管桁架结构设计与分析

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管桁架结构设计与分析

作者：王柱成王诗瑶刘广鹏任盛鑫

来源：《装饰装修天地》2018年第20期

摘要：近年来，随着我国钢材产量的不断增长，钢结构以其自身的优势在建筑中所占的比重越来越大，钢管结构也取得了很大的突破。钢管结构的最大优点是能很好地结合人们对建筑的功能要求、感官要求和经济效益要求。钢管桁架结构以其独特的优点受到人们的青睐。

关键词：管桁架；结构设计；分析

1 管桁架结构的力学特性

管桁架结构是在网架结构的基础上发展起来的。与空间桁架结构相比，管桁架结构具有独特的优势和实用性，结构的用钢量也相对经济。与空间桁架结构相比，管桁架结构省去了空间桁架下弦杆和球节点，能满足不同建筑形式的要求，特别是圆拱和任意曲线形状比空间桁架结构更为有利。四面稳定，节省材料消耗。

与传统的开口截面钢桁架（h型钢和I型钢）相比，管桁架结构的截面材料绕中性轴均匀分布，使截面具有良好的压扭承载力和较大的刚度，不需要节点板，结构简单。

最重要的是管桁架结构外形美观，造型方便，具有一定的装饰效果。该管桁架结构整体性能好，抗扭刚度高，外形美观，制造、安装、翻转、吊装相对容易。冷弯薄壁型钢屋架具有结构轻巧、刚度好、节约钢材、充分利用材料强度等优点。特别是在长细比控制的压杆和支撑体系中更为经济。目前，采用这种结构的建筑物基本上属于公共建筑物。该结构具有外形美观（可做成平板形、圆弧形、任意曲线形）、制作安装方便、结构稳定性好、屋面刚度大、经济效果好等特点。

2 管桁架结构的结构计算

2.1 基本设计规则

三维桁架的高度可为跨度的1/12～1/16。三维拱的拱厚可达跨度的1/20～1/30，拱高可达跨度的1/3～1/6。弦（主管）与腹杆（支管）和两腹杆（支管）夹角不得小于30度。当立体桁架跨度较大（一般不小于30m钢结构）时，可考虑起拱，起拱值不大于立体桁架跨度的

1/300（一般为1/500）。此时杆件内力变化较小，设计时不能用拱计算。管桁架结构在恒载和活载标准下的最大挠度值不应超过短跨度的1/250，悬臂不应超过跨度的1/125。悬吊吊装设备屋面结构的最大挠度不应大于结构跨度的1/400。当仅改善外观要求时，在恒载和活载标准下，最大挠度可取挠度减去鼓包值。

客运中心管桁架的结构设计

第19卷第3期宁波大学学报（理工版）V ol.19 No.3 2006年9月JOURNAL OF NINGBO UNIVERSITY ( NSEE ) Sept. 2006 文章编号:1001-5132（2006）03-0330-04 客运中心管桁架的结构设计 邬吉吉华1,2，何丽波2，许国平2，周泓2，刘中华3 （1.同济大学土木工程学院，上海 200092；2.宁波市建筑设计研究院科研所，浙江宁波 315012；3.浙江精工钢结构有限 公司，浙江绍兴 312000） 摘要：根据空间有限元建模计算，探讨了多跨的钢管桁架结构体系的天台客运中心候车大厅屋盖的结构布置、计算模型的对比. 分析表明采用倒三角形截面的管桁架在平面外稳定性较弱，在设计中应通过增设横向和纵向支撑来形成几何不变体系，否则应进行平面外的稳定分析. 管桁架的设计计算应考虑与下部结构共同作用，同时应反映施工对结构内力的影响. 管桁架的计算模型中采用刚性节点与弹性节点对内力的影响不大. 关键词：管桁架；结构设计；有限元 中图分类号：TU318+.1文献标识码：A 在大跨空间结构中采用空间管桁架是种合理经济的结构形式. 空间管桁架的自身刚度大，用钢量小，施工方便，可单制作，适用于复杂多变的建筑形式，并具有明快的结构传力方式[1-5]. 天台客运中心是浙南地区重要的交通枢纽，总建筑面积为15000m2. 采用造型新颖的园弧形屋面来寓意天台人民不断开拓进取的时代精神. 主体结构由候车大厅和售票大厅组成，总高度为20.37m. 东西长112.2m. 南北宽48.6m. 其中候车大厅平面尺寸112m×51m，柱距9m，下部结构采用钢筋混凝土现浇框架. 抗震等级为三级屋面为纵向园弧坡面. 工程设计的使用年限为50年. 建筑物重要类别为丙类建筑. 建筑结构的安全等级为二级. 钢结构的耐火等级为二级. 天台抗震设防烈度为6度. 基本风压为0.4kn/m2，雪压为0.5kn/m2. 地面粗糙度为B类，建筑物场地类别三类. 1结构体系布置 经多种方案比较，候车大厅屋面决定采用空间管桁架结构体系. 其承重主要由钢桁架、屋盖支撑体系以及钢檩条组成，如图1和图2所示. 根据建筑柱网布置，钢桁架ZHJ共计12，间距9m，采用三跨连续的倒三角形截面的钢管桁架. 其跨度分别为15m、27m、4.8m，支承于钢筋混凝土柱上，并向两侧各悬挑3m、6m. 倒三角形截面桁架的高和上边宽均为 1.5m. 钢桁架上、下弦杆选用较大外径和壁厚的圆钢管. 从钢管节点的构造来保证弦杆外径大于腹杆外径，弦杆壁厚大于腹杆壁厚. 按等间距 1.5m错位布置上、下弦杆节点来实现弦杆与腹杆以及腹杆轴线间的夹角大于30o. 同时在钢桁架承受较大横向荷载的支座部位纵向和横向进行了加强. 在本工程中上弦杆为2根φ203 收稿日期：2006-03-28. 基金项目：中国博士后科学基金（2005037512）. 作者简介：喆 邬华（1971－），男，上海人，博士后，高级工程师，主要研究方向：大跨钢结构、预应力混凝土结构等. E-mail:wuzhehua@https://www.wendangku.net/doc/6f4861040.html,

管桁架设计总结

主要参考资料：《空间网格结构技术规程》 《荷载规范》尤其是风荷载，雪荷载 《钢结构连接节点设计手册》计算屋盖支座 一、选型：参见《空间网格结构技术规程》第三章3.1到3.5节 其中：网架的高跨比可取1/10—1/18；网架在短向跨度的网格数不宜小于5；确定网格尺寸时，宜使相邻杆件间的夹角大于45度，且不宜小于30°。 二、结构计算 1.《空间网格结构技术规程》4.1.1空间网格结构应进行重力荷载及风荷载作用下的位 移、内力计算。并应根据具体情况，对地震、温度变化、支座沉降及施工安装荷载等作用下的位移、内力计算。 2.应该考虑荷载： 1）风荷载：注意体形系数的选取。《空间网格结构技术规程》4.1.3对于基本自振周期大于0.25s的空间网格结构，宜进行风振计算。参考《荷载规范》8.4.3 风荷载主要考虑垂直桁架方向，平行桁架方向。 对于风荷载还应该考虑：当风吸力作用于屋盖时，传递到节点荷载上的向上的 合力应小于屋盖自重。 2）雪荷载：雪荷载的主要问题是屋面积雪分布系数参考《荷规》表7.2.1. 3）积水荷载：根据桁架的整体形势，考虑檐口高度以符合积水荷载与雪荷载的大小，并按较大值选取荷载不至于屋面。 4）温度作用：《空间网格结构技术规程》4.2.4中可不考虑温度变化引起的内力条件；若要考虑温度作用，参数考虑《荷规》第九章。 5）地震作用： a).《抗规》10.2节10.2.6下列屋盖结构可不进行地震作用计算，但应符合本节 有关的抗震措施要求： 1.7度时，矢跨比小于5的单向平面桁架和单向立体桁架结构可不进行沿桁架的 水平向以及竖向地震作用计算。 2.7度时，网架结构可不进行地震作用计算。 另参考《空间网格结构技术规程》4.4节 b). 《空间网格结构技术规程》4.4.8 当采用振型分解反应谱法进行空间网格结 构地震效应分析时，对于网架结构宜至少取前10~15个振型，对于网壳结构宜 至少取前25~30个振型，以进行效应组合。 《空间网格结构技术规程》4.4.10 在进行结构地震效应分析时，对于周边落地 的空间网格结构，阻尼比可取0.02,；对设有混凝土结构支撑体系的空间网格结 构，阻尼比可取0.03. 三、模型建立及计算：3D3S 1.当不是采用3D3S的模板建模时（自己手动建模），软件不能自动分辨模型中的“上 弦”、“下弦”、“撑杆”等杆件类型，要用户自己定义，可采用“构件属性”菜单中“定义层面或轴线号”命令定义杆件类型； 2.定义单元计算长度：定义单元时，计算长度取0，程序会自动寻找计算长度。软件 对空间框架结构自动寻找无支撑长度，并按规范自动计算两个方向的计算长度。对普通屋架定义了常见的平面内外计算长度。对平面框架的平面内计算长度（绕3轴）

管桁架结构制作安装施工工艺备课讲稿

管桁架结构制作安装 施工工艺

管桁架结构制作安装 施工工艺

钢管桁架结构制作与安装施工工艺 1 一般规定 1.1适用范IU 木施I:工艺规程适用于大空体有场馆、公共建筑和各种用@1當矩管作为1??架构成乞类形状的空何结构的建筑物以及构筑物. 1.2编制依抓的杯准与规范 优质碌素结枸钢GB/T699—1999 普通礙素结构制GB ; T70O-1998 低合金馬强度结构钢GB T1591—19￡>! -般工程用铸造碳素钢GB 5576—1997 铸件尺寸差GB &I11—86 结构用冷巧空心型钢GB/T6728—1986 铸;超声探伤方法及质吊评级方広GB 7233-87 炸接结枸用碳素制铸件GB，T7659-1987 结构用无缝符GB/T8162—1999 铸件重址公差GB T11351-89 ri缝焊管GB/T13793—1992 结构用不锈钢无縫钢管GB/T11975—1991 傅结构L程施门贡戢脸收规范CB 50205—2001 建筑1?程施1:质眾蛉收统一标准GB 50300—2001 建筑钢结构焊接技术规程JCJ 81—2002 合金钢铸件JB/ZQ1297 1986 铸件质童分等通则JB/JQ82001—90 13材料藝求 管桁架使川的管材、板材、埠材、铸制，除材料牌号、型号规格和质星等级应符合相应设汁文件的耍求.还必须符合下述规定： 1管材 1）材质：必须符合G优质碳素结构tmGBT699—1999、《普通破素结构钢》GB

桁架结构分析

2013-2014年度学生研究计划（SRP）“桁架结构模型结构优化及试验” 结题论文 姓名骆辉军 学院土木与交通学院 专业土木工程（卓越全英班） 学号 201230221450 指导老师范学明 时间 2014年10月

一.实验背景 随着科学技术的发展和计算机软件技术的应用，应用相关的软件来进行桁架结构模型的优化已经可以成为现实。桁架结构中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。在桥梁结构中，桁架结构也应用广泛。只受结点荷载作用的等直杆的理想铰结体系称桁架结构。它是由一些杆轴交于一点的工程结构抽象简化而成的。合理地设计桁架结构，就能够最大限度地利用材料的强度，起到减轻桁架重量，节省材料的目的，从而也能为工程实际应用提供相关的依据和参考。 但桁架的结构模型形式千变万化，仅仅从理论上分析桁架的受力特征和破坏特征，而不进行相应的试验研究是无法取得实质性的进展的。正是基于这样一个原则，我们需要在理论研究的基础上通过试验来优化桁架的结构模型，在各式各样的桁架结构中挑选出受力合理的结构，最大限度地使材料的强度得以利用。 研究桁架结构模型优化的意义 桁架结构中，各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。结构布置灵活，应用范围非常广。桁架梁和实腹梁（即我们一般所见的梁）相比，在抗弯方面，由于将受拉与受压的截面集中布置在上下两端，增大了内力臂，使得以同样的材料用量，实现了更大的抗弯强度。在抗剪方面，通过合理布置腹杆，能够将剪力逐步传递给支座。这样无论是抗弯还是抗剪，桁架结构都能够使材料强度得到充分发挥，从而适用于各种跨度的建筑屋盖结构。更重要的意义还在于，它将横弯作用下的实腹梁内部复杂的应力状态转化为桁架杆件内简单的拉压应力状态，使我们能够直观地了解力的分布和传递，便于结构的变化和组合。 由于杆件之间的互相支撑作用，且刚度大，整体性好，抗震能力强，所以能够承受来自多个方向的荷载。而且具有结构简单，运输方便等优点，其应用于各个工程领域。古代木构建筑，而今的2008北京奥运会的主体育馆鸟巢；太空中的大型可展天线，地面上的跨海大桥，随处都可见到桁架的身影。由于桁架的结构模型千变万化，不同的桁架结构形式对桥梁或者屋架的受力特征有很大的影响，因而，研究桁架结构模型的优化具有重大的意义。 二．实验的相关资料 1.桁架结构的常见构造方式 桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构，即一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。 桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。其主要结构特点在于，各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。结构布置灵活，应用范围非常广。桁架梁和实腹梁（即我们一般所见的梁）相

桁架结构优化设计

桁架结构优化设计 一般所谓的优化，是指从完成某一任务所有可能方案中按某种标准寻找最佳方案。结构优化设计的基本思想是，使所设计的结构或构件不仅满足强度、刚度与稳定性等方面的要求，同时又在追求某种或某些目标方面（质量最轻，承载最高，价格最低，体积最小）达到最佳程度。 对于图1-1的结构，已知L=2m，x b=1m，载荷P=100kN，桁架材料的密度r=7.7x10-5N/mm3，[δt]=150Mpa，[δc]=100Mpa，y b的范围：0.5m≦y b≦1.5m。 图1-1 桁架结构 设计变量与目标函数（质量最小）

预定参数（设计中已确定，设计者不能任意修改的量）：L ， x b ，P ，r ，[δt ] ，[δc ] 设计变量（可由设计者调整的量）y b ，A 1，A 2 约束条件（对设计变量的约束条件） （1） 强度条件约束（截面、杆件的强度） （2） 几何条件约束（B 点的高度范围） 目标函数：桁架的质量W （最小） 解：1. 应力分析 0sin sin 02112=--=∑θθN N F x 0cos cos 02112=---=∑P N N F y θθ 由此得： )sin(sin 2111θθθ+= p N ) sin(sin 212 2θθθ+- =p N 由正弦定理得： l y l x p N B B 2 1) (2 -+=

l y x p N B B 2 22 += 由此得杆1和2横截面上的正应力 1 2 1) (2 lA y l x p B B -+= σ 2 2 22 lA y x p B B += σ 2.最轻质量设计 目标函数（桁架的质量） ))((2 2 2 1 2 2 B B y x A y l x A W B B ++-+=γ （1-1） 约束条件 [][]? ? ? ?? ????? ????≤+≤-+c B t B lA y x p lA y l x p B B σσ2 2 1 2 22 ) ( （1-2） 0.5≦y b ≦1.5（m ） （1-3） （于是问题归结为：在满足上述约束条件下，确定设计变量y b ，A 1，A 2，使目标函数W 最小。） 3．最优解搜索 采用直接实验法搜索。首先在条件（1-3）所述范围内选取一系列y b 值，由强度条件（1-2）确定A 1与A 2，最后根据式（1-2）计算相应W ，在y b -W 曲线中选取使W 最小的y b 与相应的A 1与A 2，即为本问题的最优解。 4．利用MA TLAB 编程 （1）分析目标函数和约束条件

浅谈大跨度空间管桁架的结构设计

浅谈大跨度空间管桁架的结构设计 【摘要】近年来，钢管结构在工业及民用建筑中的应用日益广泛，大跨度的车站、机场、体育场馆等多采用钢管桁架结构，本人有幸参加大庆侏罗纪公园室内游乐场的设计，主体建筑为128米X112米的空间桁架结构。本文通过对该建筑结构设计的回顾，在理论分析和实际工程计算紧密结合的基础上，总结了空间桁架结构设计的一些方法和经验。 标签空间桁架；方案选择；计算分析；关键技术 1、工程概况 本工程位于大庆市区，单体建筑为八边形，建筑面积13475.74㎡，单向拱形屋面，长度128m，矢高12.8m；拱顶净高度28.5m。桁架最大跨度64米。室内景观游乐设施复杂繁多，地面高低起伏，建筑四周墙体均安装美国公司设计的布景，整个建筑对美观及空间要求很高，因此，整个建筑除四周设柱外，中间仅允许有4根圆柱支撑整个屋面体系。屋面三角形桁架内设置通长猫道，兼做表演照明和电缆桥架使用，合理的利用了建筑空间。 2、钢管桁架结构的形式及特点 2.1 管桁架的分类：根据受力特性和杆件布置不同，可分为平面管桁结构和空间管桁结构。 平面管桁结构的上弦、下弦和腹杆都在同一平面内，结构平面外刚度较差，一般需要通过侧向支撑保证结构的侧向稳定。 空间管桁结构通常为三角形截面，与平面管桁结构相比，它能够具有更大的跨度，且三角形桁架稳定性好，扭转刚度大且外表美观。在不布置或不能布置面外支撑的场合，三角形桁架可提供较大跨度空间。一组三角形桁架类似于一榀空间刚架结构，且更为经济。可以减少侧向支撑构件，提高了侧向稳定性和扭转刚度。对于小跨度结构，可以不布置侧向支撑。 2.2 连接件的截面形式常用的杆件截面形式为圆形、矩形、方形等，本建筑弦杆和腹杆均为圆管相贯。 2.3 桁架的外形： 从桁架外形（即从弦杆类型来分）方面可分为：直线型与曲线型管桁架结构。为了满足对建筑物美观和使用功能的要求，以及空间造型的多样性，管桁架结构多做成各种曲线形状，以丰富结构的立体效果。当设计曲线型管桁结构时，有时为了降低加工成本，杆件仍然加工成直杆，由折线近似代替曲线。如果要求较高，可以采用弯管机将钢管弯成曲管，建筑效果较好，但对加工工艺要求较高。 2.4 管桁架的优点 钢管结构因其具有优美的外观、合理的受力特点以及优越的经济性，在现代工业厂房、体育馆、展览馆、会场、航站楼、车站、宾馆等建筑中得到了广泛的应用，如上海体育场、首都机场新航站楼、广州新白云及长航站楼、广州国际会展中心、上海新国际博览中心等大型工程中均采用了钢管结构。工程实际表明，钢管结构既可以很好地满足建筑要求，又能够使结构达到安全、适用、经济等性能指标，符合钢结构的最新设计观念。 2.5 本建筑弦杆和腹杆的杆件均为圆钢管，那么钢管截面的优点主要有以下几个方面： （1）圆管和方管的管壁一般较薄，截面回转半径较大，故抗压和抗扭性能

交错桁架结构的设计

第39卷第3期2007年6月 西安建筑科技大学学报(自然科学版) J1Xi.an Univ.of Arch.&Tech.(N atur al Science Edition) V ol.39N o.3 Jun.2007交错桁架结构的设计 卢林枫1,周绪红2,刘永健1,莫涛3,周期石4 (1.长安大学,陕西西安710064;2.兰州大学,甘肃兰州730000; 3.湖南大学,湖南长沙410082; 4.中南大学,湖南长沙410083) 摘要:采用P KP M系列软件和有限元程序SAP2000,分析了钢框架-剪力墙和交错桁架-剪力墙两种结构方案的抗震、抗风性能,以及在满足设计规范前提下的结构用钢量.对比设计结果显示,交错桁架-剪力墙比钢框架-剪力墙用钢量低,纵向框架结构形式对交错桁架的用钢量有一定影响,设计时宜采用剪力墙或支撑体系增强纵向框架刚度. 关键词:交错桁架;钢结构住宅;钢结构设计;经济评价 中图分类号:T U393.2文献标识码:A文章编号:1006-7930(2007)03-0308-06 交错桁架结构是一种理想的住宅结构体系,既能提供较大的建筑空间又具有较好的抗侧力性能.但目前关于高层交错桁架结构与其他结构体系经济性对比的技术数据还主要来自国外研究成果[1],为重点考察交错桁架结构经济性能,对福州市某城市广场工程15层商住酒店式公寓主楼结构方案作对比分析.该公寓主体建筑1~4层长81.6m,5~15层长71.6m,宽16m;1层层高6.5m,2~4层层高5.0 m,5~14层层高3.15m,15层层高3.9m.原设计在对比了矩形钢管混凝土框架-剪力墙结构和矩形钢管混凝土框架-钢支撑体系两种方案后,用了矩形钢管混凝土框架-剪力墙结构,框架柱均为箱型600@ 600@12内灌C50混凝土.由于矩形钢管混凝土框架-剪力墙结构比钢筋混凝土框架-剪力墙结构成本高,所以该项目的拟施工单位委托我们做以交错桁架为主要受力体系的结构方案,以期降低工程的结构成本.本文提出了两种不同柱距的交错桁架-剪力墙、支撑体系结构方案,并且与原矩形钢管混凝土框架-剪力墙结构方案作了对比分析,着重比较了不同结构方案的技术指标和经济性能. 1交错桁架结构设计方案 1.14m柱距方案 建筑设计方案中公寓楼房间都为4m开间,适合选择4m柱距的交错桁架方案(简称方案一).由于该工程1~4层为商场,建筑要求在这些楼层不能布置桁架,故1~4层仍采用矩形钢管混凝土框架-剪力墙结构,框架按4m设置柱距,5~15层采用钢结构交错桁架-剪力墙结构.由于交错桁架横向刚度较大,为减小层间刚度的突变,在1~4层局部框架间增设了偏心支撑,平面结构布置见图1.采用小柱距可以增强结构的刚度并使结构传力更加平缓,在减小楼板厚度的同时可以不布置次梁,减轻了上部建筑物的荷载,有利于降低地基和基础成本和提高结构抗震性能. 交错桁架体系横向由桁架和剪力墙(支撑体系)承担侧向力结构采用混合式桁架对抗质有利[2],桁架采用5节间桁架形式(见图2),弦杆为250@250@10方管,腹杆为200@200@10方管,空腹节间尺寸由建筑方案的走廊宽度确定,空腹节间可作为结构的耗能机制来改善结构的抗震性能.在纵向,设置H350@120@6@8框架梁,形成4m小柱距框架,而且剪力墙直通向屋面,所以纵向已形成了钢框架-剪力墙结构. *收稿日期:2006-03-24 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50078021);教育部科学技术研究重点项目(99089);高等学校博士学科点专项科研基金项目(2000053203) 作者简介:卢林枫(1972-),男,黑龙江龙江人,副教授,博士,主要从事新型钢结构体系分析与设计方法研究.

管桁架钢结构工程施工组织设计内容

管桁架钢结构工程施工组织设计内容 （一）工程概况 本工程是某·某华园(一期)钢结构工程，整个结构全部节点均由法兰盘连接。 1、工程难点、特点分析 难点： （1）主桁架构件长，部分桁架断面过大，运输困难，需在现场进行拼装； （2）跨度大，构件长，质量重，而作业条件受限制，施工难度大； （3）二榀桁架与柳叶弦杆组成的空间结构支撑于两点（下部砼柱），悬挑跨度大，在结构安装过程中单 榀侧向稳定性差； （4）部分柳叶弦杆支撑构件只能单件现场高空安装，安全隐患多； （5）钢结构仅为罩棚的骨架，本项工程承上启下，施工中需要与相关专业协调配合。 特点： （1）作业条件复杂，且工期紧，钢结构系统施工的同

时土建也在施工。看台及外侧部分土建工程大 部分已经施工完，构件需在场外拼装，大大的 增加了安装作业半径，因此，钢结构安装过程 中需引进大型吊机。 （2）部分杆件需煨弯，采用管管相贯连接节点及铸钢节点，对构件加工和安装提出更高的要求。 （二）建设地点及环境特征 某·某华园钢结构工程，坐落于河北省保定市。 （三）施工条件 ●施工场地已具备开工条件； ●施工所需水、电、电讯线路等，由总承包单位提供接 驳点； ●施工场地与公共道路通道已开通。 （四）项目管理特点及总体要求 某奥林匹克体育场跨度大、结构复杂、工期紧、质量要求高，土建、外围护多工种交叉作业，有大量高空作业等，施工难度大，安全隐患多。 根据以上特点，我公司将对本工程运用以前工程管理的成功经验，现场实行标准化管理，配合总包单位确保使本工程达到“省级文明示范工地”。我公司将坚持“诚信经营，

铸造精品，业主满意，发展自我”的质量方针，建优质工程，提供优质服务，使业主满意。 工程施工前，认真做好图纸深化设计，做好与土建工程的交接手续，为工程按时开工创造有利条件。 施工过程中，执行业主和监理工程师的指令和建议，配合总包单位的管理和协调。协助业主做好与有关部门的协调工作，积极主动地为使工程优质、高速建设提出各种合理化建议。及时汇报工程进展情况，密切与相关专业进行联系，尽力为其它专业的施工创造便利条件；发挥公司的技术优势，采用新技术、新工艺、新方法，保证工程质量和进度，节约成本。 工程竣工后，做好与后续施工单位的交接工作，做好轴线、标高、工程资料的移交工作。 在保修期，我公司严格执行用户回访保修制度，由公司用户服务组定期回访，认真听取业主意见，对存在的问题及时解决。

管桁架结构的设计特点

管桁架结构的设计特点 [摘要]本文主要阐述了空间三角形管桁架的受力特点、结构计算原则以及截面尺寸对其内力的影响等内容。 【关键词】管桁架；受力；结构计算；截面尺寸的影响 近年来，随着我国钢铁产量的不断增长，钢结构以其自身的优势，在建筑中所占的比例越来越大，钢管结构也取得较大的突破。钢管结构的最大优点是能将人们对建筑物的功能要求、感观要求以及经济效益要求完美地结合在一起。钢管结构中的管桁架结构以它独特的优势受到人们的青睐。 1、管桁架结构的受力特点 管桁架，是指用圆杆件在端部相互连接而组成的格构式结构。与传统的开口截面（H型钢和I字钢）钢桁架相比，管桁架结构截面材料绕中和轴较均匀分布，使截面同时具有良好的抗压和抗弯扭承载能力及较大刚度，不用节点板，构造简单；制作安装方便、结构稳定性好、屋盖刚度大。空间三角形钢管桁架在受到竖向均布荷载作用的时候，表现出腹杆抗剪、弦杆抗弯的受力机理。弦杆轴力的主要影响因素是截面的高度，而竖面斜腹杆轴力的主要影响因素是竖面腹杆与竖直线的倾角，水平腹杆在竖向荷载作用下的受力较小，但是如果受到明显的扭矩作用的话，必须考虑适当加大其截面尺寸。 2、管桁架结构的结构计算 2.1设计基本规定 立体桁架的高度可取跨度的1/12～1/16；立体拱架的拱架厚度可取跨度1/20～1/30，矢高可取跨度的1/3～1/6。弦杆（主管）与腹杆（支管）及两腹杆（支管）之间的夹角不宜小于30°。当立体桁架跨度较大（一般认为不小于30m 钢结构）时，可考虑起拱，起拱值可取不大于立体桁架跨度的1/300（一般取1/500）。此时杆件内力变化“较小”，设计时可按不起拱计算。管桁架结构在恒荷载与活荷载标准作用下的最大挠度值不宜超过短向跨度的1/250，悬挑不宜超过跨度1/125。对于设有悬挂起重设备的屋盖结构最大挠度不宜大于结构跨度的1/400。当仅为改善外观要求时，最大挠度可取恒荷载与活荷载标准作用下挠度减去起拱值。一般情况下，按强度控制面而选用的杆件不会因为种种原因样的刚度要求而加大截面。 2.2一般计算原则 管桁架结构应进行重力荷载及风荷载作用下的内力、位移计算，并应根据具体情况，对地震、温度变化、支座沉降及施工安装荷载等作用下的位移、内力进行计算，内力和位移可按弹性理论，采用空间杆系的有限元方法进行计算。对非

钢框架—空间管桁架结构的整体分析与等效设计方法

钢框架—空间管桁架结构的整体分析与等效设计方法 管桁架结构以简洁、美观的特点已经广泛应用于大跨度空间结构,对于空间管桁架的结构计算也已经趋于成熟,但由于设计分工,管桁架结构的计算设计与下部主体结构的设计往往分别由钢结构公司与设计院分别进行,并且空间管桁架结构与下部钢框架结构的整体计算在目前设计院常用的结构计算软件(如PKPM、YJK等)是无法实现的,目前设计院的主流做法是将管桁架的部分等效成集中荷 载的形式施加到柱顶。这种做法仅等效了荷载,并未考虑管桁架结构对结构整体的刚度贡献。 本文以泰安市旅游集散中心为工程背景,研究空间管桁架屋面的等效刚度方法,利用MIDAS有限元分析软件进行结构分析计算,主要工作内容如下:1.通过整体模型与施工图模型(等效荷载)的比对分析证明传统设计院处理管桁架屋面的做法存在着结构隐患与资源浪费,阐述协同工作理论的重要性。2.对倒三角形式的管桁架进行截面分析,提出单跨管桁架等效刚度公式的基本假定,根据材料力学知识推导出单跨管桁架等效刚度公式,并根据工程实例通过大量算例分析例如跨度、高跨比、宽高比,腹杆截面尺寸等管桁架影响因素,并确定其取值范围。 3.将单跨管桁架等效刚度公式推广到整体模型,根据公式建立等效刚度模型与整体模型,利用MIDAS有限元分析软件在风荷载工况、地震工况下的周期、侧向刚度、位移等计算参数,进行弹性时程分析补充计算,验证管桁架等效刚度公式的适用性。验证在风荷载工况下等效模型的位移计算结果具有参考价值;地震工况下等效模型的内力计算结果可以作为设计值,位移计算结果应根据结构限值相应放宽。 通过本文的研究结果可以给进行框架主体结构设计的设计从业人员一个较

钢结构桁架设计计算书

renchunmin 一、设计计算资料 1. 办公室平面尺寸为18m ×66m ，柱距8m ，跨度为32m ，柱网采用封闭结合。火灾危险性：戊类，火灾等级：二级，设计使用年限：50年。 2. 屋面采用长尺复合屋面板，板厚50mm ，檩距不大于1800mm 。檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢C200×70×20×2.5，屋面坡度i =l/20～l/8。 3. 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.800m ，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为600mm ×600mm ，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值f c ＝1 4.3N/mm 2 。 抗风柱的柱距为6m ，上端与屋架上弦用板铰连接。 4. 钢材用 Q235-B ，焊条用 E43系列型。 5. 屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸如下图所示。 6. 该办公楼建于苏州大生公司所 属区内。 7. 屋盖荷载标准值： (l) 屋面活荷载 0.50 kN/m 2 (2) 基本雪压 s 0 0.40 kN/m 2(3) 基本风压 w 0 0.45 kN/m 2(4) 复合屋面板自重 0.15 kN/m 2(5) 檩条自重 查型钢表 (6) 屋架及支撑自重 0.12+0. 01l kN/m 28. 运输单元最大尺寸长度为9m ，高度为0.55m 。 二、屋架几何尺寸的确定 1.屋架杆件几何长度 屋架的计算跨度mm L l 17700300180003000=-=-=，端部高度取mm H 15000=跨中高度为mm 1943H ,5.194220 217700 150020==?+ =+=取mm L i H H 。跨中起拱高度为60mm （L/500）。梯形钢屋架形式和几何尺寸如图1所示。

空间桁架结构程序设计(Fortran)

空间桁架静力分析程序及算例1、变量及数组说明 输入数据 控制数据NF 单个节点的自由度数 NP 结构离散节点的总数 NE 结构离散单元的总数 NM 结构中单元不同的特征数类的总数NR 结构受约束节点的总数 NCF 结构受外荷载作用的节点总数 ND 一个单元的节点总数 几何数据X(NP) 节点X坐标数组 Y(NP) 节点Y坐标数组 Z(NP) 节点Z坐标数组 ME(ND,NE) 单元节点信息存储矩阵 ME(1,NE)存储杆件始端节点号 ME(2,NE)储存杆件末端节点号RR(2,NR) 结构约束信息矩阵 RR(1,NR)存放受有约束的节点号 RR(2,NR)存放节点位移约束情况 单元特征数据AE(2,IN) 单元特征数类数组 AE(1,IN)单元的弹性模量 AE(2,IN)单元的横截面面积NAE(NE) 单元特征类信息存储数组 荷载数据PF(4,NCF) 外荷载信息数组 PF(1,NCF)存放外荷载作用的节点号 PF(2,NCF)存放X方向的外荷载 PF(3,NCF)存放Y方向的外荷载 PF(4,NCF)存放Z方向的外荷载 输出数据 位移DIST(NPF) 节点位移数组 DIST(NF*I-2)存放I节点X方向的位移DIST(NF*I-1)存放I节点Y方向的位移DIST(NF*I) 存放I节点Z方向的位移 力SG(NE) 单元内力数组 SM(NE) 单元截面应力数组 FL(NF*NR) 支座反力数组 FL(NF*I-2)存放受约束的I节点X方向的反力 FL(NF*I-1)存放受约束的I节点Y方向的反力 FL(NF*I)存放受约束的I节点Z方向的反力

中间变量 NPF=NF*NP 二维总刚度矩阵的最大行数 NDF=ND*NF 一个单元的自由度总数（2*3=6） IN 单元特征类总数 AKE(2,2) 单元在局部坐标系中的刚度局矩阵 BL 杆件单元长度 T(2,6) 坐标转换矩阵 TAK(6,6) 单元在总体坐标系中的刚度矩阵 IT(NF,NP) 节点联系数组 LMT(NDF,NE) 单元联系数组 MAXA(NPF) 结构二维总刚度矩阵主对角元地址数组 NWK 结构一维总刚度矩阵的总容量 CKK(NWK) 结构一维总刚度矩阵 NN 结构矩阵方程的方程总数（去掉约束） NNM NNM=NN+1 V(NN) 已知节点荷载列阵数组，回代完成后为存放结构位移 PP(NPF) 所有节点荷载列阵数组 2、空间桁架结构有限元分析程序源代码 !主程序（读入文件，调用总计算程序，输出结果） CHARACTER IDFUT*20,OUTFUT*20 WRITE(*,*) 'Input Data File name:' READ (*,*)IDFUT OPEN (11,FILE=IDFUT,STATUS='OLD') WRITE(*,*) 'Output File name:' READ (*,*)OUTFUT OPEN(12,FILE=OUTFUT,STATUS='UNKNOWN') WRITE(12,*)'*****************************************' WRITE(12,*)'* Program for Analysis of Space Trusses *' WRITE(12,*)'* School of Civil Engineering CSU *' WRITE(12,*)'* 2012.6.25 Designed By MuZhaoxiang *' WRITE(12,*)'*****************************************' WRITE(12,*)' ' WRITE(12,*)'*****************************************' WRITE(12,*)'*************The Input Data****************' WRITE(12,*)'*****************************************' WRITE(12,100) READ(11,*)NF,NP,NE,NM,NR,NCF,ND WRITE(12,110)NF,NP,NE,NM,NR,NCF,ND 100 FORMAT(6X,'The General Information'/2X,'NF',5X,'NP',5X,'NE',5X,'NM',5X,'NR',& 5X,'NCF',5X,'ND') 110 FORMAT(2X,I2,6I7) NPF=NF*NP

管桁架施工组织设计方案

目录 第一章工程概况及特点 (1) 第一节工程概况 (1) 第二节工程特点及难点 (1) 第二章施工组织与部署 (2) 第一节施工组织 (2) 第二节施工部署 (5) 第三章钢结构制作 (7) 第一节构件预拼装方案 (7) 第二节钢构件运输计划 (8) 第四章施工准备 (11) 第一节施工技术准备 (11) 第二节设备准备 (12) 第三节材料准备 (13) 第四节劳动力准备 (13) 第五章测量方案 (15) 第一节本工程测量放线的特点 (15) 第二节主轴线的定位及标识 (15) 第三节主桁架的定位 (16)

第四节次桁架的定位 (17) 第五节测量精度控制 (17) 第六节标高控制方法 (17) 第七节测量人员组织及主要仪器 (17) 第六章结构焊接及无损检测 (19) 第一节工程焊接概况 (19) 第二节焊接方法和焊接材料选择 (19) 第三节现场焊接施工组织 (19) 第四节焊接施工管理措施 (20) 第五节结构焊接施工顺序 (23) 第六节焊接检查与探伤 (23) 第七节焊接质量保证程序 (23) 第七章屋架吊装方案 (25) 第一节主桁架 (25) 第二节次桁架 (29) 第三节拆撑时屋盖下沉控制措施 (30) 第四节其它工程 (31) 第八章进度控制计划及保证工期措施 (33) 第一节进度控制计划及有关说明 (33) 第二节工期保证措施 (34)

第九章施工现场临时用水、用电计划 (37) 第一节现场临时用水方案 (37) 第二节施工现场临时用电方案 (37) 第十章质量保证措施 (40) 第一节质量管理机制及职责 (40) 第二节项目各级人员质量职责 (42) 第三节钢结构制作工程质量保证措施 (45) 第四节施工过程中的质量控制 (50) 第五节质量管理制度 (50) 第十一章安全施工 (52) 第一节安全生产管理体系 (52) 第二节现场安全施工管理。 (55) 第三节安全保障设施 (56) 第十二章文明施工 (59) 第一节文明施工管理细则 (59) 第二节文明施工检查措施 (59) 第十三章成品保护措施 (61) 第一节成品保护组织机构 (61) 第二节成品保护的实施措施 (61)

管桁架结构设计与分析

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/6f4861040.html, 管桁架结构设计与分析 作者：王柱成王诗瑶刘广鹏任盛鑫 来源：《装饰装修天地》2018年第20期 摘要：近年来，随着我国钢材产量的不断增长，钢结构以其自身的优势在建筑中所占的比重越来越大，钢管结构也取得了很大的突破。钢管结构的最大优点是能很好地结合人们对建筑的功能要求、感官要求和经济效益要求。钢管桁架结构以其独特的优点受到人们的青睐。 关键词：管桁架；结构设计；分析 1 管桁架结构的力学特性 管桁架结构是在网架结构的基础上发展起来的。与空间桁架结构相比，管桁架结构具有独特的优势和实用性，结构的用钢量也相对经济。与空间桁架结构相比，管桁架结构省去了空间桁架下弦杆和球节点，能满足不同建筑形式的要求，特别是圆拱和任意曲线形状比空间桁架结构更为有利。四面稳定，节省材料消耗。 与传统的开口截面钢桁架（h型钢和I型钢）相比，管桁架结构的截面材料绕中性轴均匀分布，使截面具有良好的压扭承载力和较大的刚度，不需要节点板，结构简单。 最重要的是管桁架结构外形美观，造型方便，具有一定的装饰效果。该管桁架结构整体性能好，抗扭刚度高，外形美观，制造、安装、翻转、吊装相对容易。冷弯薄壁型钢屋架具有结构轻巧、刚度好、节约钢材、充分利用材料强度等优点。特别是在长细比控制的压杆和支撑体系中更为经济。目前，采用这种结构的建筑物基本上属于公共建筑物。该结构具有外形美观（可做成平板形、圆弧形、任意曲线形）、制作安装方便、结构稳定性好、屋面刚度大、经济效果好等特点。 2 管桁架结构的结构计算 2.1 基本设计规则 三维桁架的高度可为跨度的1/12～1/16。三维拱的拱厚可达跨度的1/20～1/30，拱高可达跨度的1/3～1/6。弦（主管）与腹杆（支管）和两腹杆（支管）夹角不得小于30度。当立体桁架跨度较大（一般不小于30m钢结构）时，可考虑起拱，起拱值不大于立体桁架跨度的 1/300（一般为1/500）。此时杆件内力变化较小，设计时不能用拱计算。管桁架结构在恒载和活载标准下的最大挠度值不应超过短跨度的1/250，悬臂不应超过跨度的1/125。悬吊吊装设备屋面结构的最大挠度不应大于结构跨度的1/400。当仅改善外观要求时，在恒载和活载标准下，最大挠度可取挠度减去鼓包值。

十杆桁架结构优化设计

题目:十杆桁架结构优化设计日期：2013。09.16

目录 1 设计题目 (1) 2 设计过程 (2) 2.1 一、运用Abaqus求解各杆轴力应力 (2) 2.1。1 Abaqus计算流程 (2) 2。1。2 结果 (3) 2.2 二、利用材料力学知识求解 (4) 2.2.1 基本思路 (4) 2.2。2 解题过程 (4) 2。2。3 结果 (5) 2。3 三、编写有限元程序求解 (6) 2。3.1 程序基本步骤 (6) 2.3。2 Vs2012 中重要的程序段 (6) 2。3.3 程序输出文件 (9) 2.3.4 材料力学、有限元程序、Abaqus结果比较 (10) 2.4 四、装配应力计算 (11) 2。4。1 处理技巧 (11) 2.4。2 Abaqus处理技巧 (11) 2.4.3 不加外力（P1,P2,P3）时材力，Ansys与Abaqus结果 (12) 2.4.4 不加外力（P1,P2，P3）时材力,Ansys与Abaqus误差分析 (12) 2.4。5 加外力（P1,P2,P3）时 Ansys与Abaqus结果 (12) 2.5 五、优化设计 (14) 2。5。1 设计中变量的概念 (14) 2。5。2 优化步骤运用VS2012编写复合形法进行约束优化。 (14) 2.5。3 VS2012优化程序 (16) 2。5。4 优化结果 (20) 2.5.5 结果说明 (20) 3 设计感想 (20) 4 备注 (20) 4.1 参考书目 (20) 4。2 说明 (20)

十字桁架结构优化设计 现有十字桁架结构见图1，材料泊松比为0。3,E=2。1e11，密度为7.8×103kg/m3, 许用应力为160Mpa，P1=600k N ，P2=900k N ，P3=600k N，杆1-6面积为A1=0.03m2，杆7-10面积为A2=0。02m。 1、利用Ａｂａｑｕｓ计算各杆的应力； 2、利用材料力学的知识求解,并与1计算出的结果做比较； 3、编写有限元程序求解，与1和2计算结果进行比较; 4、若杆5制作时短了0.001m,试求各杆的应力; 5、若令2节点的位移小于0。005m,A1、A2为0。005～0.05m2,试对结构进行优化，使其重量最小。（同材料力学优化结果比较）. 图1十杆桁架

管桁架结构制作与安装施工工艺

钢管桁架结构制作与安装施工工艺 1 一般规定 1.1 适用范围 本施工工艺规程适用于大型体育场馆、公共建筑和各种用圆管、矩管作为骨架构成各类形状的空间结构的建筑物以及构筑物。 1.2 编制依据的标准与规范 优质碳素结构钢GBZ T699—1999 普通碳素结构钢GBZ T700—1998 低合金高强度结构钢GBZ T1591—1994 一般工程用铸造碳素钢GB 5576—1997 铸件尺寸差GB 6414 —86 结构用冷弯空心型钢GB/ T6728—1986 铸钢件超声探伤方法及质量评级方法GB7233 —87 焊接结构用碳素钢铸件GB/ T7659—1987 结构用无缝管GB/ T8162—1999 铸件重量公差GB/ T11351—89 直缝焊管GB/ T13793—1992 结构用不锈钢无缝钢管GB/ T14975—1994 钢结构工程施工质量验收规范GB50205 —2001 建筑工程施工质量验收统一标准GB50300 —2001 建筑钢结构焊接技术规程JGJ 81 —2002 合金钢铸件JB/ ZQ4297-1986 铸件质量分等通则JB/ JQ82001- 90 1.3材料要求 管桁架使用的管材、板材、焊材、铸钢，除材料牌号、型号规格和质量等级应符合相应设计文件的要求，还必须符合下述规定:

1管材 1）材质：必须符合《优质碳素结构钢》GB/T699-1999、《普通碳素结构钢》G》T700—1998、《低合金高强度结构钢》 GB/T1591—1994和《结构用不锈钢无缝钢管》GB7T14975-1994的规定； 2）型材规格尺寸及其允许偏差：矩管必须符合《结构用冷弯空心型钢》GB/T6728-1986标准规定， 无缝钢管必须符合《结构用无缝管》GBZT8162- 1999标准规定，焊管必须符合《直缝焊管》G》T13793 —1992标准规定，不锈钢无缝钢管必须符合《结构用不锈钢无缝钢管》GB/T14975-1994标准规定。 2板材 1）材质：必须符合《普通碳素结构钢》GB/T700—1998和《低合金高强度结构钢》GB/T1591—1994 标准的规定； 2）规格尺寸和允许偏差：必须符合《碳素结构钢和低合金钢热轧厚板和钢带》GB/T3274—1988和《热 轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/ T709-1988标准规定。 3焊材 1）焊条：分别应符合《碳钢焊条》GB/T5117—1995、《低合金钢焊条》G》T5118—1995和《不锈钢焊条》GB/T983- 1995标准规定； 2）焊丝分别应符合《熔化焊用钢丝》GB/ T14957、《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB^ T8110、《碳钢药芯焊丝》GB/T10045、《低合金钢药芯焊丝》GB^T17493标准规定。 3）焊剂分别应符合《碳素结构钢埋弧焊用焊剂》GB5293、《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB/T12470标 准规定。 4铸钢 1）化学成分、力学性能 管桁架所使用铸钢节点铸件材料采用ZG25H、ZG 35H、ZG 22Mn等，优先采用ZG 35H、ZG 22Mn 铸钢，其化学成分、力学性能分别应符合《一般工程用铸造碳素钢》GB5576 —1997、《焊接结构用碳素钢 铸件》GB/T7 659 —1987和《合金钢铸件》JB/ZQ4297 —1986标准规定。 注：管桁架所使用的钢支座通常也采用35号、45号结构钢锻件，其化学成分、机械性能符合《优质碳素结构钢》GB /T699—1999的要求。辊轴锻件用钢锭锻造时，锻造比不少于 2.5，锻造过程中应控制锻造最终温度，锻件应进行正火处理后回火处理。锻件不得有超过其单面机加工的余量的50%勺夹层、折叠、裂纹、结疤、夹渣等缺陷，不得有白点，且不允许 焊补。 2）尺寸公差和未注尺寸公差管桁架所使用的铸钢构件的尺寸公差应满足设计文件的规定。当设计无 规定时，未注尺寸公差按GB5414—86CT13级，壁厚公差按GB5414—86CT14级，错型值为1.5mm未注重量公差按 GB/T11351—89MT13级。