管桁架结构的设计特点
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析钢结构是一种具有优良性能的结构材料，在建筑设计中应用较为广泛，特别是在大跨度空间钢结构建筑设计中更为常见。
目前，大跨度钢结构空间管桁架已成为一种常用的结构形式，其独特的设计特点有很多值得注意的地方。
一、空间管桁架的设计特点1. 横桥种类繁多大跨度钢结构空间管桁架通常由一条或多条主桥梁、斜桥梁及地基梁组成，可以灵活组合设计，并且有多种不同的横桥梁类型可供选择。
这一特点使得空间管桁架结构具有很强的可塑性和适应性，可以根据不同的设计需求进行灵活组合和调整。
2. 结构形式简单清晰空间管桁架结构主要由直管、斜管、节点和桁架梁组成，结构形式简单、清晰，结构体系稳定，重力作用和地震力作用产生的剪力传递清晰明了，因此具有很好的抗震性能。
3. 对材料的适应性好钢结构材料可以很好地满足大跨度空间管桁架的设计需求，因为其强度高、韧性好、重量轻、可焊接、可加工成型等特点，使得它适合于在大跨度、高层、重载和特殊气候条件下应用。
1. 桁架计算和设计（1）轴力计算、弯矩计算和剪力计算轴力计算主要用于计算管子中轴线处受到的内外力作用情况，以及支撑间距、受力点的坐标等参数。
弯矩计算主要用于计算确定受力后的弯曲程度和加强强度等方面。
剪力计算主要用于计算框架上下皆等的剪力情况。
（2）桁架实体建模桁架实体建模是采用计算机软件对桁架结构进行三维建模，并且在模型中设置合适的计算参数，进行计算分析，模拟管子的受力情况和变形情况，以此确定合适的设计方案。
（3）设计参数确定设计参数的确定需要综合考虑荷载、支承、材料强度等各方面因素，以确定桁架梁的标准尺寸，以及直管和斜管的直径和壁厚等参数，同时考虑到管子的连接方式，以及整体防腐、防火处理等要求。
2. 节点设计（1）节点计算节点计算主要是指对连接管子和梁的节点进行计算分析，确定连接方式、节点型式、节点大小以及梁与节点的连接方法等参数。
而进行桁架节点计算时，需要根据现场施工条件，采用合适的节点连接方式，以确保节点具有良好的承载力和稳定性。
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析大跨度钢结构空间管桁架是一种常用的结构形式，其主要特点是具有较好的刚度和轻质化特性，适用于大跨度建筑物的结构设计。
以下是大跨度钢结构空间管桁架设计的要点分析。
1. 结构形式选择：大跨度钢结构空间管桁架的结构形式可分为平面桁架和空间桁架两种。
平面桁架适用于跨度较短的建筑结构，空间桁架则适用于大跨度建筑结构。
根据具体的使用要求和工程条件选取合适的结构形式。
2. 载荷分析：在进行大跨度钢结构空间管桁架设计时，首先需要进行载荷分析。
根据建筑物的功能和使用要求确定各种荷载，包括自重、活载、风载、温度变形等荷载。
同时需要考虑荷载组合，并按照相应的规范计算各种荷载的作用。
3. 杆件参数设计：大跨度钢结构空间管桁架的主要构件为钢管，在设计过程中需要确定钢管的参数，包括材料强度、截面尺寸、连接方式等。
根据结构的荷载和刚度要求，计算确定合适的钢管参数。
4. 连接节点设计：连接节点是大跨度钢结构空间管桁架的重要组成部分，直接影响着整个结构的安全性和稳定性。
节点设计需考虑节点形式、连接方式、节点强度等因素，并满足相应的规范要求。
常用的连接方式包括焊接、螺栓连接等。
5. 稳定性分析：大跨度钢结构空间管桁架在受到荷载作用时，需要保证整个结构的稳定性。
稳定性分析包括整体稳定性和局部稳定性两个方面，需要对结构进行弹性稳定和极限强度的计算和分析。
同时还需要考虑结构在施工过程中的临时稳定性。
6. 防腐保护：钢结构在使用过程中容易发生腐蚀，特别是在大跨度钢结构空间管桁架中，经常受到大气和湿度的影响。
在设计过程中需要考虑钢结构的防腐保护措施，包括防腐涂料、防锈涂料、防腐处理等。
7. 施工和拆除：大跨度钢结构空间管桁架的施工和拆除略复杂，需要考虑结构的拼装工艺和施工顺序。
设计时需要考虑结构的可拆性和可重复利用性，以方便后期的维修和改造。
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析大跨度钢结构空间管桁架是一种常用的结构形式，它具有轻质、高强、刚度好、施工周期短等优点，广泛应用于航空、体育馆、展览馆等大跨度结构中。
本文将对大跨度钢结构空间管桁架的设计要点进行分析。
一、选择合适的钢管材料和型号钢管材料的选择对于大跨度钢结构空间管桁架的设计非常重要。
一般情况下，常用的钢管材料有Q235B和Q345B两种，Q235B钢管强度适中，成本较低；Q345B钢管强度高，耐候性好。
在具体选择时，需要根据实际情况（如荷载大小、跨度等）进行合理选择。
二、确定合理的结构形式和节点连接方式大跨度钢结构空间管桁架的结构形式多样，常见的有层叠式和平行式两种。
在选择结构形式时，需要考虑荷载大小、工期、施工条件等因素，确保结构的稳定性和安全性。
在节点连接方式的选择上，一般采用螺栓连接和焊接连接两种方式。
螺栓连接常用于易拆卸的节点，焊接连接适用于固定节点。
三、考虑荷载特点和荷载组合在大跨度钢结构空间管桁架的设计中，荷载特点和荷载组合是关键因素之一。
荷载特点包括静荷载和动荷载，静荷载一般是指自重、雪载、风压等静止荷载，动荷载则包括人员活动、设备振动等动态荷载。
荷载组合则是指不同荷载之间的组合概率和作用方式，需要根据实际情况进行合理组合和计算。
四、进行整体稳定和局部稳定分析在大跨度钢结构空间管桁架的设计中，整体稳定和局部稳定都是非常重要的。
整体稳定是指结构在整体受力下的稳定性，需要通过强度计算和位移计算等方法进行分析。
局部稳定则是指结构在局部受力下的稳定性，如节点、连接点等。
常见的局部稳定问题有屈曲、层屈等，需要通过合理的设计和加强措施进行解决。
五、考虑施工和运输限制大跨度钢结构空间管桁架的施工和运输也是需要考虑的因素。
在设计过程中，需要充分考虑施工条件和限制，如吊装设备的承载能力、现场施工空间的限制等。
在运输过程中，需要考虑各种交通工具的限制，确保结构在运输过程中不受损坏。
大跨度钢结构空间管桁架的设计要点包括选择合适的钢管材料和型号、确定合理的结构形式和节点连接方式、考虑荷载特点和荷载组合、进行整体稳定和局部稳定分析、考虑施工和运输限制等。
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析1. 引言1.1 背景介绍钢结构在建筑领域中扮演着重要角色，其特点是强度高、承重能力强、施工速度快等优点。
随着建筑技术的不断发展，大跨度钢结构空间管桁架成为了一种常见的设计形式。
其通过管道和节点的连接形成桁架结构，具有较高的抗压和弯曲能力，适用于大跨度空间内的支撑和承载。
大跨度钢结构空间管桁架设计是一门研究工程结构的综合性科学，涉及材料力学、结构力学、工程力学等多个领域的知识。
设计者需考虑力学性能、结构稳定性、材料选择等方面的因素，以确保结构在使用过程中能够安全可靠地承受外部荷载。
钢结构空间管桁架的设计也需要考虑建筑的功能需求和美学要求，使其既能实现结构的功能，又能融入到建筑环境中。
在本研究中，我们将对大跨度钢结构空间管桁架的设计要点进行分析和探讨，包括结构形式选择、节点连接设计、梁柱设计和稳定性分析等方面。
通过对这些要点的深入研究和分析，希望能够为工程设计者提供一定的参考和指导，促进大跨度钢结构空间管桁架的应用与发展。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨大跨度钢结构空间管桁架设计的关键要点，从而提高设计质量和施工效率。
通过对管桁架结构形式选择、节点连接设计、梁柱设计和稳定性分析等方面进行详细分析，可以为工程师在实际项目中提供参考和指导。
研究也旨在总结经验教训，发现设计中存在的问题和不足，为今后类似工程的设计提供更好的建议和解决方案。
通过本研究的开展，可以促进大跨度钢结构空间管桁架设计技术的进步和应用，推动工程结构领域的发展，提升我国在大跨度钢结构设计领域的竞争力和声誉。
1.3 研究意义大跨度钢结构空间管桁架在现代建筑中起着至关重要的作用。
其研究意义主要体现在以下几个方面：大跨度钢结构空间管桁架设计的研究可以有效提高建筑结构的抗震性能和承载能力。
由于大跨度空间结构受到外力作用较大，必须具有较高的稳定性和抗风、抗震能力。
对其设计关键点进行分析和优化可以大幅提高整体结构的安全性。
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析
大跨度钢结构空间管桁架是一种结构形式独特、适用范围广泛的钢结构。
它以钢管为主要构件，具有独特的设计特点和应用优势。
本文将从设计要点的角度对大跨度钢结构空间管桁架进行分析，以期加深对该结构形式的理解和应用。
大跨度钢结构空间管桁架的设计要点之一是结构稳定性。
由于大跨度结构受风荷载和自重等影响，结构稳定性是设计的重点之一。
在设计中，需充分考虑大跨度结构的整体稳定性，采取合适的措施来增强结构的抗风荷载和自重的能力。
合理设置稳定杆件和增强节点连接等均是提高结构稳定性的重要手段。
施工和安装是大跨度钢结构空间管桁架设计的重要考虑因素。
由于大跨度结构的体量和尺寸较大，因此在设计中需充分考虑结构的施工和安装性能。
需要合理设置构件的尺寸和连接方式，以便于施工和安装。
在设计中也要考虑到结构的拼装和拆卸方便性，以减少施工过程中的工期和成本。
结构的经济性也是大跨度钢结构空间管桁架设计的关键要点之一。
在设计中，需要充分考虑结构的成本和性能，选用合适的材料和构造形式，以满足结构的使用需求和减少工程投资。
还需要优化设计，减少结构的自重和构件数量，从而提高结构的经济性。
大跨度钢结构空间管桁架的设计要点涉及结构稳定性、刚度和承载力、施工和安装性能、以及经济性等多个方面。
在设计和实际应用中，需要综合考虑这些因素，并根据具体工程要求采取相应的措施，以确保结构的安全、可靠、经济和实用。
希望本文的内容能够对大跨度钢结构空间管桁架的设计和应用提供一定的参考和帮助。
管桁架课件
安装过程
基础工程
根据施工计划，进行基础 工程的建设，包括桩基、 土方开挖、混凝土浇筑等 ，确保管桁架的稳定。
构件加工与组装
按照设计图纸，对管桁架 的各个构件进行加工和组 装，确保构件的精度和质 量。
整体安装
将加工和组装好的管桁架 按照设计要求进行整体安 装，确保安装位置准确、 结构稳定。
维护与保养
管桁架的安装与维 护
安装前的准备
01
02
03
场地勘测
对安装场地进行实地勘测 ，了解地形、地质、气象 等条件，以便制定合适的 安装方案。
设备与材料准备
根据安装需要，准备相应 的设备、工具和材料，确 保安装过程的顺利进行。
施工计划制定
根据场地勘测结果和安装 要求，制定详细的施工计 划，包括安装时间、人员 分工、安全措施等。
对完成的结构进行防腐 处理，以提高其使用寿
命。
质量检测与控制
外观检测
检查结构的外形尺寸是否符合设计要求。
强度检测
对完成的结构进行强度检测，确保其承载能 力符合设计要求。
无损检测
使用超声波、X射线等技术对焊缝进行无损 检测，确保焊接质量。
防腐性能检测
对防腐处理后的结构进行检测，确保防腐效 果良好。
04
管桁架的应用领域
总结词
管桁架广泛应用于桥梁、建筑、工业厂房等 领域。
详细描述
管桁架因其结构轻盈、承载能力强、施工方 便等特点，在桥梁、建筑、工业厂房等领域 得到广泛应用。在桥梁领域，管桁架可以用 于大型桥梁的桥面结构；在建筑领域，管桁 架可以用于大型场馆、会展中心、体育馆等 建筑的屋面和墙面结构；在工业厂房领域， 管桁架可以用于厂房的屋顶、墙体和设备支
管桁架_精品文档
管桁架管桁架是一种常用的结构支撑系统，由管道和连接件组成，被广泛应用于建筑、搭建舞台、搭建展览、临时结构等方面。
它具有重量轻、强度高、拆装方便、多功能等特点，被认为是一种非常理想的结构形式。
管桁架的主要结构部分是由铝合金或钢管组成的，具有良好的机械性能和稳定性。
各种规格和尺寸的管道可以根据具体的使用需求进行选择，从而适应各种不同的场所和应用环境。
与传统的混凝土、钢结构相比，管桁架的建造成本较低，施工速度较快，能够大幅度缩短工程周期，提高工作效率。
在建筑领域，管桁架被广泛应用于屋顶结构、大跨度建筑、体育馆、展览馆等重要项目。
由于其重量轻，可以减少建筑物自重，从而减小了对地基和基础的负荷，降低了施工成本。
此外，管桁架具有良好的抗震性能，能够在地震等自然灾害的冲击下保持稳定，提供安全的使用环境。
在搭建舞台和展览方面，管桁架同样发挥着重要的作用。
由于管桁架具有可拆装的特点，可以根据场地的需求进行组装和拆卸，可实现快速搭建和便捷存储。
此外，管桁架还可以根据需要进行灯光、音响、视频设备等的安装，提供良好的视听效果。
这使得管桁架成为舞台和展览行业首选的搭建材料。
在临时结构方面，管桁架也具有广泛的应用。
例如，在户外音乐节、体育比赛和大型活动中，需要临时搭建场馆和舞台。
这时，管桁架可以提供稳定的结构支撑，满足大量人员和设备的需求，并且可以根据活动的需要进行自由组合和布置。
除了以上应用领域外，管桁架还可以用于搭建遮阳棚、建筑物外部的装饰、管道通道等场景。
由于其柔性和适应性，管桁架能够满足不同的设计要求，提供多样化的解决方案。
在使用管桁架时，需要注意一些安全问题。
首先，要确保管道和连接件的质量，选择优质的材料和生产商。
其次，需要进行合理的设计和计算，保证结构稳定性和安全性。
同时，在使用过程中要遵循相关安全规范和操作规程，确保人员的安全。
总结而言，管桁架是一种重要的结构支撑系统，具有重量轻、强度高、拆装方便、多功能等特点。
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析大跨度钢结构空间管桁架是一种广泛用于大型建筑物、桥梁、机场候机厅、体育馆等场所的结构形式。
它的特点是具有较高的稳定性、强度、刚度和抗震性能，同时具有造价低、施工速度快等优点，因此受到了各行各业的广泛关注。
本文将从结构设计、荷载分析、节点设计和连接方式等方面分析大跨度钢结构空间管桁架的设计要点。
一、结构设计1、固定支撑系统大跨度钢结构空间管桁架需要在地面或架空架设，这需要有稳定结构来支持其重量和荷载。
严格的支撑系统设计可以确保管桁架的稳定性和安全性。
2、弯曲刚度空间管桁架的弯曲刚度对其整体强度和稳定性有重要作用。
设计时必须充分考虑管柱、横拉杆等材料的选型，以及管壁厚度、截面尺寸的设计等因素，以满足桁架在使用过程中的受力要求。
3、抗震性能大跨度钢结构空间管桁架的抗震性能是其安全性和稳定性的重要保障。
通过合理的结构设计，如增加抗震支撑、设置抗震缓冲等措施，可以提高空间管桁架的抗震性能。
二、荷载分析荷载分析是大跨度钢结构空间管桁架设计中至关重要的一环。
荷载分析涉及到静力荷载、动力荷载、温度荷载等。
在设计中应该考虑如下因素：1、荷载类型大跨度钢结构空间管桁架要承受风、雨、雪、地震等各种荷载，因此，必须综合考虑这些荷载类型和其可能带来的效应。
2、荷载位置荷载位置对管桁架的受力情况和结构稳定性有直接影响。
设计时应对各种荷载位置进行精细计算和分析。
3、荷载大小荷载大小对管桁架所需要承受的强度和稳定性产生影响，因此，必须根据荷载大小选择合适的钢材、截面形状等结构要素。
三、节点设计大跨度钢结构空间管桁架的节点设计依赖于连接方式的选择。
节点设计需要注意以下几点：1、连接强度节点连接的强度是管桁架的基本保证，因此选用合适的连接方式可以提高连接强度，保证整个管桁架的稳定性和安全性。
节点刚度对于整个管桁架的稳定性和传力效果有着很大影响。
设计时必须考虑到节点的刚度和扭转变形等情况，并通过强度计算和结构仿真等方法对其进行评估。
网架结构与空间管桁架结构的特点分析
网架结构与空间管桁架结构的特点分析一、引言- 介绍网架结构与空间管桁架结构的定义和概念- 阐述研究这两种结构的必要性和重要性二、网架结构的特点分析- 网架结构的组成和形态- 网架结构的主要特点：刚性好、稳定性高、建造效率高、适用性广等三、空间管桁架结构的特点分析- 空间管桁架结构的组成和形态- 空间管桁架结构的主要特点：轻量化、刚性好、稳定性高、抗震性强等四、网架结构与空间管桁架结构的比较分析- 结构形态上的区别- 技术特性上的异同- 实际应用中的优缺点对比分析五、结论与展望- 总结网架结构与空间管桁架结构的特点和应用现状- 展望未来这两种结构的发展方向和研究重点注：以上为提纲，论文内容根据实际情况适当展开补充。
一、引言网架结构和空间管桁架结构是目前颇为流行的建筑结构形式，其主要特点为刚性好、稳定性高、建造效率高、适用性广等，因此被广泛应用于大型公共建筑、体育馆、会展中心等场所。
本文的研究重点是对这两种结构的特点进行分析，以期为工程建设提供参考意见。
二、网架结构的特点分析1. 组成和形态网架结构是由一系列平面或空间刚杆和节点构成的结构体系，节点的连接方式有焊接、螺栓连接和搭接等多种方式。
网架结构的形态有球面网架、地埋式网架、钢-玻璃网架、双曲面网架等多种形式，可以根据需要灵活选择。
2. 主要特点(1) 刚性好网架结构由多支杆件连接组成，力学特性优异，能够承受较大的外力，抗震性、抗风性能强，具有很好的稳定性和刚度。
(2) 稳定性高网架结构的构成原理使其能够通过节点的固定达到分布均匀，增加整个结构体系的稳定性，不易变形和瘪塌，内部应力分布均匀。
(3) 建造效率高使用网架结构的建筑物可以快速建造，减少施工现场的噪声和粉尘污染，可维持当地生态环境，节约建筑成本。
(4) 适用性广网架结构可采取高效、可持续的材料，适用于各种复杂的跨度、载荷和高度要求的建筑项目，如机场、体育馆、桥梁等。
三、空间管桁架结构的特点分析1. 组成和形态空间管桁架结构是由多根管杆和桁架构件组成的结构体系，主要包括下弦杆、上弦杆、直杆和斜杆等构件。
《管桁架结构设计与施工_戚豹》——期末考核知识点汇总
2014-2015年第一学期《管桁架结构设计与施工_戚豹》——期末考核知识点汇总1、简述管桁架整体及单榀结构组成及其结构特点？答：管桁架结构一般由主桁架、次桁架、系杆和支座共同组成。
单榀管桁架由上弦杆、下弦杆和腹杆组成。
特点：桁架结构用料经济结构自重小、节点形式简单、刚度大、几何特性好。
施工简单，节省材料。
有利于防锈与清洁维护。
缺点：管桁架结构往往比网架结构用钢量大。
贯节点加工与放样复杂，相贯线的坡口又是变化的。
手工切割又很难做到，因此对机械的要求很高。
对焊接质量要求很高，而且均为现场焊接，焊接工作量大。
2、简述支管与主管的链接焊接的构造要求？答：支管与主管的连接焊缝应沿全周连续焊接并平滑过渡，一般支管壁厚不大，其与主管的连接宜采用全周角焊缝，当支管壁厚较大时则宜沿支管周边部分采用角焊缝，部分采用对接焊缝。
凡支管外壁与主管外壁之间的夹角大于等于120度的区域宜用对接焊缝或带坡口的角焊缝，其余区域可采用角焊缝。
角焊缝的焊脚尺寸不宜大于支管壁厚的2倍。
3、简述接点的加强方式有那几种，常用的有哪几种？答：主要有主管壁加厚、主管上加套管、加垫板加节点板及主管加肋环或内隔板等。
4、简述直缝电焊钢管取样要求？答：每批直缝电焊钢管取样4根，对于外径小于30mm的钢管应取整个管段作试样，当外径大于30mm时应部管取纵向或横向试样，对于大口径钢管，其壁厚小于8mm时应取条状试样、当壁厚大于8mm时也可加工成圆形比列试样。
5、简述直缝电焊钢管的检验项目。
答：若受检单位能够提供法定单位出具的证明能证明该批质量的全项检测报告原件，则只需检验拉伸弯曲压扁。
若没有或报告有较大差异则进行包括化学成分拉伸弯曲压扁试验涡流探伤扩口试验尺寸表面项目。
6、简述管桁架节点的构造要求。
答：（1）、节点处主管应连续，支管端部应加工或马鞍型直接焊接于主管外壁上而不得将支管插入主管内。
江苏建筑职业技术学院_建筑工程技术学院_钢结构工程技术专业 专业课老师：戚豹（建筑工程技术学院副院长）（2）、主管与支管之间的夹角以及两支管件的夹角不得小于30°。
桁架式钢管架的结构设计研究
桁架式钢管架的结构设计研究桁架式钢管架是构建大型建筑的常用结构之一。
它的基本组成部分是由钢管和节点组成的三角形或平行四边形框架结构，具有广泛的应用范围和良好的稳定性。
因此，本文将从桁架式钢管架的结构设计研究入手，对其进行浅谈。
1、桁架式钢管架的结构特点桁架式钢管架的结构特点是由多根直径一定的钢管和若干节点连接构成，通过三角剖分或平行四边形剖分建立斜框和桁条，从而构成整体抗弯刚度大，刚度高于连梁式结构，是一种经济高效、强度大的刚性平面框架结构体系。
2、桁架式钢管架的设计原则（1）安全性原则在结构设计过程中，安全是关键因素。
因此，必须考虑桁架式钢管架的荷载、地基、疲劳等多方面因素，以确保其安全稳定性。
（2）经济性原则桁架式钢管架的设计应该保有效益最大化，建议在满足质量和安全的前提下，选择合适的材料和节点尺寸，从而达到最经济的效果。
（3）实用性原则一体化设计是桁架式钢管架的核心要求。
它必须适用于各种不同的施工场地和多种条件下，具有良好的可适应性和实用性。
3、桁架式钢管架的结构设计方法（1）计算分析法先确定各种荷载作用在钢管架上的取值，并建立合适的计算模型，依据构件受力分析的原理，分段分部分别求出其荷载，计算出桁架式钢管架的各项结构指标。
（2）现场调节法在实际施工过程中，经过验算和试验发现结构存在一些问题，可以对现场进行一些小调整，如对某些节点的间距或钢管尺寸进行适当调整，从而真确性达到最优。
4、结构材料的选择桁架式钢管架的主要材料有钢管和节点，节点也是采用钢材制成。
这些材料都应具有较高的强度和韧性，从而满足设计中的承载标准。
（1）钢管钢管的选择应考虑到以下因素：1）直径大小：钢管直径大小主要决定着承载能力，直径越大，承载能力越强。
2）壁厚：壁厚越大，抗风性能越好，但同时也增加了重量和成本。
3）质量：钢管的质量关系到结构的安全稳定性。
（2）节点节点的选择应考虑到以下因素：1）节点材料：属于连接部分，需要具有良好的可塑性和韧性。
管桁架 矢高 -回复
管桁架矢高-回复管桁架是一种特殊的结构形式，常常用于支撑和加固建筑物或其他各种工程中。
管桁架的结构特点和优势使其在跨度大、载荷高的场合中得到广泛应用。
本文将从管桁架的定义、结构特点、应用领域和设计优化等几个方面介绍管桁架的相关知识。
一、什么是管桁架？管桁架，顾名思义，是由管道连接起来形成的框架结构。
它通常由两个或多个管道构成，这些管道可以是同样形状的圆管、方管或矩形管等。
管桁架通过焊接、螺栓或其他连接方式将这些管道连接起来，形成一个稳定的整体结构。
二、管桁架的结构特点1. 强度高：由于桁架结构的特殊形式，管桁架能够承受较大的力，并将其分散到整个结构中。
这使得管桁架能够在跨度大、荷载高的情况下保持良好的稳定性和安全性。
2. 重量轻：管桁架采用镁铝合金或高强度钢材作为材料，这些材料的密度相对较小，因此管桁架自身的重量相对较轻。
这不仅减少了对建筑物或其他工程的自重负荷，也方便了运输和安装。
3. 可拆装：由于管桁架结构的特点，它可以采用拆装式设计，使得整个管桁架能够方便地进行拆卸和组装。
这不仅便于处理运输或临时支撑等特殊情况，也使得管桁架能够更好地适应不同的使用需求。
4. 抗震性能好：管桁架由多根管道构成，这些管道之间通过连接件进行连接，形成一个整体。
这种结构形式使得管桁架具有较好的抗震性能，能够在地震等自然灾害中保持相对较高的稳定性。
5. 美观大方：管桁架的结构形式简洁大方，外观设计独特。
它不仅可以满足功能性需求，还能起到装饰效果，使得建筑物或其他工程更具有艺术性和吸引力。
三、管桁架的应用领域1. 建筑结构：管桁架常常用于大型建筑物的支撑和加固中，如体育馆、展览馆、机场候机楼等。
它可以起到支撑结构的作用，减少对传统建筑物结构的影响，使得建筑物更加开放、明亮。
2. 橙桥行走旱冰场，3. 桁架梁：管桁架也可以用作桁架梁，用于支撑大跨度的天花板或屋面结构。
由于管桁架材料轻，可以减少对建筑物自重的影响，同时其强度和稳定性也能够满足建筑物的使用需求。
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析大跨度钢结构空间管桁架是一种结构形式，在桁架结构中常用于梁组成。
这种结构设计能够在大跨度的空间中提供足够的强度和刚度，同时还具有较大的自重，能够承受较大的荷载，适用于大跨度的建筑和桥梁项目。
1. 结构稳定性：大跨度的结构容易受到各种荷载的影响，因此结构的稳定性是设计的重要考虑因素之一。
采用合适的构造形式和截面形状可以提高结构的稳定性，避免出现不稳定和屈曲现象。
2. 材料选择：钢材是大跨度结构的常用材料，具有强度高、刚度好的特点，能够满足大跨度结构的要求。
在选择材料时要考虑结构的承载能力和材料的成本，选择合适的钢材能够提高结构的安全性和经济性。
3. 截面形状设计：钢管是大跨度钢结构空间管桁架中常用的材料，其截面形状对结构的强度和刚度有很大的影响。
合理选择管材的直径和壁厚，设计合理的管截面形状，可以提高结构的承载能力和刚度。
4. 连接方式设计：在大跨度钢结构空间管桁架中，连接方式对结构的稳定性和承载能力有重要影响。
常见的连接方式有焊接、螺栓连接等，需要选择合适的连接方式，并保证连接的强度和刚度。
5. 荷载分配：大跨度结构需要承受较大的荷载，因此需要合理分配荷载，保证结构各部分的受力均匀。
同时还要考虑结构在使用过程中可能遇到的动态荷载，比如风荷载、地震荷载等。
6. 疲劳设计：大跨度结构常常需要长期承受荷载，因此还需要进行疲劳设计，保证结构在使用寿命内不会发生疲劳破坏。
疲劳设计考虑结构受力特点和工况，选取合适的设计方法，并进行疲劳寿命计算。
设计大跨度钢结构空间管桁架需要考虑到结构的稳定性、材料选择、截面形状设计、连接方式设计、荷载分配和疲劳设计等因素，通过合理的设计和计算，能够确保结构的安全性和经济性。
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析
1. 结构稳定性：针对大跨度结构，稳定性是设计中最重要的考虑因素之一。
稳定性设计包括对整体结构的稳定性和各个构件的稳定性分析。
对于整体结构的稳定性分析，需要考虑结构的整体抗侧扭刚度和抗倾覆能力。
而对于构件的稳定性分析，需要考虑每个构件的屈曲强度和稳定性，确保在各种荷载情况下构件不会失稳。
2. 强度设计：钢结构空间管桁架需要承受大跨度的载荷，因此强度设计是非常关键的要点。
强度设计涉及到各个构件的截面尺寸和材料选型。
在设计中需要根据结构的荷载情况和使用要求确定合适的截面尺寸，同时根据构件所处的应力状态来选择合适的材料，以确保结构满足强度要求。
4. 节点设计：大跨度钢结构空间管桁架的节点设计也是关键的要点之一。
节点连接是整体结构的关键部位，直接影响结构的力传递和承载能力。
在节点设计时需要考虑节点的强度、刚度和稳定性。
常见的节点连接形式包括焊接、螺栓连接和铆接等，需要根据实际情况选择合适的连接方式，并对节点进行充分的计算和验证，确保节点设计的可靠性。
5. 防腐设计：由于大跨度钢结构空间管桁架常常用于室外环境，对防腐设计也需要进行考虑。
防腐设计主要包括对钢结构材料的选择和防腐处理的选用。
选择合适的材料和防腐处理方法可以有效延长结构的使用寿命，并减少后期的维护成本。
在进行大跨度钢结构空间管桁架设计时，需要综合考虑结构稳定性、强度设计、刚度设计、节点设计和防腐设计等要点，以确保结构的安全可靠性和经济性。
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。
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析1.引言随着现代建筑工程的不断发展，大跨度钢结构空间管桁架在建筑中的应用越来越广泛。
它具有自重轻、强度高、刚度好等优点，可以满足大跨度空间结构的设计要求。
对于大跨度钢结构空间管桁架的设计来说，其要点分析显得尤为重要。
本文将针对大跨度钢结构空间管桁架的设计要点进行深入分析，旨在为相关工程设计提供一定的参考和指导。
2.大跨度钢结构空间管桁架的概念及特点大跨度钢结构空间管桁架是通过钢管连接组成的桁架结构，主要用于构成建筑物的屋面或支撑结构。
相比于传统的混凝土结构，大跨度钢结构空间管桁架具有自重轻、刚度大、施工周期短等特点。
其结构形式多样，可以根据建筑物的实际需求进行设计，具有良好的适用性。
3.1 结构稳定性分析大跨度钢结构空间管桁架的结构稳定性是其设计的首要考虑因素之一。
在设计过程中，需要充分考虑结构在外部荷载作用下的稳定性问题，以及结构的整体稳定性、局部稳定性等方面的问题。
通过对结构进行全面细致的力学分析，确保其能够满足长期使用的要求，保证结构的稳定性和安全性。
3.2 材料选择与疲劳寿命分析在大跨度钢结构空间管桁架的设计中，材料的选择显得尤为重要。
需要根据结构的实际使用条件，选择具有高强度、良好延展性和疲劳寿命的材料。
还需要对结构在使用过程中的受力情况进行疲劳寿命分析，确保结构在长期使用过程中不会出现疲劳破坏。
3.3 连接形式及节点设计大跨度钢结构空间管桁架的连接形式和节点设计对整体结构的稳定性和安全性至关重要。
在设计过程中，需要充分考虑连接方式的合理性以及节点受力情况的分析，确保连接的牢固性和可靠性。
还需要对节点进行合理的设计，防止出现应力集中或者局部损伤等问题，确保结构的安全可靠。
3.4 抗震与防风设计对于大跨度钢结构空间管桁架而言，抗震与防风设计是至关重要的。
在设计过程中，需要充分考虑区域的地震烈度及风荷载情况，进行全面的抗震与防风设计。
采取合理的结构形式、加强结构的抗震与防风性能，确保结构在地震或风灾来临时能够安全稳定地运行。
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析
大跨度钢结构空间管桁架是一种常见的建筑结构形式，具有很高的稳定性和承载能力。
在设计这种结构时，需要考虑以下几个要点：
1. 整体稳定性设计：大跨度钢结构空间管桁架的整体稳定性是设计的核心问题。
在
设计过程中，需要考虑桁架的几何形态、节点连接方式、杆件的截面和材料的选取等因素，以保证结构的整体稳定性。
2. 材料选取和强度计算：大跨度钢结构空间管桁架的材料一般选用高强度钢材，如
Q345B等。
在强度计算中，需要考虑各个杆件的受力情况，采用弹性本构模型进行杆件的
强度分析，以保证结构在荷载作用下的安全性。
3. 荷载分析和工况组合：钢结构空间桁架承受着不同方向和大小的荷载作用，包括
自重、活载、风载、温度变形等。
在设计过程中，需要对这些荷载进行合理的分析，并进
行工况组合，以满足结构的强度和稳定性要求。
5. 构件制作和安装：大跨度钢结构空间管桁架的构件一般是在工厂预制完成后再进
行现场拼装，需要考虑构件的制作和运输方式、连接方式和施工工艺等因素，以确保结构
的精度和安全性。
6. 抗震设计：大跨度钢结构空间管桁架常常处于地震带，因此抗震设计是必不可少的。
在设计过程中，需要对结构进行合理的抗震分析和设计，采用适当的抗震措施和满足
抗震要求的连接方式，以提高结构的抗震性能。
大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析包括整体稳定性设计、材料选取和强度计算、
荷载分析和工况组合、节点连接设计、构件制作和安装、抗震设计等方面的内容。
只有综
合考虑这些要点，并合理确定设计方案，才能设计出安全可靠、经济高效的大跨度钢结构
空间管桁架。
管桁架结构的设计要点
管桁架结构的设计要点近年来，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，因此如何做好钢管结构中管桁架结构的设计就尤为重要。
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。
这种钢构不用节点板，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。
管桁架结构的结构计算设计基本规定。
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30米钢结构)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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
抗震设计，作用及作用组合的效应应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》进行计算，在杆件截面及节点设计中，应按作用基本组合的效应确定内力设计值；对抗震设计，地震组合的效应应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》进行计算，在位移验算中，应按作用标准组合的效应（不乘荷载分项系数）的效应确定其挠度。
分析管桁架时，当杆件的节间长度与截面高度（或直径）之比小于12（主管）和24（支管）时，也可假定节点为铰接。
外荷载可按静力等效原则将节点所辖区域内的荷载集中作用在该节点上。
当杆件上作用有局部荷载时，应另行考虑局部弯曲应力的影响。
结构分析时，应考虑上部空间网格结构于下部支承结构的相互影响；另外应根据结构形式、支座节点的位置、数量和构造情况以及支承结构的刚度，确定合理的边界约束条件。
支座节点的边界约束条件，应按实际构造采用无侧移或一侧可侧移的铰接支座或弹性支座。
2.3静力计算
管桁架结构应经过位移、内力计算后进行杆件截面设计，如杆件截面需要调整应重新进行设计，使其满足设计要求。
设计后，杆件不宜替换，如因备料困难等原因必须进行杆件替换时，应根据截面及刚度等效的原则进行，被替换的杆件应不是结构的主要受力杆件且数量不宜过多（通常不超过全部杆件的5%），否则应重新校核。
分析管桁架结构因温度变化而产生的内力，可将温差引起的杆件固端反力作为等效荷载反向作用在杆件两端节点上，然后按有限元法分析。
2.4抗震计算
在单维地震作用下，进行多遇地震作用下的效应计算时，可采用振兴分解反应谱法，对于体形复杂或重要的大跨度结构应采用时程分析进行补充计算。
采用时程分析法时，应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于两组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震影响系数曲线应与振形分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。
加速度曲线峰值应根据与抗震设防烈度相应的多遇地震的加速度时程曲线最大值进行调整，并应选择足够长的地震动持续时间。
当采用振形分解反应谱法进行管桁架结构地震作用分析时，建议至少取前25～30个振形，对体形特别复杂或重要的需要取更多振形进行效应组合。
在抗震分析时，应考虑支承体系对其受力的影响。
此时可将桁架结构与支承体系同时考虑，按整体分析模型进行计算；也可把支承体系简化为管桁架结构的弹性支座，按弹性支承模型进行计算。
在进行结构地震作用效应分析时，对于周边落地的管桁架结构，阻尼比可取0.02，对有混凝土结构支承的管桁架结构，阻尼比取0.03。
对于体形复杂或较大跨度的管桁架结构，宜进行多维地震作用下的效应分析。
进行多维地震效应计算时，可采用多维随机振动分析方法、多维反应谱法或时程分析法。
2.5计算软件
目前，能对桁架结构进行前处理分析验算，后处理节点设计出图的有STS、STCAD、MST2006、3D3S。
STS桁架模块能方便建立平面桁架模型，但不能建立空间桁架模型。
STCAD的建模以及模型编辑功能都比较强，但是操作上比较
不便，截面定义、分组繁琐，其后处理节点设计的参数比较丰富。
MST2006的桁架模型基本上套用网架模型的验算功能。
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；后处理节点设计中，可进行圆管相贯节点设计，圆管与矩型管连接节点设计，多管相交相贯节点设计；管桁架板支座、焊接球支座设计；能输出腹杆相贯线数控切割数据；因此，工程中最常使用计算软件为3D3S。
3、桁架截面尺寸变化对其内力的影响
对于空间三角形钢管桁架而言，当确定了截面高度、上弦宽度以及节间长度后可确定一种截面形状。
随着上弦宽度的变化，弦杆的内力基本上保持不变，但是腹杆和跨中挠度都有显著的变化。
上弦宽度的增加，造成竖面腹杆的倾角相应增加，竖面腹杆的轴力在持续增加，传递到水平面上垂直腹杆的力也在增加。
同时，竖面腹杆轴力的增加也造成了杆件剪切变形的增加，反映到结构即是结构跨中挠度的增加。
在截面弯矩不变的情况下，上下弦杆的内力也仅仅是当截面高度有变化的时候，才会发生较大幅度的变化，跟其它的截面参数没有关系。
同时随着截面高度的增加，由于倾角的减少，腹杆的轴力表现持续的减少，而由于弯曲变形和剪切变形的减少，跨中的挠度也逐渐变小。
截面高度是影响构件选择尤其是弦杆选择的一个非常重要的因素，其对结构刚度的影响也是非常显著的，远大于其它因素。
节间长度的大小会直接导致腹杆夹角的改变。
改变节间长度以后，弦杆的内力略有变化；同时腹杆的轴力有了相应的变化，随着节间长度的增加，竖面腹杆的倾角相应增加，所以竖面腹杆的轴力在持续加大，传递到水平面上垂直腹杆的力也在增加。
跨中挠度也随着节间长度的增加呈减少的趋势，最后趋于稳定。
从中可以看出如果腹杆布置过密，对结构的刚度没有起到积极的作用，反而加大了跨中挠度。
但节间长度也并非是越大越好，为了保证腹杆与弦杆的连接的可靠，一般的倾角控制在35°～55°之间。
4、结论
管桁架结构因具有造型美观、制作安装方便、结构稳定性好、屋盖刚度大、经济效果好等特点，已广泛用于公共建筑中。
在设计过程中，必须把握管桁架的受力特点，才能设计出安全可靠、经济美观的管桁架项目。
参考文献
[1]《钢结构设计规范》.GB50017-2003
[2]《空间网格结构技术规程》.JGJ7-2010
[3]戚豹，康文梅《管桁架结构设计与施工》.中国建筑工业出版社，2012
[4]王杰，王俊平，王治.《空间钢管桁架几何尺寸对其内力变化的影响》.科学技术与工程2010第10卷第3期。