梁，同時組合梁板件的寬厚比應有較嚴格的限制，以免板件局部失穩(wěn)而降低梁的承載能力。當按彈性階段設計時，取計算截面的邊緣纖維應力達到鋼材的屈服點作為極限狀態(tài)。邊緣纖維應力達到屈服點后，梁實際上還可繼續(xù)承受荷載。隨著荷載的繼續(xù)加大，最大彎矩所在截面上的塑性變形沿截面從邊緣向中央不斷發(fā)展和擴大，最后在該截面處形成塑性鉸。梁上出現(xiàn)使梁成為可動機構(gòu)的一定數(shù)量的塑性鉸后，梁即到達抗彎的極限狀態(tài)而破壞。鋼梁的抗剪能力，也可按材料力學中的有關(guān)公式計算。為了簡化，通常假定剪力完全由腹板的計算截面平均承受。型鋼的腹板較厚，抗剪強度一般都能滿足設計要求。當梁的抗彎強度按塑性階段設計時，剪力的存在會加速塑性鉸的形成；因此，對最大彎矩截面上的剪應力，應有比較嚴格的限制。
蘇州工字鋼上承受固定集中荷載處，當荷載作用在翼緣上時，該處翼緣與腹板交界部位的腹板水平截面，應具有足夠的抗豎向局部壓力的能力。承受豎向局部壓力的腹板水平截面的面積，為該豎向壓力在所驗算水平截面上的假定分布長度與腹板厚度的乘積，并假定豎向壓應力在該水平截面上為均勻分布。若計算截面的抗豎向局部承壓能力不足，可放大支承豎向荷載墊板的長度，或在該處設置腹板的加勁肋。梁在其對稱軸平面內(nèi)的橫向載荷下，一般只在彎矩，剪切和偏轉(zhuǎn)的平面內(nèi)。然而，由于鋼梁的橫截面通常高而窄的I形或槽，橫向彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度小，但也可能發(fā)生橫向彎曲和扭轉(zhuǎn)屈曲和總體穩(wěn)定性的損失[2]。對于復合梁，當腹板或凸緣相對較薄時，也可能在局部不穩(wěn)定性和破壞的壓縮區(qū)域中出現(xiàn)。因此，要充分考慮鋼梁的設計，并檢查其彎曲應力和剪切應力強度，撓度，總體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性。
在垂直載荷下，鋼梁通常只產(chǎn)生垂直位移，但是橫向剛度較差的I型橫截面梁或橫梁梁，當梁的自由長度較大時，載荷增加到一定程度，通常會很快產(chǎn)生大的橫向位移和扭轉(zhuǎn)變形，然后梁的承載能力損失的現(xiàn)象稱為總體穩(wěn)定性的損失或側(cè)向扭轉(zhuǎn)屈曲。根據(jù)試驗，一般低碳鋼和低合金鋼試樣在彎曲時，作為簡單的拉伸試驗，有屈服強度和屈服臺階，可作為理想的彈性塑性體。但也在彈性范圍內(nèi)彎曲平面仍然符合彎曲構(gòu)件應變的平面假設。因此，在靜負荷的作用下，鋼梁的彎曲可分為三個應力階段。
蘇州工字鋼強度包括抗彎曲，剪切和垂直局部壓力能力�？箯潖姸瓤梢詮牟牧狭�學中的彎曲應力公式中獲得。當塑料設計時，考慮在梁上形成塑料鉸鏈以及由此產(chǎn)生的內(nèi)力的再分布。與根據(jù)彈性階段設計的梁相比，具有塑性設計的鋼梁可以減小截面尺寸并節(jié)省鋼，但它僅適用于熱軋鋼梁和經(jīng)受靜態(tài)的等截面焊接復合梁加載。梁板厚度比應更加嚴格，以免局部不穩(wěn)定板，降低梁的承載能力。當根據(jù)彈性階段設計時，計算纖維邊緣的截面應力對鋼屈服點的極限狀態(tài)。在邊緣纖維應力達到屈服點之后，梁實際上可以繼續(xù)承受負載。當載荷繼續(xù)增加時，具有最大彎矩的部分的塑性變形沿著從邊緣到中心的截面擴大和擴大。最后，在該截面處形成塑料鉸鏈。梁似乎使一定數(shù)量的塑料鉸鏈可動機構(gòu)，使梁達到極限狀態(tài)的彎曲和損壞。鋼梁的剪切能力，也根據(jù)材料力公式的計算。為了簡單起見，通常假設剪切力完全由網(wǎng)的計算橫截面承擔。厚鋼腹板，抗剪強度一般符合設計要求。蘇州工字鋼當梁的彎曲強度根據(jù)塑性階段設計時，剪切的存在將加速塑性鉸鏈的形成;因此，最大彎矩對剪應力，應有更嚴格的限制。

當負載施加到凸緣時，在凸緣和腹板之間的邊界處的腹板的水平截面應當具有足夠的抵抗垂直局部壓力的阻力。受到垂直局部壓力的腹板的水平截面的面積是計算的水平截面處的垂直壓力的假定分布長度與腹板厚度的乘積，并且假定垂直壓縮應力在水平截面上均勻分布。如果計算局部垂直承壓力的橫截面積不足，可以增大軸承垂直負荷板的長度，或者在腹板加強板處。