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图5.3 梁格形式
主要承受横向荷载的格构式受弯构件称为桁架，与梁相比，其特点是以弦杆代替翼缘、以腹杆代替腹板，而在各节点将腹杆与弦杆连接。这样，桁架整体受弯时，弯矩表现为上、下弦杆的轴心压力和拉力，剪力则表现为各腹杆的轴心压力或拉力。钢桁架可以根据不同使用要求制成所需的外形，对跨度和高度较大的构件，其钢材用量比实腹梁有所减少，而刚度却有所增加。只是桁架的杆件和节点较多，构造较复杂，制造较为费工。
钢梁分为型钢梁和组合梁两大类。型钢梁构造简单，制造省工，成本较低，因而应优先采用。但在荷载较大或跨度较大时，由于轧制条件的限制，型钢的尺寸、规格不能满足梁承载力和刚度的要求，就必须采用组合梁。
图5.1 梁的截面类型
型钢梁的截面有热轧工字钢[图5.1(a)]、热轧H型钢[图5.1(b)]和槽钢[图
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5.1(c)]三种，其中以H型钢的截面分布最合理，翼缘内外边缘平行，与其他构件连接较方便，应予优先采用。用于梁的H型钢宜为窄翼缘型(HN型)。槽钢因其截面扭转中心在腹板外侧，弯曲时将同时产生扭转，受荷不利，故只有在构造上使荷载作用线接近扭转中心，或能适当保证截面不发生扭转时采被采用。由于轧制条件的限制，热轧型钢腹板的厚度较大，用钢量较多。某些受弯构件(如檩条)采用冷弯薄壁型钢[图5.1(d)～(f)]较经济，但防腐要求较高。
桁架的杆件主要为轴心拉杆和轴心压杆，设计方法已在第4章叙述；在特殊情况，也可能出现压-弯杆件，设计方法见第6章。桁架的腹杆体系、支撑布置和节点构造等可参见本书第7章(单层厂房结构)和第8章(大跨度房屋结构)的有关内容，以及钢桥和塔桅结构方面的书籍。
下面主要叙述实腹式受弯构件(梁)的工作性能和设计方法。
为了确保安全适用、经济合理、同其他构件一样，梁的设计必须同时考虑第一和
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第二两种极限状态。第一极限状态即承载力极限状态。在钢梁的设计中包括强度、整体稳定和局部稳定三个方面。设计时，要求在荷载设计值作用下，梁的弯曲正应力、剪应力、局部压应力和折算应力均不超过规范规定的相应的强度设计值；整根梁不会侧向弯扭屈曲；组成梁的板件不会出现波状的局部屈曲。第二种极限状态即正常使用的极限状态。在刚度的设计中主要考虑梁的刚度。设计时要求梁有足够的抗弯刚度，即在荷载标准值作用下，梁的最大扰度不大于规范规定的容许扰度。
图5.2 工作平台梁格示例
根据主梁和次梁的排列情况，梁格可分为三种类型：
(1)单向梁格[图5.3(a)] 只有主梁，适用于楼盖或平台结构的横向尺寸较小或面板跨度较大的情况。
(2)双向梁格[图5.3(b)] 有主梁及一个方向的次梁，次梁由主梁支承，是最为常
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用的梁格类型。
(3)复式梁格[图5.3(c)] 在主梁间设纵向次梁，纵向次梁间再设横向次梁。荷载传递层次多，梁格构造复杂，故应用较少，只适用于荷载大和主梁间距很大的情况。
⑤悬臂式，用于无线电发射塔、输电线路塔、气象塔等(图5.5)，主要承受水平风荷载引起的弯矩。
图5.5 悬臂桁架
钢桁架按杆件截面形式(参见图4.3和4.4)和节点构造特点可分为普通、重型和轻型三种。普通钢桁架通常指在每节点用一块节点板相连的单腹壁桁架，杆件一般采用双角钢组成的T形、十字形截面或轧制T形截面，构造简单，应用最广。重型桁架的杆件受力较大，通常采用轧制H型钢或三板焊接工字形截面，有时也采用四板焊接的箱形截面或双槽钢、双工字钢组成的格构式截面；每节点处用两块平行的节点板连接，通常称为双腹壁桁架。轻型桁架指用冷弯薄壁型钢或小角钢及圆钢作成的桁架，节点处可用节点板相连，也可将杆件直接相接，主要用于跨度小、屋面轻的屋盖桁架(屋架或桁架式檩条等)。
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②刚架横梁式，将桁架端部上下弦与钢柱相连组成单跨或多跨刚架，可提高结构整体水平刚度，常用于单层厂房结构；
③连续式[图5.4(e)]，跨越较大距离的桥架，常用多跨连续的桁架，可增加刚度并节约材料；
④伸臂式[图5.4(f)]，既有连续式节约材料的优点，又有静定桁架不受支座沉陷的影响的优点，只是铰接处构造较复杂；
与梁一样，平面钢桁架在土木工程中应用很广泛，例如建筑工程中的屋架、托架、吊车桁架(桁架式吊车梁)，桥梁中的桁架桥，还有其他领域，如起重机臂架、水工闸门和海洋平台的主要受弯构件等。大跨度屋盖结构中采用的钢网架，以及各种类型的塔桅结构，则属于空间钢桁架。
图5.4 梁式桁架的形式
钢桁架的结构类型有：
①简支梁式[图5.4(a)～(d)]，受力明确，杆件内力不受支座沉陷的影响，施工方便，使用广泛。图5.4(a)～(c)常用屋架形式，i表示屋面坡度。
组合梁一般采用三块钢板焊接而成的工字形截面[图5.1(g)]，或由T型钢(H型钢剖分而成)中间加板的焊接截面[图5.1(h)]。当焊接组合梁翼缘需要很厚时，可采用两层翼缘板的截面[图5.1(i)]。受动力荷载的梁如钢材质量不能焊接结构的要求时，可采用高强度螺栓或铆钉连接而成的工字型截面[图5.1(j)]。荷载很大而高度受到限制或梁的抗扭要求较高时，可采用箱型截面[图5.1(k)]。组合梁的截面组成比较灵活，可使材料在截面上的分布更为合理，节省钢材。
钢梁可作成简支梁、连续梁、悬伸梁等。简支梁的用钢量虽然较多，但由于制造、安装、修理、拆换较方便，而且不受温度变化和支座沉陷的影响，因而用得最为广泛。
在土木工程中，除少数情况如吊车梁、起重机大梁或上承式铁路板梁桥等可单根梁或两根梁成对布置外，通常由若干梁平行或交叉排列而成梁格，图5.2即为工作平台梁格布置示例。
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本章主要内容：了解梁的强度和刚度计算，掌握梁的整体稳定、型钢梁的设计、组合
梁的设计
本 章 重 点：（1）梁的整体稳定
（2）型钢梁的设计
（3）组合梁的设计
本 章 难 点：梁的整体稳定
承受横向荷载的构件称为受弯构件，其形式有实腹式和Βιβλιοθήκη Baidu构式两个系列。
实腹式受弯构件通常为梁，在土木工程中应用很广泛，例如房屋建筑中的楼盖梁、工作平台梁、吊车梁、屋面檩条和墙架横梁，以及桥梁、水工闸门、起重机、海上采油平台中的梁等。