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柱和梁、刚架的区别在于：柱和梁，当垂直荷载压在普通柱和梁结构上时，由水平构件承载，然后弯曲到柱或垂直构件。横梁简单地由它的柱子支撑着，它们位于柱子的顶部，这样横梁的两端就可以在柱子的顶部自由旋转。结果是结构的水平构件只承受轴向力；而刚架结构，受竖向荷载作用时，也会被梁拾起，最终通过柱传递到地面。然而，节点是紧密连接的，防止任何自由旋转发生在梁的末端。这种细微的差别改变了梁的所有行为，现在就像修复端梁一样。
同时刚架结构有许多优点，比如减少了挠度、减少了内部弯矩、增加了刚度和提供无中心柱或支撑系统的开放空间。但是也有缺点，就是连接更复杂，可能使安装过程复杂化。因为刚架结构所谓的刚性连接，通常是全深度端板连接和扩展端板连接。其中最常见的是螺栓端板梁柱连接。根据预算的考虑，也可以用焊接连接代替螺栓连接的端板，特别适合用在地震活跃地区。因为焊接连接可以提供完整的瞬间连续性。同时相比螺栓连接会花费更多的时间和劳动力成本。
对于刚架结构的设计，其节点的连接在完全固定端之间存在差异，完全固定端连接提供了充分的约束，没有旋转和销钉连接的能力，构件完全自由旋转。这种关系是指水平和垂直构件的相对刚度。从设计者的角度来看，刚架结构可以设计得比其他柱梁系统更小。这是因为内部弯矩被刚度降低了。另一方面，柱或垂直构件应该设计得大一些，因为它们同时承受轴向载荷和内部弯矩。
以上就是关于钢结构工程中刚架结构在原理、连接、优缺点和设计的全面介绍了。
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