大跨度空间管桁架结构设计论文

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桁架结构体系范文

桁架结构体系范文

桁架结构体系范文
首先,桁架结构体系的设计可以实现对整体结构的有效支撑。

由于桁
架结构体系中的构件具有良好的强度和刚度,它们能够承受较大的荷载,
并将荷载传递到支撑点,从而保证整个结构的稳定性。

其次,桁架结构体系具有较小的自重。

由于桁架结构体系的构件通常
采用轻质材料制造,结构的自重相对较小。

这不仅可以减少对基础支撑的
要求,还可以降低施工成本,提高工程效益。

再次,桁架结构体系的设计灵活多样。

桁架结构体系允许设计师采用
不同大小、角度和长度的构件进行组合和连接,以满足不同的结构要求。

这使得桁架结构体系适用于各种建筑和工程项目,如体育馆、机场航站楼、大跨度厂房等。

此外,桁架结构体系具有一定的抗震性能。

由于桁架结构体系中的构
件具有较好的刚性和强度,它们能够在地震发生时有效地抵御地震力的作用。

相比于其他结构体系,桁架结构体系在地震作用下的变形和破坏相对
较小,能够提供更好的人员安全保障。

总之,桁架结构体系是一种具有良好力学性能和灵活性的结构体系。

它的设计可以实现对整体结构的有效支撑,具有较小的自重,设计灵活多样,并且具备一定的抗震性能。

因此,桁架结构体系在建筑和工程项目中
得到了广泛的应用。

大跨度空间管桁架施工关键技术的研究3篇

大跨度空间管桁架施工关键技术的研究3篇

大跨度空间管桁架施工关键技术的研究3篇大跨度空间管桁架施工关键技术的研究1大跨度空间管桁架施工关键技术的研究随着社会的发展和经济的繁荣,大型建筑物的建设也愈发常见。

其中大跨度空间管桁架建筑由于其具有的优点,一直备受人们关注和追捧。

相较于其他建筑形式,大跨度空间管桁架建筑更能够满足人们对于建筑物的多样化需求,同时也对于施工关键技术提出了更高的要求。

本文将结合我国现有的建筑市场环境,针对大跨度空间管桁架施工关键技术进行深入研究,希望能够为广大的工程师在实践过程中提供帮助。

1.梁柱节点设计在大跨度空间管桁架的设计中,梁柱节点的设计是至关重要的。

其承载的力量分布和工程实现都要经过慎重论证。

梁柱节点的设计可以从以下几个方面入手进行改善:1)材料的选择:大跨度空间管桁架的构件通常使用高强度、耐腐、耐磨的特种材料,如板材、钢管、钢绳等。

应针对节点处受到的载荷情况进行选择。

2)连接方式的改善:在连接方式上应选择紧固件或焊接二者之一,为满足耐久性要求,焊缝处应进行钝化处理。

3)梁柱节点的尺寸确定:应在保证梁柱节点受力正常的前提下,视实际情况进行合理确定。

2.施工方案策划在大跨度空间管桁架施工过程中,施工方案的策划是非常重要的环节。

稳健、高效的施工方案能够保证工期的控制、质量的保障、施工过程的安全性。

因此,在制定施工方案时,应重点关注以下几个方面:1)严格执行总体设计方案,确保施工方向、方法、步骤等细节方案同步。

2)制定施工进度表,并进行必要的调整以满足妥善解决突发情况的需求。

3)成立施工专班负责具体的施工任务执行,确保施工人员的安全以及施工质量的控制。

3.施工现场安全措施在大跨度空间管桁架施工现场,安全措施的确立显得尤为重要。

这不仅是为了保障工程质量和期限的实现,更是为了保护施工人员的身体健康和安全。

在施工现场中,应进行以下措施:1)让施工人员对危险和风险有较深刻的认识,并遵循操作规程。

2)为施工作业人员务必配备相应的防护设备,例如安全带、安全帽以及手套等。

大跨度钢结构管桁架的设计及施工安装技术探究

大跨度钢结构管桁架的设计及施工安装技术探究

大跨度钢结构管桁架的设计及施工安装技术探究摘要钢结构管桁架,作为建筑屋盖结构中比较重要的一种,特别适用于大型建筑工程。

一方能钢结构管桁架能够更好地保证建筑的安全性能,另一方面,钢结构管桁架伸缩能力强,高度符合现代建筑设计中讲求美观效果的理念,可以完美的表达出设计者对于建筑物设计的本意,体现设计者的意志。

并且,钢结构的成本相对较小,对于建筑企业施工成本是一项重要的保证。

钢结构管桁架作为一种结构体系,对于大跨度空间结构的发展也能够提供完美的保障,从而实现力与美的紧密融合。

钢结构管桁架设计的结构体系,已经被广泛的应用于实践当中,实践证明,这种体系形式具有很强的发展能力,必然会在今后的建筑中发挥更加积极的作用。

本文通过对篮球馆屋盖管桁架的设计及安装,进一步了解管桁架的相关知识。

关键词管桁架;大跨度;设计安装我国建筑业的蓬勃发展,带动了钢结构事业的不断前进,各种钢结构的理论建筑设计不断科学化、体系化。

钢结构的部件的质量也有了很大程度的提高。

对于大跨度管桁架设计上,钢结构的应用使得整个工程的质量与外观有了本质的提升。

本文旨在通过对大跨度钢结构管桁架的设计与安装,进行简要的讨论,以此来达到对钢结构空间管桁架体系的认识。

1管桁架的初步认识管桁架依据杆架布置的不同以及受力特征的不同,一般分为平面、空间两种管桁结构。

顾名思义,平面管桁结构就是上、下弦以及腹杆全部处于同一平面。

这种结构的外部刚度较差。

空间管桁结构的上、下弦同腹杆通常处在三角形截面上,这种结构的跨度大,稳定性高,外观通常也比较富有美感。

在外支撑不能布置的时候,采用稳定性高的三角形桁架来构建一个跨度大的空间。

这种结构方式减少了支撑够件的数量,所以比较经济。

2工程概况及施工安装浅析2.1工程概况坐落于“人间天堂”——苏州的苏州科技学院,为新校区建设篮球馆。

该篮球馆工程采用大跨度钢结构管桁架进行施工,整个篮球馆呈正方形,建筑设计边长为79.2m,最高处为22.22m。

大跨度钢管桁架结构设计分析

大跨度钢管桁架结构设计分析

大跨度钢管桁架结构设计分析[摘要] 近些年来,随着经济的发展,钢产量的提升。

大跨度结构迅速发展,钢管结构以其力学性能优,造型适应性好,建筑表现力佳而越来越受到建筑师和结构师的青睐。

由于生产工艺及空间的要求,厂房的屋面也开始采用大跨度结构,钢管桁架屋面梁由于可以充分利用材料的特性,本文结合某工业厂房为例,对管桁架结构设计和施工进行了阐述,仅供同仁参考。

关键词:钢管桁架设计施工吊装一、钢结构厂房设计的要点1钢结构厂房设计采用的结构体系钢结构厂房因为工艺布置的要求,一般都需要大空间,结构通常采用框架结构,在层数较多、工艺条件许可的情况下也可以采用框剪结构。

结构布置的原则是:尽量使柱网对称均匀布置,使房屋的刚度中心与质量中心相近,以减小房屋的空间扭转作用,结构体系要求简捷、规则、传力明确。

避免出现应力集中和变形突变的凹角和收缩,以及竖向变化过多的外挑和内收,力求沿竖向的刚度不突变或少突变。

由于多层厂房跨度方向尺寸较大,柱子少;而柱距方向尺寸较小,柱子多。

一般都是横向控制,使纵横向的抗震能力大致相同,不仅有利于抗震,也使设计更为经济合理。

2框架结构的节点设计连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一,“三强”设计原则中有两条涉及到节点的设计.在结构分析前就应对节点的形式有充分思考与确定,最终设计的节点与结构分析模型应与使用形式完全一致.按传力特性不同,节点分刚接、铰接和半刚接.节点设计主要包括以下内容:①焊接.对焊接焊缝的尺寸及形式等,规范有强制规定,应严格遵守,焊条的选用应和被连接金属材质适应,E43对应Q235,E50对应Q345,Q235与Q345连接时应该选择低强度的E43,而不是E50.焊接设计中不得任意加大焊缝,焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近.②栓接.普通螺栓抗剪性能差,可在次要结构部位使用.高强螺栓使用日益广泛,常用8.8级和10.9级两个强度等级,根据受力特点分承压型和磨擦型,两者计算方法不同,高强螺栓最小规格M12,常用M16~M24,超大规格的螺栓性能不稳定,设计中应慎重使用. ③连接板.可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm,然后验算净截面抗剪等. ④梁腹板.应验算栓孔处腹板的净截面抗剪,承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压. ⑤节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等,此外,还应尽可能使工人能方便地进行现场定位与临时固定.⑥节点设计必须考虑制造厂的工艺水平,比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成.二、工程概况1、工程概况该项目位于江苏省昆山市,为框排架结构,局部二层,一层为钢筋砼柱,钢结构屋面,局部二层为钢筋砼框架结构,独立承台桩基础。

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

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。

大跨度双层廊道型钢桁架结构安装技术论文

大跨度双层廊道型钢桁架结构安装技术论文

申报论文(高级)题目:大跨度双层廊道型钢桁架结构安装技术摘要本文介绍了大跨度双层廊道型钢桁架结构受到现场条件狭窄的限制,不能采用整体吊装,也缺少高空单件散装拼装的条件,最终选择了采用预搭台架,主桁架分段吊装和次桁架散装相结合以及千斤顶调整卸载的安装技术方案,成功完成安装工程的典型经验。

关键词:大跨度双层廊道钢桁架吊装安装技术目录摘要II绪论1一、工程概况2二、吊装方案的比较选择2三、钢桁架安装方案51、搭设支撑塔架52、现场拼装63、桁架吊装6(1)、钢柱吊装。

7(2)、下弦钢梁吊装。

7(3)、下弦钢梁XXGL就位。

8(4)、依次吊装腹杆FG2。

9(5)、依次吊装中弦ZXGL。

9(6)、依次吊装腹杆FG1。

10(7)、以此方法吊装其余桁架构件,整体结构吊装完成。

11 (8)、楼承板安装。

11(9)、屋面板安装。

11四、桁架的调整及卸载111、千斤顶的选择112、千斤顶的支设和调整113、桁架卸载12五、现场焊接方案121、安装焊接准备工作12(1)、桁架焊接前工艺准备12(2)、桁架焊接前材料准备132、焊接方法的选择133、焊接程序134、现场典型焊接节点应力变形控制135、现场高空焊接的质量控制15结论16参考文献17附录18桁架结构临时支撑胎架施工分析18一临时支撑胎架工作状态结构分析18二、临时支撑胎架非工作状态结构分析20绪论近年来钢结构建筑凭借其综合造价低、大空间、抗震性能好等优点迅速发展,尤其在公共建筑和大型场馆等公用设施中得到广泛应用。

而桁架结构是一种由杆件通过焊接、铆接或螺栓连接而成的支撑横梁结构。

由于在荷载作用下,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,故适用于较大跨度的承重结构和高耸结构,因此大跨度钢结构桁架在屋架、廊道以及其他工程中的应用非常广泛。

大跨度钢结构桁架的施工方法与建筑物的几何尺寸、建筑材料、施工条件以及现场环境等因素有关,需要综合考虑和确定最终的施工方案。

大跨度空间管桁架结构施工技术研究

大跨度空间管桁架结构施工技术研究

大跨度空间管桁架结构施工技术研究1. 引言1.1 研究背景大跨度空间管桁架结构是一种在建筑领域中应用广泛的结构形式,因其具有跨度大、结构轻、设计灵活等优点而受到广泛关注。

随着建筑行业的发展和技术的进步,大跨度空间管桁架结构的应用范围也在不断扩大,成为高端建筑中的重要组成部分。

随着大跨度空间管桁架结构施工难度的提高,施工技术和工艺也日益受到重视。

在实际施工中,如何控制施工过程,选择合适的施工材料,确保施工安全以及保证施工质量成为了亟待解决的问题。

开展大跨度空间管桁架结构施工技术研究具有重要的现实意义和深远的理论意义。

本研究旨在探讨大跨度空间管桁架结构的施工过程控制技术,研究施工材料选择与优化的方法,探讨施工安全管理策略,并提出施工质量控制的方法,以期为大跨度空间管桁架结构的施工提供更加科学和有效的技术支持。

通过本研究的开展,将为相关领域的学术研究和工程实践提供有益的参考和借鉴。

1.2 研究目的本研究的目的是探讨大跨度空间管桁架结构施工技术,旨在提高施工效率,确保工程质量,降低施工风险,为工程实践提供参考和借鉴。

具体来说,研究目的包括以下几个方面:深入了解大跨度空间管桁架结构的特点和施工要求,为施工过程中的技术选择和方法探讨提供理论基础;在现有施工技术的基础上,进一步探讨施工过程中的控制技术,包括进度控制、质量控制和安全管理等方面,以确保施工过程的顺利进行;通过对施工材料的选择和优化研究,提高施工的效率和经济性;制定合理的施工安全管理策略,保障施工人员的安全;提出一套施工质量控制方法,确保工程的质量达到标准要求。

通过本研究,旨在为大跨度空间管桁架结构的施工提供指导和参考,推动相关领域的发展和进步。

1.3 研究意义大跨度空间管桁架结构具有较大的跨度和高度,能够提供更大的空间利用效率,适用于体育馆、展览馆、会议中心等大型场馆的建设。

在现代建筑领域中,大跨度空间结构被广泛应用,其施工技术的研究具有重要意义。

空间管桁架结构设计

空间管桁架结构设计

空间管桁架结构设计王芬;周云平【摘要】空间管桁架作为一种新型的空间结构体系,具有刚度大、用钢量小、施工方便、经济环保性能优等特点,广泛应用于大型输变电站、体育馆、车站等大跨空间结构中。

通过对管桁架结构布置、稳定性和抗震性能的分析,讨论结构外观体型布置对大跨度结构内力及变形的影响,为同类结构设计提供参考和借鉴。

%As a new spatial structure system,the structure of the spatial tube truss has the features of great rigidity,small in amount of steel,convenient for constructing,economical and environmental in performance and therefore it is widely used in substations,stadiums and railway stations. Based on an analysis of the structural arrangement,stability and seismic performance the tube truss,this paper discusses the effects of the outer structural arrangement on the internal forces and deformations of the large-span structure in a bid to provide useful reference for the design of similar structures.【期刊名称】《电网与清洁能源》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】5页(P123-127)【关键词】空间管桁架;结构布置;稳定性能;抗震性能;SAP2000设计【作者】王芬;周云平【作者单位】中煤西安设计工程有限责任公司,陕西西安 710054;西安理工大学土木建筑工程学院,陕西西安 710048【正文语种】中文【中图分类】TU323.4工程主体为钢筋混凝土结构,屋盖为空间管桁架结构,桁架采用稳定性比较好的倒三角形结构体系。

大跨度钢桁架桥梁的结构设计_周敏

大跨度钢桁架桥梁的结构设计_周敏

Theoretical Research大跨度钢桁架桥梁的结构设计周敏郑州市交通规划勘察设计研究院,河南郑州450000摘要钢桁架桥梁的使用主要在一些公路桥梁中,在城市规划建设中使用较少。

但是近些年来随着城市道路的快速发展和铁道事业不断推进,大跨度的钢桁架梁桥也得到了很大的发展。

鉴于大跨度钢桁架桥梁在使用中施工方便和能够承载较大的交通量的优势,给城市中桥梁建设提供了更多的选择。

在本文中,详细的介绍了大跨度钢桁架桥梁的结构设计特点,包含有桥梁结构的构造要求,通过使用有限元软件的分析方式,对于大跨度钢桁架梁桥的设计要点和结构承载进行讨论。

关键词大跨度钢桥;大钢桁架桥梁;结构设计;桥梁设计中图分类号U44 文献标识码 A 文章编号1674-6708(2014)123-0069-02在城市的发展过程中,对于交通的需求不断提升。

在遇到自然阻碍的情况下需要不断提高工程的智慧来完成实际的需要。

面对江河的阻隔,架设桥梁方面就需要改变以往的设计思路。

这样的情况下,大跨度钢桁架桥梁就应运而生。

下面我们对大跨度钢桁架桥梁的结构进行设计。

1 工程结构概况某桥梁的整体结构选用下承式大跨度钢桁架桥梁,在桥梁的上部结构中包括有桥面结构、主桁架、桥梁连接体和桥梁支座等五个主要部分。

大跨度钢桁架桥梁桥面铺装结构使用厚度为30cm 的钢筋混凝土连续板,并在钢筋混凝土上面铺设有3cm ~6cm 的防水层和6cm 的沥青混凝土层。

整体的桥面板上采用16 个现浇钢横梁。

桥梁的上部结构中所选用的混凝土强度为C45,承受荷载的钢筋为HRB450,构造筋为HRB400。

大跨度钢桁架桥梁的桥面结构由钢横梁和纵梁组成。

相比于一般跨径的传力结构相似,大跨度钢桁架桥梁通过桥面将荷载向下传递(纵梁-- 横梁),通过传力节点最终分布在钢桁架杆件中。

在桥面的钢桁架的横梁中有16 道,断面采用工字型的焊接钢,尺寸为2 □800×60,1 □850×50(单位mm)。

大跨度钢结构空间管桁架设计探析

大跨度钢结构空间管桁架设计探析

大跨度钢结构空间管桁架设计探析摘要当今的钢结构建筑屋盖体系,特别是大型的场馆建筑屋盖体系,大部分是采用大跨度钢结构管桁架结构,这就结构是建筑业重要的发展方向之一。

大跨度钢结构管桁架结构线条流畅、安全实用、外形丰富。

本文旨在通过对这种设计结构进行简要的分析,以达到进一步认识钢结构管桁架技术的目的。

关键词大跨度;钢结构;空间管桁架中图分类号T323 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)112-0178-02钢结构管桁架技术已经在国外流行多年,我国建筑业在经历着快速发展的同时,对建筑的屋盖体系逐步重视。

在这个基础上,钢结构管桁架技术得到了深入的研究发展和运用。

下面我们就对这种设计结构进行探究。

1 管桁架结构的初步认识随着技术的发展,钢管结构在当今建筑的使用范围上,已经从大型建筑工程范围上扩展到了工业建筑以及民用建筑范围上。

例如上海、长春的体育场,成都的机场航站楼、哈尔滨的滑雪场、扬州体育馆、上海洋子港大桥、广州国际会议展览中心以及北京奥运会老山自行车馆等等,在屋盖体系上都选择了钢结构空间管桁架的设计结构。

管桁架依据杆架布置的不同以及受力特征的不同,一般分为平面、空间两种管桁结构。

顾名思义,平面管桁结构就是上、下弦以及腹杆全部处于同一平面。

这种结构的外部刚度较差。

空间管桁结构的上、下弦同腹杆通常处在三角形截面上,这种结构的跨度大,稳定性高,外观通常也比较富有美感。

在外支撑不能布置的时候,采用稳定性高的三角形桁架来构建一个跨度大的空间。

这种结构方式减少了支撑够件的数量,所以比较经济。

对于管桁架的连接件杆件截面的种类,一般常用的为圆形、正方以及长方形,选择不同图形的截面相应的桁架类型也有所不同:如果连接件截面是圆形,就选择C-C型桁架;如果连接件截面是正方形,就选择R-R型桁架;如果连接件截面是长方形,就选择R-C型桁架。

弦杆的类型决定了桁架的外形,基本上可以分为直线型桁架和曲线型桁架两种。

浅析空间钢管桁架结构在大跨度栈桥工程中的应用

浅析空间钢管桁架结构在大跨度栈桥工程中的应用

浅析空间钢管桁架结构在大跨度栈桥工程中的应用摘要:传统的型钢钢桁架跨度无法满足栈桥大跨度设计要求。

通过采用空间钢管桁架形式可以实现栈桥大跨度要求,并可解决栈桥上行人时产生有较强颤动感的问题,获得了良好的经济效果及业主的好评。

文中对该结构形式进行了三维模型计算,并对重要节点进行了有限元分析,论证了该结构的可行性和合理性。

该结构形式具有一定的推广意义。

关键词:栈桥;空间钢管桁架结构;可行性分析传统的栈桥通常采用角钢或槽钢型钢桁架,经济跨度一般为30m,设计最大跨度不宜超过50m。

且跨度较大时,人在栈桥上行走会有较强的颤动感(尤其是楼面采用钢骨架轻型板时)。

因此,传统的栈桥结构形式已经不能满足大跨度工程的设计要求。

空间钢管桁架结构以其简洁、美观的视觉效果及最大的截面刚度,广泛应用于工业厂房、储煤场、体育场、飞机场等大跨度空间结构[1]。

该结构形式如能运用到栈桥中将能很好的解决栈桥颤动问题,并能够实现栈桥的大跨度。

1 空间钢管桁架结构栈桥可行性分析山西某煤矿,由于受到场地条件限制及建筑外观要求,主斜井井口房至原煤筛分站带式输送机栈桥跨度达到61.900m,而传统的型钢钢桁架跨度已无法满足设计要求。

本文结合该煤矿栈桥工程对空间钢管桁架结构栈桥进行了计算分析及节点的有限元模拟,并论证了该结构的可行性和合理性。

1)三维模型计算传统的型钢钢桁架结构通常采用PKPM软件中STS模块计算,将一榀桁架进行平面受力计算,杆件的应力比控制在0.85左右,余下0.15倍的承载力用来抵抗计算模型中未计入的平面外地震作用和风荷载。

空间钢管桁架结构通过MIDAS和MSTCAD三维模型计算,能够在工况组合中加入地震作用和风荷载,使结构模型受力形式更接近真实情况,更好的体现了空间结构的整体性能。

2)空间相贯节点有限元分析空间钢管桁架结构采用相贯节点,免了难于刷漆和积留灰尘的死角,便于维护。

空间相贯节点是指处于不同平面的多根钢管通过相贯焊接的形式连接在一起而形成的钢管结构,是空间钢管桁架结构最主要的节点构造形式,具有构造简捷、受力合理、施工方便等优点。

探讨大跨度空间管桁架设计与施工的若干问题

探讨大跨度空间管桁架设计与施工的若干问题

探讨大跨度空间管桁架设计与施工的若干问题摘要:随着社会的发展,建筑行业得到了很大的发展,同时带动了钢铁行业不断前进,各种钢结构的理论建筑设计不断科学化、体系化。

钢结构的部件的质量也有了很大程度的提高。

对于大垮度管桁架设计上,钢结构的应用使得整个工程的质量与外观有了本质的提升,钢结构的发展也更趋于国际化。

本文分析了大跨度空间管桁架设计与施工的相关方面。

关键词:大跨度空间;管桁架设计;施工1、工程概况在某地区有一大型的大跨度拱形钢结构立体管桁架工程,它是一个综合性非常强的室内体育馆建筑工程项目,项目的总面积大约是13000多平方米,在这个项目的建设过程中,工程的屋盖部分使用的是钢结构形式,对于屋面的钢结构形式主要是由24榀大跨度变截面拱形立体管桁架壳体通过平行穿插方式构成的,见图一所示,其为这一项目的屋盖整体结构形式示意图。

在这个项目的屋盖结构部分的设计和施工过程中,会将其屋盖的结构形式的总长度设为167米,据估算,它的总用钢量大约870吨。

对于这个项目的屋盖结构中的壳体结构的组成基本上都是由一些倒三角形的横向梭性管桁架以及纵向的方管檩条,在孔径大小为36的圆钢拉索共同作用下构成的壳体结构形式,对于这个壳体结构,通常的情况下会把桁架底座设置为与45度角的斜面混凝土支墩进行铰接,主要是为这个工程的屋面结构部分的应力达到一个平衡提供一定的保障,从而能够确保结构的设计和工程的质量。

同时,为了能够在这个工程的大跨度拱形钢结构屋盖体系设计中方便施工,会将工程项目中的整个屋盖结构体系按照功能不同划分设计为四个结构区域,即A、B、C和D。

从而更好的保证工程施工顺利进行。

2、大跨度拱形钢结构桁架屋盖的结构设计在进行这个项目的屋盖结构部分设计的时候,一般情况下会采用大跨度拱形钢结构桁架结构的形式,以下主要是对工程的大跨度拱形钢结构桁架设计进行分析。

进行这个工程项目的屋盖结构设计的时候,第一是需要确定项目的屋盖结构形式,对于本文的项目的施工设计,因为这个项目的是一座综合性的室内体育馆建筑项目,所以其要求也是非常高的,它具有很强的特殊性,而且对于建筑项目的室内空间需求比较大,对于这些特点进行设计和施工时,要考虑其是否达到大空间的需求和建筑屋盖部分的设计应用,一般的情况下都是会对这个体育馆的屋盖部分设计采用大跨度拱形钢结构桁架。

论大跨度体育馆桁架的设计

论大跨度体育馆桁架的设计

论大跨度体育馆桁架的设计在当今的钢结构建筑屋盖体系中,钢结构桁架的结构支撑体系成为众多大跨度体院馆设计建造的主要形式。

大跨度体育馆有着得天独厚的优势,其不但桁架结构线条流畅、安全实用、外形丰富,而且在人员数量容纳和采光、通风等方面作用显著,因此本文旨在通过对这种设计结构进行简要的分析,以达到进一步认识钢结构管桁架技术的目的。

标签:大跨度体育馆;钢桁架;结构设计;内力;杆件;抗震性能钢结构自身的重量小、强度高,可塑性和柔韧性都较强的特点,使其成为公认的具有良好性能的结构,而且以桁架为代表的钢结构被广泛应用到空间结构体系中,尤其是跨度较大,标高较高的大型场馆,空间钢结构管桁架设计作为其屋盖结构发挥着很多的优点。

1 管桁架结构的分类大量的建筑工程实践证明:大跨度桁架结构的运用一方面满足了建筑的基本原则和要求,另一方面也与最新的设计理念相吻合。

伴随着建筑业的不断深化与发展,出现了许多类似跨度大、空间形状相对复杂多变的钢结构的建筑,而且在形式方面也日渐新颖。

桁架根据杆件布置的不同以及受力方式的差异,一般分为平面和空间两种结构形式。

平面桁架是指上、下弦以及腹杆全部处于同一平面,而空间桁架结构的上、下弦同腹杆通常处在一个三角形截面上。

一般说来,前者的外部刚度较差,而后者的结构跨度大、稳定性高,外观通常也比较富有美感,因此被采用的较多。

另外,对于管桁架的连接件杆件截面的种类,一般常用的为圆形、正方以及长方形,选择不同图形的截面相应的桁架类型也有所不同。

2 大跨度桁架结构的受力分析及结构设计大跨度桁架结构的受力分析及计算是钢结构屋盖体系中的重点和难点,因此无论是受力分析还是结构设计,都需要借助专业计算软件的力量来达到事半功倍的效果。

2.1 计算软件的选择大跨度桁架结构的设计一般使用同济大学的3D3S软件,同时还采用有限元软件Sap2000进行校核。

3D3S可方便输入单元、节点、局部单元荷载,各种工况荷载都可以通过导荷载的方式由面荷载转化为节点荷载,风荷载可自动考虑风压高度变化系数、风振系数;可套用多种规范进行验算,特有同一模型中对不同的单元采用不同的控制参数功能;可方便输出模型以及每一单元在各工况、组合下的内力、位移、应力比图,因此,工程中最常使用计算软件为3D3S。

大跨度钢结构桁架桥施工技术论文

大跨度钢结构桁架桥施工技术论文

大跨度钢结构桁架桥施工技术探讨摘要:近年来,随着社会经济的快速发展,建筑空间结构的形式也呈多样化发展的趋势,大跨度刚结构具有施工速度快、节能环保、建筑造型美观、抗震性能好等特点,因此发展非常迅猛,并广泛应用于大型桥梁建筑中。

本文介绍了钢结构的建筑特点,并论述了大跨度钢结构桁架桥的施工工艺。

关键词:钢结构;桁架桥;施工工艺abstract: in recent years, with the rapid development of social economy, the construction of the space structure of the form and the development trend of diversification, large-span steel structure has the construction speed is quick, energy conservation and environmental protection, building modelling beautiful, seismic performance is good wait for a characteristic, because this is developing very fast, and widely used in large bridge building. this paper introduces the architectural features of the steel structure, and discusses the big span steel structure truss bridge construction process.keywords: steel structure; truss bridge; construction technology中图分类号:tu393.3文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)引言在大跨度桥梁的设计中,钢结构桁架桥以其承载力高、跨越能力大、外形雄伟壮观等优点受到越来越广泛的重视和应用。

大跨度钢桁架结构施工技术研究

大跨度钢桁架结构施工技术研究

大跨度钢桁架结构施工技术研究随着现代建筑技术的快速发展,大跨度钢桁架结构施工技术作为一种先进的建筑方法,在大型场馆、会展中心和机场等建筑物中得到了广泛应用。

大跨度钢桁架结构施工技术的推广和应用,不仅提高了建筑物的稳定性和耐久性,还有效地降低了施工成本和周期。

然而,大跨度钢桁架结构施工技术的复杂性和难度较高,需要深入研究和探讨。

本文旨在系统地介绍大跨度钢桁架结构施工技术的理论分析、实践应用及发展方向。

大跨度钢桁架结构施工技术的研究始于20世纪初,经历了百余年的发展历程。

早期的研究主要集中于钢桁架的力学性能和设计方法,随着计算机技术的发展,研究者开始施工过程的模拟和分析。

近年来,研究者将有限元方法、数值模拟和优化算法引入大跨度钢桁架结构施工技术研究中,取得了许多重要的成果。

在实践应用方面,大跨度钢桁架结构施工技术已经应用于众多大型工程项目中。

例如,北京奥运会主体育场“鸟巢”采用了空间钢桁架结构,具有承载力强、造型美观的优点;上海中心大厦采用了倒锥形空间钢桁架结构,具有抗风、抗震性能好的优点。

这些成功的工程实例证明了了大跨度钢桁架结构施工技术的可行性和优越性。

本文采用文献调研和案例分析相结合的方法,对大跨度钢桁架结构施工技术的相关研究进行梳理和评价。

通过查阅相关文献和资料,了解大跨度钢桁架结构施工技术的理论进展和实践应用;结合典型工程案例,对大跨度钢桁架结构施工技术的设计和施工过程进行深入分析。

通过对文献的综述和案例的分析,可以得出以下大跨度钢桁架结构施工技术的理论研究已经较为成熟,有限元方法和数值模拟技术为施工过程的优化和分析提供了有效的工具。

然而,关于该技术的实践应用方面仍存在一些问题需要解决。

在实践应用中,大跨度钢桁架结构施工技术表现出了较强的优势。

具体表现在提高了建筑物的稳定性和耐久性,降低了施工成本和周期等方面。

但是,该技术在某些方面仍存在一定的局限性,例如对施工人员的技能要求较高,施工过程中可能出现的意外情况等。

空间管桁架结构设计探讨

空间管桁架结构设计探讨

空间管桁架结构设计探讨
空间管桁架结构设计探讨
摘要:本文通过具体工程阐述大跨度整体空间管桁架的设计思路、设计过程,并结合计算分析对空间结构设计应用做一些探讨。

关键词:空间管桁架、相贯节点、模态及反应谱分析、屈曲分析
•工程概况:
本工程为公路收费大棚,主要构成为管桁柱和空间管桁架屋盖(见图1)。

长向两跨,短向一跨,总长度95米,宽度20米。

最大跨度35米左右,主体高度10米。

屋面为弧形的柱面切割面,屋面板轻型屋面板。

结构采用空间管桁架梁柱结构体系,工程所在地区抗震烈度6度,地震分组二组,场地类别为二类场地。

结构选型及结构布置:
近年来,随着我国空间钢结构技术的不断发展,空间管桁架在大跨度建筑结构中的应用越来越多,它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。

本工程即采用空间管桁架结构。

管桁结构具有节点形式简单,在节点处采用相贯节点,结构外形简洁流畅;施工和维护简单,节省材料易于清洁维护;可满足各种不同建筑形式的要求,建筑造型更丰富、视觉效果更有优势。

本工程由五根三角形桁架柱和四榀三角形桁架主梁组成主体结构。

共布置两排三列柱,最右端为单柱。

柱间两个方向布置倒三角形管桁架梁,主桁架高度和顶面宽度分别为1.7米、1.4米,四周均有悬挑。

为避免主桁架侧向失稳,沿长向每隔5.7米布置短跨向次桁架,次桁架高度和顶面宽度为1.0米、1.2米,周边做小桁架封边梁见(图2)。

管桁采用空间倒三角形桁架以增大侧向刚度,提高侧向稳定性以增大次桁架间距。

这样布置传力途径直接,有效承担竖向荷载同时形成双向门式结构抵抗水平荷载。

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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。

【关键词】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,故抗压和抗扭性能好。

对称截面形式使得截面惯性矩对各轴相同,有利于单一杆件的稳定设计。

截面的闭合提高了抗扭刚度,对板件局部稳定性而言,闭合截面也优于有悬挑板件的开口截面。

在许多场合下,建筑师也愿意利用钢管外观简洁的特点表达其建筑意图。

(2)在截面积相同的型钢中,钢管外表面积最小,这就使得钢管与大气的接触面积最小,加之钢管往往会两端封闭,内部不会生锈,这就大大减少了防腐防火涂层的材料消耗和涂装工作量。

而且钢管结构较易于清刷、油漆,故维护更为方便。

(3)钢管截面的流体动力特性好。

承受风力或水流等荷载作用时,荷载对钢管结构的作用效应比其它截面形式结构的效应要低得多。

(4)钢管加工便利。

随着多维数控切割技术的发展,钢管的相贯线切割已经不再是难题,国内许多钢结构加工厂家已经掌握了这项技术。

虽然就材料单价而言,钢管价格高于普通开口截面形式的型钢,但上述优点综合起来,钢管结构在众多结构形式中仍然是优先选用的基本结构形式之一。

3、本游乐园结构设计要领:
3.1 本建筑长128 m,宽112 m,单层,单向弧形屋面,拱顶高
度28.5m。

因建筑使用功能要求,除四周设柱外,中间仅有4根圆柱支撑整个屋面体系。

本建筑柱网均为8mx8m的方格网,考虑建筑使用要求和经济性等因素,通过多次验算比较,最终屋面采用倒三角形空间管桁架体系,桁架的宽度及高度均为4米。

东西为32-64-32米的桁架,间隔16米设一榀,南北为40-32-40米的托架,间距64,米。

两榀托架之间间隔16米设桁架,主桁架及托架均相交于中庭四个圆柱上。

双向桁架相交之处标高相同,构件共用,最终协调变形,共同受力。

主桁架最大下弦管为ф500×25,上弦管ф351x16,两个上弦管与上弦腹杆组成平面桁架。

屋面檩条采用矩形管,最大跨度12m,间距2m。

焊于上弦管上。

整个屋面设置水平交叉支撑,以增加屋面结构平面内的刚度,防止屋面桁架发生平面外失稳,并起到协调结构变形,减小结构的扭转变形、侧向位移的作用。

3.2 建筑四周柱采用1mx1m的矩形钢管混凝土柱;中间4根直径2m的混凝土柱。

钢管混凝土柱采用泵送顶升浇灌法,宜在浇灌混凝土时加入适量微膨胀剂,掺量控制在5%以内。

灌浆压力应控制在12mpa以内。

矩形钢管混凝土柱尚应按施工阶段的荷载对空钢管进行强度、稳定性和变形验算并控制空钢管在施工阶段的轴向压应力不应大
于其钢材抗压强度设计值的60%。

3.3 结构计算软件为中国建筑科学院开发的pmsap软件,考虑空间结构受力复杂性,及本建筑的结构重要性系数为1.1,所有杆件应力控制在0.8以内,位移按钢结构规范中无桥式吊车的单层框
架控制。

荷载均作用于节点上,同时考虑了温度荷载。

本建筑最大应力杆件为与中央四个大柱相连的桁架及托架的下弦杆,经过计算,取截面为ф500x25。

同时该位置的4根腹杆轴向力较大,后加大至ф325x16。

计算完成后,采用3d3s空间管桁架整体建模复核计算,最终定下上述方案。

4、关键技术问题
4.1 本工程主桁架、次桁架、托架节点均为管材相贯节点,精度要求高,安装难度大,需对制作加工工艺、吊装工艺、高空管构件拼接等技术问题进行研究,解决空间相贯曲面放样切割和拼接的技术难点,确保制作加工和安装质量。

4.2 钢管混凝土柱的压力灌浆,注意骨料级配,水灰比,塌落度的控制及泵送压力的控制,严格杜绝钢板涨肚或者混凝土空心的情形发生。

4.3 吊装及安装困难较大,需验算桁架的整体刚度和吊点处的强度,并严格控制吊车的吊重和回转半径。

在制作、运输和安装的整个过程中,必须对不同工况的受力情况进行分析,对临时支墩和临时加固措施进行设计和优化,以确保质量和安全。

5、结语:
利用空间钢管桁架作为屋盖结构具有很多优点,不仅满足了本游乐馆大跨度的要求,而且作为一种结构体系,它符合了大跨空间结构的发展需要,营造了美学与力学的完美结合的设计理念。

参考文献
[1]《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》,北京,中国计划出版社,2003年
[2]《钢结构设计手册》(上册),北京,中国建筑工业出版社,2004年
[3]《全国民用建筑工程设计技术措施》(结构),北京,中国计划出版社,2003年
[4]《钢结构设计与计算》(第二版),北京,机械工业出版社,2005年。

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