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）

按规范求取，需要用户输入平面外（绕2轴）计算长度，否则取几何长度计算。

3.单元释放：“内力分析”菜单的“结构体系”定义为空间框架结构，意思是所有杆

件之间均为固接，然而拉杆和斜撑相对于上下弦并不是固接，可作为铰接，此时采用单元释放命令，将两端节点释放。

4.拉杆及斜撑应该参与整体计算，支撑的设置以协调结构侧向整体性能为原则。设置

的主要目标是是整个网架的前几阶振型更为合理，避免出现高阶振型。当相贯节点不考虑拉杆和斜撑时，应该在相应位置上（下弦）加插板，然后撑杆连接在插板上。

5.3D3S计算完毕应该查看的内容：

1）内力计算；位移验算（位移不能超限）

2）设计验算：选择规范---“单元验算”，验算单元强度，变形。3D3S可以进行单元优化，即根据计算结构增大或者减小现有构件尺寸，但应用之前应先进

行“定义优化分组”，这样能使同一种类型的构件尺寸同时变化。

3）节点验算：相贯节点验算，应注意：3D3S只能辨别10种相贯节点，当一个节点上的杆件数太多，软件无法自动形成相贯节点，此时要隐藏拉杆或者斜

撑以便软件自动验算节点强度。

完成以上三步，才能确定各个构件的尺寸。

四：支座的设计：目前都是手算参考《钢结构连接节点设计手册》

滑动支座的底板孔应设置为椭圆形，椭圆长边应考虑支座的最大位移来确定。

支座的构造要求：可参考《空间网格结构技术规程》5.9.9

抗剪键的计算：参考《钢结构柱脚抗剪键承载力计算》浙江大学

螺母的选用：双螺母能够防止螺栓与垫板之间松动，一般当支座直接暴露在外面，则应采用双螺母；当浇筑在混凝土里面时，可采用单螺母。

桁架的挠度要小于1/250《空间网格规程》

桁架起拱一般为1/500~1/1000，如果挠度满足要求，一般起拱1/1000；

Midas gen 进行钢屋架和混凝土结构的整体计算：

上部结构落在墙上。

那剪力墙在节点处

要分割。

否则无法传力。

不能共同作用