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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 瀏覽次數(shù):423
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(dòng)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(dòng)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(dòng)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。
桁架截面尺寸變化對其內(nèi)力的影響
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??缰袚隙入S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。


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“網(wǎng)架結(jié)構(gòu)高空散裝如何做”      一、當(dāng)采用小拼單元或桿件直接在高空拼裝時(shí),其順序應(yīng)能拼裝的精度,減少積累誤差。懸挑法施工時(shí),應(yīng)先拼成可承受自重的結(jié)構(gòu)體系,然后逐步擴(kuò)展。網(wǎng)架在拼裝過程中應(yīng)隨時(shí)檢查基準(zhǔn)軸線位置、標(biāo)高及至偏差,并應(yīng)及時(shí)糾正。二、搭設(shè)拼裝支架時(shí),支架上支撐點(diǎn)的位置應(yīng)設(shè)在下弦節(jié)點(diǎn)處。支架應(yīng)驗(yàn)算其承載力和穩(wěn)定性,必要時(shí)可進(jìn)行試壓,以確保安全可靠。支架支柱下應(yīng)采取措施,防止支座下沉。三、在拆除支架過程中應(yīng)防止個(gè)別支撐點(diǎn)集中受力,應(yīng)根據(jù)各支撐點(diǎn)的結(jié)構(gòu)自重?fù)隙戎担捎梅謪^(qū)分階段按比例下降或用每步不大于10mm的等步下降法拆除支撐點(diǎn)。 “鋼結(jié)構(gòu)的安裝要點(diǎn)”(1)摩擦系數(shù):,其中F為抗滑移試驗(yàn)所測得的使試件產(chǎn)生初始滑移的力,nf為摩擦面數(shù),為與F對應(yīng)的高強(qiáng)螺栓擰緊預(yù)拉力實(shí)測值之和。(2)扭矩系數(shù):,其中d為高強(qiáng)螺栓公稱直徑(mm),M為施加扭矩值(N﹒M),P為螺栓預(yù)緊力。10.9級高強(qiáng)度大六角螺栓連接必須扭矩系數(shù)K的平均值為0.110~0.150。其標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于等于0.010。(3)初擰扭矩:為了縮小螺栓緊固過程中鋼板變形的影響,可用二次擰緊來減小先后擰緊螺栓之間的相互影響。高強(qiáng)螺栓次擰為初擰,使其軸力宜達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)軸力的60%~80%。(4)終擰扭矩:高強(qiáng)螺栓后緊固用的扭矩為終擰扭矩??紤]各種預(yù)應(yīng)力的損失,終擰扭矩一般比按設(shè)計(jì)預(yù)拉力作理論計(jì)算的扭矩值大5%~10%。 鋼結(jié)構(gòu)損壞的原因及加固技術(shù)措施鋼結(jié)構(gòu)也是有損壞的時(shí)候,我們要即時(shí)發(fā)現(xiàn)即時(shí)解決問題,鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)介紹鋼結(jié)構(gòu)損壞的主要因素有:1)由荷載變化,超期服役,規(guī)范和規(guī)程改變導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力不足;2)構(gòu)件由于各種意外產(chǎn)生變形、扭曲、傷殘、凹陷等,致使構(gòu)件截面削弱,桿件翹曲,連接開裂等;3)溫差作用下引起構(gòu)件或連接變形、開裂和翹曲;4)由于化學(xué)物質(zhì)的侵蝕而產(chǎn)生腐蝕以及電化學(xué)腐蝕致使鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面削弱;5)其它包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工中的失誤及服役期中的違規(guī)使用和操作等。鋼結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)措施主要有三種:1)截面補(bǔ)強(qiáng)法:在局部或沿構(gòu)件全長以鋼材補(bǔ)強(qiáng),連成整體使之共同受力;2)改變計(jì)算簡圖:增設(shè)附加支承,調(diào)整荷載分布情況,降低內(nèi)力水平,對超靜定結(jié)構(gòu)支座進(jìn)行強(qiáng)迫位移,降低應(yīng)力峰值;3)預(yù)應(yīng)力拉索法:利用高強(qiáng)拉索加固結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)或提高結(jié)構(gòu)整體承載力、剛度和穩(wěn)度。 鋼結(jié)構(gòu)墊片加工 鋼結(jié)構(gòu)墊片加工 彩鋼板 鋼結(jié)構(gòu)加工 鋼結(jié)構(gòu)墊片加工 彩鋼板 彩鋼板 鋼結(jié)構(gòu)墊片加工 鋼結(jié)構(gòu)墊片加工 門式鋼架