本文主要从构件层面对钢框架结构中所涉及到的结构构件进行分析。组成钢框架结构的构件包括梁、柱、楼板、隅撑、柱脚等等。而每个构件几乎都包含强度验算、稳定验算、构造要求、连接方式等内容。今天就从梁开始说起。
一、梁
钢框架结构的钢梁根据是否考虑混凝土楼板与钢梁协同工作，可分为普通钢梁与组合梁。
普通钢梁，指楼板只起到将自重及外荷载传递给钢梁的作用，而不与钢梁共同受力。
组合梁，通常指钢与混凝土组合梁。它主要通过在钢梁和混凝土翼缘板之间设置抗剪连接件（栓钉、槽钢、弯筋等），抵抗两者在交界面处的掀起及相对滑移，使之成为一个整体而共同工作。混凝土翼板受压，钢梁受拉，充分发挥钢与混凝土的自身优点，可有效节省钢材用量。
本次先讨论普通钢梁，以下简称钢梁。
钢梁可分为框架梁、次梁等。与框架柱相连的钢梁即为框架梁，除框架梁以外都可定义为次梁。
框架梁一般为两端刚接，连系各榀框架柱，从而形成连续梁；而次梁通常为两端铰接，即为简支梁（即软件计算中需要两端手动点铰）。
钢梁通常采用H型钢截面，当荷载较大或对抗扭要求较高时可采用箱形截面。当荷载较小或有表现形式要求时亦可采用T型截面或倒T型截面、槽形截面等。
但无论采取何种截面，钢梁需要验算的内容都是大同小异的。可包括强度（正应力、剪应力、局部压应力、折算应力等）、整体稳定性、局部稳定性、挠度等内容。对于直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接，当应力变化循环次数大于等于5x10^4次时，还应进行疲劳验算。
钢梁主要作为受弯构件，通常情况下承受弯矩、剪力及轴力的共同作用。其中轴力通常可以忽略不计。只有对于温度作用明显的结构或斜梁构件，因其轴力作用较为突出，钢梁应按拉弯或压弯构件验算。
本章仅讨论承受弯矩和剪力时的情况。
1、强度
钢梁强度验算包含 正应力、剪应力、局部压应力及折算应力验算。
1.1 正应力
在主平面内受弯的实腹式构件，其受弯强度（正应力）验算公式如下：
其中：
γx、γy ——截面塑性发展系数，与截面形式有关，为常数，可查表。
Mx 、My 一一同一截面处绕x轴和y轴的弯矩设计值；
H型钢梁根据其绕不同轴的截面抵抗矩的大小，可区分出强轴和弱轴。顾名思义，截面抵抗矩大的方向即为强轴（上图X轴），截面抵抗矩小的方向即为弱轴（上图Y轴）。我们通常说绕强轴（X轴）的弯矩Mx为平面内弯矩，绕弱轴（Y轴）的弯矩My为平面外弯矩。
这里指的截面抵抗矩：Wnx=Inx/ymax，Wny=Iny/xmax
就是截面对其形心轴惯性矩（Inx或Iny，不懂惯性矩如何计算的请面壁思过）与截面上最远点至形心轴距离（ymax或xmax）的比值。
Wnx 、Wny 一一对x轴和y 轴的净截面模量，截面模量即为截面抵抗矩，同义；
f ——钢材的抗弯强度设计值 ；
从上述公式可知，钢梁受弯强度（正应力）与所承受弯矩（Mx、My）成正比与钢梁的净截面模量（Wnx、Wny）成反比。在外力确定的情况下，钢梁的受弯强度主要取决于钢梁的净截面模量。
根据移轴定理（不懂的自行百度）可知，钢梁翼缘面积以及钢梁翼缘距离形心轴的距离对截面模量贡献较大。因此增大钢梁翼缘的面积（可通过加宽翼缘或加厚翼缘实现）或提高钢梁高度都可以有效地减小钢梁的正应力。
框架梁，多为连续梁，最大弯矩通常出现在支座位置，上翼缘受拉，下翼缘受压。而次梁，多为简支梁，最大弯矩出现在跨中位置，上翼缘受压，下翼缘受拉。
在盈建科或者PKPM计算结果中，钢梁会输出三个数值。第一个数值即为钢梁在该跨内最大正应力。该值通常控制在0.9以内为宜。
另外，在软件前处理计算参数设置中，钢构件设计信息里有一个开关对计算结果影响较大，即为“钢构件截面净毛截面比”，保守可取0.85，正常可取0.90，取1较为冒进。该值主要考虑螺栓孔等孔洞对钢构件截面的削弱。该值仅影响强度验算，不影响稳定验算。
1.2 剪应力
在主平面内受弯的实腹式构件，其受剪强度应按下式计算：
V 一一 计算截面沿腹板平面作用的剪力设计值；
S —— 计算剪应力处以上(或以下) 毛截面对中和轴的面积矩；
I 一一构件的毛截面惯性矩；
tw 一一构件的腹板厚度；
fv —— 钢材的抗剪强度设计值；
H型钢梁剪应力分布上图所示。
可见，剪力主要由钢梁腹板进行承担。
直观的，可通过增大腹板厚度tw减小剪应力。事实上，你们在计算中会发现，除特殊受力状态（如转换梁或有较大集中荷载作用）之外，钢梁剪应力比（剪应力与钢材抗剪强度设计值之比）基本不会超过0.4。而真正决定钢梁腹板厚度的是其局部稳定性，即板件宽厚比的要求。这个将在后面讲述。
在盈建科、PKPM等软件计算结果输出值中，第三个数据即为剪应力。如下图红框所示。
1.3 局部压应力
在普通民用钢框架结构中，很少会有局部压应力验算的要求。局部压应力通常用于吊车梁的验算。因为吊车梁上会有轮压集中荷载。当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载且该荷载处又未设置支承加劲肋时 或 在梁的支座处不设置支承加劲肋时，腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按下列公式计算：
F一一 集中荷载设计值；
ψ一一 集中荷载的增大系数；
lz ——集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度，lz=α 5hy十2hR
直观的，可通过增大腹板厚度减小局部压应力。还可以通过增大lz（集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度）来减小局部压应力。lz与翼缘厚度（体现为参数hy）及轨道高度（hR）有关。因此可以通过增大翼缘厚度（hy）、提高轨道高度（hR）等方式亦可以降低局部压应力。
1.3 折算应力
在梁的腹板计算高度边缘处，若同时承受较大的正应力、剪应力和局部压应力，或同时承受较大的正应力和剪应力时，其折算应力应按下列公式计算：
由前述内容可知，钢梁的正应力最大值出现在截面边缘，而最大剪应力出现在腹板中间位置，局部压应力作用于腹板计算高度上边缘。也即三种应力最大值并不出现在截面的同一位置。但根据应力分布图可知，在腹板计算高度上边缘处，除了局部压应力最大以外，正应力和剪应力也是较大的。因此在该处实际的折算应力可能会较大，需要引起关注。
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