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          管桁架結構設計要點(diǎn)有哪些?

          發(fā)布時(shí)間:2020-11-07 瀏覽次數:78
          管桁架結構的受力特點(diǎn)

          管桁架,是指用圓桿件在端部相互連接而組成的格構式結構。與傳統的開(kāi)口截面(H型鋼和I字鋼)鋼桁架相比,管桁架結構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。這種鋼構不用節點(diǎn)板,構造簡(jiǎn)單,制作安裝方便、結構穩定性好、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,表現出腹桿抗剪、弦桿抗彎的受力機理。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(xiàn)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(huà),必須考慮適當加大其截面尺寸。
          靜力計算。管桁架結構應經(jīng)過(guò)位移、內力計算后進(jìn)行桿件截面設計,如桿件截面需要調整應重新進(jìn)行設計,使其滿(mǎn)足設計要求。設計后,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),應根據截面及剛度等效的原則進(jìn)行,被替換的桿件應不是結構的主要受力桿件且數量不宜過(guò)多(通常不超過(guò)全部桿件的5%),否則應重新校核。分析管桁架結構因溫度變化而產(chǎn)生的內力,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點(diǎn)上,然后按有限元法分析。
          抗震計算。在單維地震作用下,進(jìn)行多遇地震作用下的效應計算時(shí),可采用振興分解反應譜法,對于體形復雜或重要的大跨度結構應采用時(shí)程分析進(jìn)行補充計算。采用時(shí)程分析法時(shí),應按建筑場(chǎng)地類(lèi)別和設計地震分組選用不少于兩組的實(shí)際強震記錄和一組人工模擬的加速度時(shí)程曲線(xiàn),其平均地震影響系數曲線(xiàn)應與振形分解反應譜法所采用的地震影響系數曲線(xiàn)在統計意義上相符。加速度曲線(xiàn)峰值應根據與抗震設防烈度相應的多遇地震的加速度時(shí)程曲線(xiàn)大值進(jìn)行調整,并應選擇足夠長(cháng)的地震動(dòng)持續時(shí)間。
          當采用振形分解反應譜法進(jìn)行管桁架結構地震作用分析時(shí),建議至少取前25~30個(gè)振形,對體形特別復雜或重要的需要取更多振形進(jìn)行效應組合。在抗震分析時(shí),應考慮支承體系對其受力的影響。此時(shí)可將桁架結構與支承體系同時(shí)考慮,按整體分析模型進(jìn)行計算;也可把支承體系簡(jiǎn)化為管桁架結構的彈性支座,按彈性支承模型進(jìn)行計算。在進(jìn)行結構地震作用效應分析時(shí),對于周邊落地的管桁架結構,阻尼比可取0.02,對有混凝土結構支承的管桁架結構,阻尼比取0.03。對于體形復雜或較大跨度的管桁架結構,宜進(jìn)行多維地震作用下的效應分析。進(jìn)行多維地震效應計算時(shí),可采用多維隨機振動(dòng)分析方法、多維反應譜法或時(shí)程分析法。
          計算軟件。目前,能對桁架結構進(jìn)行前處理分析驗算,后處理節點(diǎn)設計出圖的有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,但是操作上比較不便,截面定義、分組繁瑣,其后處理節點(diǎn)設計的參數比較豐富。MST2006的桁架模型基本上套用網(wǎng)架模型的驗算功能。3D3S可方便輸入單元、節點(diǎn)、局部單元荷載,各種工況荷載都可以通過(guò)導荷載的方式由面荷載轉化為節點(diǎn)荷載,風(fēng)荷載可自動(dòng)考慮風(fēng)壓高度變化系數、風(fēng)振系數。工程中常使用計算軟件為3D3S。
          桁架截面尺寸變化對其內力的影響
          對于空間三角形鋼管桁架而言,當確定了截面高度、上弦寬度以及節間長(cháng)度后可確定一種截面形狀。隨著(zhù)上弦寬度的變化,弦桿的內力基本上保持不變,但是腹桿和跨中撓度都有顯著(zhù)的變化。上弦寬度的增加,造成豎面腹桿的傾角相應增加,豎面腹桿的軸力在持續增加,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,反映到結構即是結構跨中撓度的增加。在截面彎矩不變的情況下,上下弦桿的內力也僅僅是當截面高度有變化的時(shí)候,才會(huì )發(fā)生較大幅度的變化,跟其它的截面參數沒(méi)有關(guān)系。同時(shí)隨著(zhù)截面高度的增加,由于傾角的減少,腹桿的軸力表現持續的減少,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。
          截面高度是影響構件選擇尤其是弦桿選擇的一個(gè)非常重要的因素,其對結構剛度的影響遠大于其它因素。節間長(cháng)度的大小會(huì )直接導致腹桿夾角的改變。改變節間長(cháng)度以后,弦桿的內力略有變化,同時(shí)腹桿的軸力有了相應的變化。
          隨著(zhù)節間長(cháng)度的增加,豎面腹桿的傾角相應增加,所以豎面腹桿的軸力在持續加大,傳遞到水平面上垂直腹桿的力也在增加??缰袚隙入S著(zhù)節間長(cháng)度的增加呈減少的趨勢,后趨于穩定。從中可以看出,如果腹桿布置過(guò)密,對結構的剛度沒(méi)有起到積極的作用,反而加大了跨中撓度。節間長(cháng)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。
          管桁架結構因具有造型美觀(guān)、制作安裝方便、結構穩定性好、屋蓋剛度大、經(jīng)濟效果好等特點(diǎn),已廣泛應用于公共建筑中。在設計過(guò)程中,必須把握管桁架的受力特點(diǎn),才能設計出安全可靠、經(jīng)濟美觀(guān)的管桁架項目。


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          1定位測量根據規劃材料,對根底的水平標高、軸線(xiàn)、柱間隔進(jìn)行復測。在根底頂面標明縱橫兩軸線(xiàn)的十字穿插線(xiàn),作為設備立柱的定位基準。2立柱設備為消除立柱長(cháng)度制造中的過(guò)失對立柱標高的影響,吊裝前,從牛腿上平面向下量1m作為理論標高的截面,標出顯著(zhù)符號,用作調整立柱標高的基準。在立柱底板的上表面,標出經(jīng)過(guò)立柱中心的縱橫軸十字穿插線(xiàn),用作立柱設備定位的基準。設備時(shí)將立柱上與根底上十字穿插線(xiàn)重合,先用水平儀以立柱上理論標高處的符號為準校正立柱的標高,然后用墊塊墊實(shí),擰緊地腳螺絲。再用兩臺經(jīng)緯儀從兩軸線(xiàn)方向校正立柱的垂直度,抵達要求后運用雙螺帽將螺栓擰緊。關(guān)于單根不穩定結構的立柱,可仰仗加風(fēng)纜暫時(shí)保護措施。關(guān)于規劃有柱間支撐的立柱,可仰仗設備柱間支撐,以增強結構穩定性。 3吊車(chē)梁設備吊車(chē)梁設備前,應對其進(jìn)行檢查,當變形不超限時(shí)才調設備。吊車(chē)梁?jiǎn)纹跹b就位后應及時(shí)與牛腿用螺栓聯(lián)接,并將梁上緣與柱之間的聯(lián)接板聯(lián)接,用水平儀和經(jīng)偉儀照準調整,符合要求后將螺栓擰緊。4屋面梁設備屋面梁在地上組裝前應對構件進(jìn)行檢查,當構件變形不超限、高強度螺栓聯(lián)接抵觸面沒(méi)有泥沙等雜物并承認抵觸面平整、枯燥時(shí),方可在地上組裝。組裝時(shí)選用無(wú)油枕木將構件墊起,構件兩側用木杠支撐,以增強穩定性。屋面梁的組裝以?xún)芍g作為一單元,單元拼接后要查驗:①梁的直線(xiàn)度;②與其它構件(例如立柱)聯(lián)合的螺栓孔的間隔標準。調整查驗抵達要求后,擰緊高強度螺栓。 5附件設備屋面檁條、墻檁條設備同時(shí)進(jìn)行。檁條設備前,對構件的變形狀況進(jìn)行檢查,如有超限進(jìn)行處理,鏟除構件表面油污、泥沙等。將數根檁條作為一組,一起吊裝,在一跨設備完畢后,檢查檁條斜度。要求檁條的直線(xiàn)度控制在答應過(guò)失范圍內,否則利用聯(lián)接螺栓(必要時(shí)加墊塊)加以調整。6復檢調整、焊接、補漆吊裝完畢后對全部構件復檢、調整,抵達規劃要求后,進(jìn)行現場(chǎng)施焊,對構件油漆損害處進(jìn)行修補。 網(wǎng)架 鋼結構加工 彩鋼板 鋼結構墊片加工 鋼結構框架 鋼結構框架 鋼結構加工 鋼結構加工 門(mén)式鋼架 彩鋼板
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