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管桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)有哪些？
發(fā)布時(shí)間：2020-11-07
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管桁架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)管桁架，是指用圓桿件在端部相互連接而組成的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的開口截面(H型鋼和I字鋼)鋼桁架相比，管桁架結(jié)構(gòu)截面材料繞中和軸較均勻分布，使截面同時(shí)具有良好的抗壓和抗彎扭承載能力及較大剛度。這種鋼構(gòu)不用節(jié)點(diǎn)板，構(gòu)造簡單，制作安裝方便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、屋蓋剛度大。空間三角形鋼管桁架在受到豎向均布荷載作用的時(shí)候，表現(xiàn)出腹桿抗剪、弦桿抗彎的受力機(jī)理。弦桿軸力的主要影響因素是截面的高度，而豎面斜腹桿軸力的主要影響因素是豎面腹桿與豎直線的傾角。水平腹桿在豎向荷載作用下的受力較小，但是如果受到明顯的扭矩作用的話，必須考慮適當(dāng)加大其截面尺寸。靜力計(jì)算。管桁架結(jié)構(gòu)應(yīng)經(jīng)過位移、內(nèi)力計(jì)算后進(jìn)行桿件截面設(shè)計(jì)，如桿件截面需要調(diào)整應(yīng)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)后，桿件不宜替換，如因備料困難等原因必須進(jìn)行桿件替換時(shí)，應(yīng)根據(jù)截面及剛度等效的原則進(jìn)行，被替換的桿件應(yīng)不是結(jié)構(gòu)的主要受力桿件且數(shù)量不宜過多(通常不超過全部桿件的5%)，否則應(yīng)重新校核。分析管桁架結(jié)構(gòu)因溫度變化而產(chǎn)生的內(nèi)力，可將溫差引起的桿件固端反力作為等效荷載反向作用在桿件兩端節(jié)點(diǎn)上，然后按有限元法分析。抗震計(jì)算。在單維地震作用下，進(jìn)行多遇地震作用下的效應(yīng)計(jì)算時(shí)，可采用振興分解反應(yīng)譜法，對于體形復(fù)雜或重要的大跨度結(jié)構(gòu)應(yīng)采用時(shí)程分析進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算。采用時(shí)程分析法時(shí)，應(yīng)按建筑場地類別和設(shè)計(jì)地震分組選用不少于兩組的實(shí)際強(qiáng)震記錄和一組人工模擬的加速度時(shí)程曲線，其平均地震影響系數(shù)曲線應(yīng)與振形分解反應(yīng)譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計(jì)意義上相符。加速度曲線峰值應(yīng)根據(jù)與抗震設(shè)防烈度相應(yīng)的多遇地震的加速度時(shí)程曲線大值進(jìn)行調(diào)整，并應(yīng)選擇足夠長的地震動持續(xù)時(shí)間。當(dāng)采用振形分解反應(yīng)譜法進(jìn)行管桁架結(jié)構(gòu)地震作用分析時(shí)，建議至少取前25～30個(gè)振形，對體形特別復(fù)雜或重要的需要取更多振形進(jìn)行效應(yīng)組合。在抗震分析時(shí)，應(yīng)考慮支承體系對其受力的影響。此時(shí)可將桁架結(jié)構(gòu)與支承體系同時(shí)考慮，按整體分析模型進(jìn)行計(jì)算；也可把支承體系簡化為管桁架結(jié)構(gòu)的彈性支座，按彈性支承模型進(jìn)行計(jì)算。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)分析時(shí)，對于周邊落地的管桁架結(jié)構(gòu)，阻尼比可取0.02，對有混凝土結(jié)構(gòu)支承的管桁架結(jié)構(gòu)，阻尼比取0.03。對于體形復(fù)雜或較大跨度的管桁架結(jié)構(gòu)，宜進(jìn)行多維地震作用下的效應(yīng)分析。進(jìn)行多維地震效應(yīng)計(jì)算時(shí)，可采用多維隨機(jī)振動分析方法、多維反應(yīng)譜法或時(shí)程分析法。計(jì)算軟件。目前，能對桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行前處理分析驗(yàn)算，后處理節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)出圖的有STS、STCAD、MST2006、3D3S。STS桁架模塊能方便建立平面桁架模型，但不能建立空間桁架模型。STCAD的建模以及模型編輯功能都比較強(qiáng)，但是操作上比較不便，截面定義、分組繁瑣，其后處理節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的參數(shù)比較豐富。MST2006的桁架模型基本上套用網(wǎng)架模型的驗(yàn)算功能。3D3S可方便輸入單元、節(jié)點(diǎn)、局部單元荷載，各種工況荷載都可以通過導(dǎo)荷載的方式由面荷載轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)荷載，風(fēng)荷載可自動考慮風(fēng)壓高度變化系數(shù)、風(fēng)振系數(shù)。工程中常使用計(jì)算軟件為3D3S。對于空間三角形鋼管桁架而言，當(dāng)確定了截面高度、上弦寬度以及節(jié)間長度后可確定一種截面形狀。隨著上弦寬度的變化，弦桿的內(nèi)力基本上保持不變，但是腹桿和跨中撓度都有顯著的變化。上弦寬度的增加，造成豎面腹桿的傾角相應(yīng)增加，豎面腹桿的軸力在持續(xù)增加，傳遞到水平面上垂直腹桿的力也在增加。同時(shí)，豎面腹桿軸力的增加也造成了桿件剪切變形的增加，反映到結(jié)構(gòu)即是結(jié)構(gòu)跨中撓度的增加。在截面彎矩不變的情況下，上下弦桿的內(nèi)力也僅僅是當(dāng)截面高度有變化的時(shí)候，才會發(fā)生較大幅度的變化，跟其它的截面參數(shù)沒有關(guān)系。同時(shí)隨著截面高度的增加，由于傾角的減少，腹桿的軸力表現(xiàn)持續(xù)的減少，而由于彎曲變形和剪切變形的減少，跨中的撓度也逐漸變小。截面高度是影響構(gòu)件選擇尤其是弦桿選擇的一個(gè)非常重要的因素，其對結(jié)構(gòu)剛度的影響遠(yuǎn)大于其它因素。節(jié)間長度的大小會直接導(dǎo)致腹桿夾角的改變。改變節(jié)間長度以后，弦桿的內(nèi)力略有變化，同時(shí)腹桿的軸力有了相應(yīng)的變化。隨著節(jié)間長度的增加，豎面腹桿的傾角相應(yīng)增加，所以豎面腹桿的軸力在持續(xù)加大，傳遞到水平面上垂直腹桿的力也在增加。跨中撓度隨著節(jié)間長度的增加呈減少的趨勢，后趨于穩(wěn)定。從中可以看出，如果腹桿布置過密，對結(jié)構(gòu)的剛度沒有起到積極的作用，反而加大了跨中撓度。節(jié)間長度也并非是越大越好，為了腹桿與弦桿的連接的可靠，一般的傾角控制在35°～55°之間。管桁架結(jié)構(gòu)因具有造型美觀、制作安裝方便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、屋蓋剛度大、經(jīng)濟(jì)效果好等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于公共建筑中。在設(shè)計(jì)過程中，必須把握管桁架的受力特點(diǎn)，才能設(shè)計(jì)出安全可靠、經(jīng)濟(jì)美觀的管桁架項(xiàng)目。
一、鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)方案與提升方面 施工圖：開始高度重視上方、下面結(jié)構(gòu)的相互配合,應(yīng)計(jì)入多方位自然災(zāi)害功效的效應(yīng)。充分考慮上下面結(jié)構(gòu)相互配合的管用方法 是按整體結(jié)構(gòu)數(shù)字模型進(jìn)行自然災(zāi)害作用計(jì)算。下面結(jié)構(gòu)簡單盡量依據(jù)可靠且符合動力學(xué)方程基本概念,即應(yīng)綜合型充分考慮彎曲應(yīng)變和品質(zhì)閉合電路后高效性。借助計(jì)算機(jī)模型擬合設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)體模型,并開展計(jì)算分析。操作步驟時(shí),應(yīng)合理確立計(jì)算數(shù)字模型,確保屋架等結(jié)構(gòu)與重要承重板位置的連接與結(jié)構(gòu)相一致。此外,還應(yīng)當(dāng)充分考慮應(yīng)力分析。計(jì)算分析時(shí)除模擬仿真結(jié)構(gòu)整體成型后支撐狀況外,也需要兼顧其工程施工整個(gè)過程的獨(dú)特支撐情況,避免在結(jié)構(gòu)成型前因?yàn)橐徊糠种纬^方案設(shè)計(jì)值而損壞。對于工程施工整個(gè)過程的計(jì)算模擬仿真一定要考慮到預(yù)制件構(gòu)件起吊、不一樣工程施工階段工作狀況、結(jié)構(gòu)預(yù)變形專業(yè)性、預(yù)制件構(gòu)件的預(yù)拼裝、卸載掉等。2.結(jié)構(gòu)合理布局：結(jié)構(gòu)合理布局宜防止因一部分削弱或忽然轉(zhuǎn)變造成底子薄部位,導(dǎo)致過大的武學(xué)、變形集中。對于將會出現(xiàn)的底子薄部位,應(yīng)采取相應(yīng)提高建筑抗震等級專業(yè)能力。因此在實(shí)施結(jié)構(gòu)合理布局時(shí),必須品質(zhì)與彎曲應(yīng)變遍及均衡和結(jié)構(gòu)的全局性和傳力建立。屋架的自然災(zāi)害作用理應(yīng)能科學(xué)地依據(jù)支座向下傳輸;避免屋架武學(xué)集中或非常大歪曲效應(yīng),因而屋架、承重板及下面結(jié)構(gòu)的布局宜均勻?qū)ΨQ;屋架結(jié)構(gòu)的整體性,因此應(yīng)優(yōu)先采用室內(nèi)空間設(shè)計(jì)傳力體系管理、避免一部分削弱或忽然變動的底子薄部位;宜選用輕形平屋頂系統(tǒng),因此應(yīng)嚴(yán)格控制平屋頂系統(tǒng)的企業(yè)凈重。鋼結(jié)構(gòu)建筑工程設(shè)計(jì)及施工方面有哪些細(xì)節(jié)二、鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目工程施工安裝方面 整體荷載施工工藝：大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工工地比較重要的難題是結(jié)構(gòu)在造成室內(nèi)空間設(shè)計(jì)整體前穩(wěn)定性。依據(jù)荷載施工工藝應(yīng)用能夠控制同歩的牽引繩機(jī)械設(shè)備,將分成多個(gè)穩(wěn)定體的結(jié)構(gòu)沿著一定的軌道,由拼裝位置水平移動到方案設(shè)計(jì)位置,可較著力解決了該難點(diǎn)。但應(yīng)用時(shí)要留意其要求結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)圖外彎曲應(yīng)變大,務(wù)必鋪設(shè)軌道,多一點(diǎn)屈伸時(shí)同步控制難易度大的特點(diǎn)。2.整體提升施工工藝：該專業(yè)性依據(jù)以液壓千斤頂作為機(jī)械設(shè)備,根據(jù)各工作面提升力的規(guī)定,將好幾個(gè)液壓千斤頂與液壓電磁閥組、污水處理站等組成液壓千斤頂集群,并且在計(jì)算機(jī)軟件操縱相同歩運(yùn)動健身,提升或移動全過程中大中小型結(jié)構(gòu)的姿勢平穩(wěn)、負(fù)載均衡。3.高空無肩臺拼裝施工工藝：高空塊材擴(kuò)大控制模塊無肩臺組裝專業(yè)性,工程施工基本概念是:將結(jié)構(gòu)體系管理高效的按段,選擇起吊順序,使工程施工整個(gè)過程無需搭建支點(diǎn)綜合服務(wù)平臺,應(yīng)用結(jié)構(gòu)自身彎曲應(yīng)變造成穩(wěn)定控制模塊,依據(jù)飛速發(fā)展控制模塊接裝,后造成整體結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)建筑工程設(shè)計(jì)及施工方面有哪些細(xì)節(jié)三、鋼結(jié)構(gòu)工程品質(zhì)防范措施控制方面 1.安裝精度控制：復(fù)雜室內(nèi)空間設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)在安裝時(shí)應(yīng)進(jìn)行測控技術(shù),由于鋼結(jié)構(gòu)施工放線控制作為施工工藝的一部分,其工程項(xiàng)目工程施工方案的合理性、創(chuàng)新能力,從許多的測控技術(shù)信息數(shù)據(jù)中分析結(jié)果并獲得體現(xiàn)和確定。對于大跨度鋼結(jié)構(gòu),畢竟在工程施工全過程中,結(jié)構(gòu)的變形和受力狀況與成型后有挺大的區(qū)別,因此必須應(yīng)用各式各樣支點(diǎn)胎架來結(jié)構(gòu)的精度。2.拆卸控制：因?yàn)榇罂缍蠕摻Y(jié)構(gòu)具有卸載掉總噸位大,卸載掉點(diǎn)遍及廣,瞄準(zhǔn)卸載掉支撐大,卸載掉計(jì)算分析工作量大等特點(diǎn),若承受能力釋放出不合理,會損壞結(jié)構(gòu)或使鋼管架慢慢失調(diào)。因而在鋼結(jié)構(gòu)卸載掉時(shí)必須以體系管理轉(zhuǎn)換方案為標(biāo)準(zhǔn),以結(jié)構(gòu)計(jì)算分析為依據(jù),以結(jié)構(gòu)安全系數(shù)為服務(wù)理念,以變形和睦為關(guān)鍵,以智能監(jiān)控系統(tǒng)為確保,苛刻按照等比法和定距法二種卸載掉方法 的規(guī)定進(jìn)行操作過程。3.安全施工方案：大跨度鋼梁起吊時(shí),若未進(jìn)行高效的起吊計(jì)算,仍然選擇傳統(tǒng)式的二點(diǎn)起吊,由于鋼梁結(jié)構(gòu)很長,起吊間距非常大,以及凈重和可塑性荷載作用等要素,鋼梁和鍍鋅鋼絲繩都遭到挺大的軸向力作用,易出現(xiàn)鋼梁側(cè)邊彎曲,甚至造成更加非常嚴(yán)重的變形。大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場要加強(qiáng)管理方法,提高員工專業(yè)技能培訓(xùn)學(xué)習(xí),使對其預(yù)制件構(gòu)件的支撐特點(diǎn)及起吊專業(yè)技能有更加具像的了解。此外提升施工進(jìn)度計(jì)劃方案設(shè)計(jì)對安全施工方案進(jìn)行高效的闡述,以選擇較為高效的安全施工方案。鋼結(jié)構(gòu)建筑工程設(shè)計(jì)及施工方面有哪些細(xì)節(jié)4.安裝順序：因?yàn)榇罂缍蠕摻Y(jié)構(gòu)對安裝順序要求比較高,若未合理充分考慮安裝順序,鋼預(yù)制件構(gòu)件也不符合起吊的必須,則將會危害到結(jié)構(gòu)的安全性。施工進(jìn)度計(jì)劃方案設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)合理安排安裝順序,制造廠生產(chǎn)制造、預(yù)制件構(gòu)件運(yùn)輸、現(xiàn)場安裝應(yīng)統(tǒng)一互相配合,工程施工全過程中,嚴(yán)格執(zhí)行。除認(rèn)真制訂適合工程的安裝順序外,還應(yīng)當(dāng)選擇有工作經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍進(jìn)行安裝,避免導(dǎo)致質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)。大跨度鋼結(jié)構(gòu)在特殊工程新項(xiàng)目中運(yùn)用比較多,針對工程施工全過程中的眾多難點(diǎn),應(yīng)提高施工進(jìn)度計(jì)劃方案設(shè)計(jì)提高,提升安全系數(shù)與質(zhì)量藍(lán)線,不斷完善施工工藝。
鋼結(jié)構(gòu)框架
管桁架
網(wǎng)架
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管桁架
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