管桁架结构-3-3
管桁架结构设计说明
管桁架结构设计说明管桁架结构是一种由管道组成的支撑结构，通常用于支撑和连接建筑物、桥梁、天桥、广告牌等。
以下是管桁架结构设计的一般说明：1.结构目的：定义管桁架结构的主要目的，例如支撑建筑物、提供遮阳、支持设备或广告牌等。
明确设计的功能和用途是设计的起点。
2.载荷分析：进行详细的载荷分析，包括静载荷和动载荷。
静载荷可能包括自重、附加荷载（如雨水、积雪）等，而动载荷可能包括风荷载和地震荷载。
3.管道材料和规格：确定使用的管道材料和规格。
常见的管道材料包括钢、铝等。
管道的直径、壁厚等参数也需要根据设计要求确定。
4.连接方式：定义管道之间的连接方式，包括焊接、螺栓连接等。
确保连接方式能够满足结构的稳定性和刚度要求。
5.节点设计：设计管桁架的节点，即管道连接的地方。
节点的设计要考虑到受力分布、承载能力、刚度等因素，以确保整个结构的稳定性和安全性。
6.稳定性分析：进行结构的整体稳定性分析，考虑可能的屈曲、侧向稳定性等问题。
确保结构在各种载荷下都能够保持稳定。
7.防腐措施：由于管桁架通常在户外暴露在环境中，需要考虑防腐措施，以延长结构的使用寿命。
这可能包括表面涂层、防腐处理等。
8.设计标准和规范：遵循适用的建筑标准和规范，例如国家或地区的建筑规范、钢结构设计规范等。
这有助于确保设计的合规性和安全性。
9.审查和验证：在设计完成后，进行结构设计的审查和验证，可以通过计算、模拟、实验等方式确保结构的合理性和安全性。
10.制图和文档：提供详细的施工图纸和设计文件，包括结构图、节点细节、材料清单等，以便建造和维护人员理解和执行设计。
以上是一般管桁架结构设计的一些建议步骤，实际设计过程可能根据具体项目和要求而有所调整。
重要的是，设计过程中应考虑到安全性、稳定性、可靠性和经济性等因素。
《钢框架结构工程施工》管桁架结构基本知识
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
图5-3 空间管桁架结构
弧线型倒三角管桁架
图5-7 图某3.7火某火车车站站管桁管架结桁构 架结构
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 2、按连接构件的不同截面分类
• C-C型桁架：主管和支管均为圆管相贯，相贯线为空间马鞍型曲线。 • R-R型桁架：主管和支管均为方钢管或矩形管相贯。 • R-C型桁架：矩形截面主管与圆形截面支管直接相贯焊接。
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
7）对有间隙的K型或N型节点，支管间隙a应不小于两支管壁厚之 和。 8）对搭接的K型或N型节点，当支管厚度不同时，薄壁管应搭在厚 壁管上；当支管钢材强度等级不同时，低强度管应搭在高强度管上。 搭接节点的搭接率Qv＝q/p×100％应满足25％≤Qv≤100％，且应确 保在搭接部分的支管之间的连接焊缝能很好地传递内力。
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 5.1管桁架基本知识
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 5.1.1管桁架结构组成及其材料 • 5.1.1.1管桁架结构分类 • 就屋架来说，外形一般为三角形、梯形、平行弦及拱形桁架。桁架的
腹杆形式常用的有芬克式、人字式、豪式(也叫单向斜杆式)、再分式、 交叉式。其中前四种为单系腹杆，第五种交叉腹杆又称为复系腹杆。
• 圆管与矩形管的杂交型管节点构成的桁架形式新颖，能充分利用圆形 截面管做轴心受力构件，矩形截面管做压弯和拉弯构件。矩形管与圆 管相交的节点相贯线均为椭圆曲线，比圆管相贯的空间曲线易于设计 与加工。
➢ 5.1 管桁架结构基本知识
• 3、按桁架的外形分类 • 直线型与曲线型管桁架结构
弧线型倒三角管桁架
图5-1 桁架形式 （a）、（b）、（c）三角形桁架；（d）、（e）梯形桁架；（f）、（g）平行弦桁架； （h）拱形桁架；（a）芬克式腹杆；（b）（d）（f）人字式腹杆；（c）（h）豪式腹杆；
结构力学3-桁架
解三个刚片组成的刚架 FP FP
解： Ⅰ-Ⅰ FP FP
Ⅰ A 4×d
Ⅰ B Ⅱ
A
FyB
M
C Ⅱ Ⅱ-Ⅱ
A
0
F yB FP
FyB FxB
6×d
C
同理可求出A、C两点的约束力。 进而可求其它杆件的内力
M
FP
C
0
F xB FP 2
无荷载作用，单杆为零杆
特殊结点
2 1 FN1 FN4 α≠0 FN2 FN3
α α
FN1 K结点 FN2
无荷载作用，且α≠0， FN1=FN2 FN3=FN4
无荷载作用，α≠0 FN1=-FN2
例
求桁架各杆的轴力 D
C
7
10
4
1 C
8
5 9 11 6
2
A B
3
A
B
6.3
例 求指定杆轴力
Ⅰ
截面法
2 求轴力 Ⅰ-Ⅰ截面 D a B 3FP /4 A 5FP /4 FP FN1 C
结点3
3
Fy13
1 80
Fx13
F N 13 80
5 4
60
100
FN35 Fx34 F
F x 34 40
3 4
5 4
30
N 34
50
FN12
F N 12 F x 13 0
F N 12 60
80 40 Fy34
FN 35 3 0 6 0 0 FN 35 9 0
F N 1 3 2 FP 4
FP
Ⅱ
FP
A a 5FP /4 解
1
钢结构空间钢管桁架结构简介
钢结构空间钢管桁架结构简介空间钢管桁架结构体系是大跨空间结构当中的有大一个重要成员。
郑州大学新校区体育馆由三组环向桁架、三组径向桁架和三组撑杆为主要构件组成，外环、外部径向桁架与中环构成结构核心的主要受力骨架，通过封闭外环的设计，使其形成一个受拉的环箍，限制了外部径向预应力桁架滑动支座端的径向位移，从而减小了整个径向结构的竖向挠度，在此满足规范要求的同时，使结构用钢量达到最佳经济指标。
该屋盖平面的投影为轴对称的花瓣形，在半径约7m和15m及外围处设置三道封闭的环桁架，沿径向设置24道空间桁架，并以环桁架为分界沿转轴修整方向错开布置，径向桁架被划分为外、中、内三部分。
整个结构外观简洁，轻逸，受力合理，传力直观，整体性能好。
对它进行探索有助于了解结构性能，指导设计施工，并为并不相同结构的应用提供结构依据。
1管桁架结构概述近年来，钢管结构不仅在海洋工程、桥梁工程中得到了广泛应用，而且在工业及民用建筑中的应用日益愈来愈广泛，结构在我国建筑结构中的应用也越来越多，如宝钢三期工程中采用方管桁架，吉林滑冰练习馆、齐齐哈尔冰雪展览馆、上海“东方明珠”电视塔微观和长春南岭万人体育馆均采用方钢管作为主要结构构件，广州体育馆屋盖采用了方钢管和圆钢管，上海虹口体育场采用圆钢管作为屋面承力体系，成都双流机场屋盖采用了圆钢管作为主要受力构件。
在公共建筑领域，钢管结构中独特的结构形式层出不穷，如悉尼水上运动中心，美国迦登格罗芙水晶钟楼；单层大的空间建筑领域，除了在超级市场、货栈和仓库中继续广泛应用外，还出现了一些超大型结构，如澳洲章楦机场机库，大阪国际机场候机厅；另外还有轻型大跨结构，如人行天桥和起重机结构；其他特殊用途的结构，如固定式桅杆和航天发射架等。
2001年建成的建筑面积7250的北京植物园展览温室采用是国内首次采用相贯节点的切线钢管桁架结构。
钢结构用材为16Mn，钢管最大规格为299mmx12mm，钢结构总吨位720t。
管桁架结构-3-2
4)吊装验算 吊装验算一般将管桁架CAD模型导入MIDAS、 SAP2000或3D3S等软件进行验算，某管桁架吊装验算 如图3.77所示。
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项目3 钢管桁架的施工安装
• 4)支承架验算 • 支承架可采用脚手架钢管搭设、使用角钢焊接塔架或使用 塔吊标准节。
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待桁架梁弦杆与下部结构相贯节点达到设计标高后。 先将桁架梁弦杆与下部结构点焊连接，待两端标高及整 榀桁架垂直度等空间位置确定后。进行焊接固定。再安 装连接桁架梁之间支撑桁架杆件，所有构件安装焊接完 成后对吊点进行卸载，并缓缓摘钩。
焊接方法 焊接顺序
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项目3 钢管桁架的施工安装
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吊装第一步：把环桁架单元在地面上拼装成整体，采用履 带吊吊装到安装位置处，同时在桁架的下弦球位置处设置临 时支撑点，待环桁架定位稳定后，采用汽车吊把环桁架的斜 杆补上，并焊接牢固。
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第二步
第三步
第四步
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3.3.2.1管桁架主结构安装 1、管桁架吊装施工 1)吊装设备选用 管桁架吊装一般至少选择1台履带吊和一台汽车配合进 行管桁架地面拼装、设备转运及吊装主桁架。吊装设 备额定起重量要综合考虑施工现场具体条件、吊装半 径、管桁架自重和吊装位置具体选定。
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《钢结构工程施工》教学课件
学习单元3 管桁架结构工程施工
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管桁架结构-3-1
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调整块 限位块
调节装置
限位块 牛腿 胎架
钢柱
平台
(c)胎架详图
调节螺杆 可调支座
胎架立柱
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• 管桁架拼装胎架主承重杆件截面形式和截面大小 要根据所需拼装的管桁架自重确定。对于自重大的管 桁架结构主承重杆件可采用H型钢截面，对于自重小的 可采用角钢截面，其余杆件采用角钢即可满足要求。 • 胎架的设计和布置根据主拱架的分段情况和分段点的 位置来确定,胎架设计时要考虑桁架分段处的上下弦杆 的接口及腹杆的拼装，在断开面中间设置空挡，以留 出焊接空间，在对接口下面焊接时，焊工可从胎架侧 面进入胎架顶部第一层平台，施焊胎架的下弦支撑采 用H型钢，两端搁置在型钢柱的牛腿上，吊装时将此H 型钢取下，以免影响桁架的吊装。
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步骤1：拼接上弦杆
步骤2：拼接下弦杆
步骤3：拼接上下弦之间腹杆，完成该段拼装
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3.3.1.1拼装胎架设计和安装 1、胎架设计 拼装场地整平压实后上铺钢板形成一刚性平台，上部胎 架固定在钢板上。为了保证主桁架的拼装精度以及主桁 架在拼装完成后便于起吊等因素，牛腿的上端搁置一个 限位块和可调节高度及水平度的调节装置。
主桁架
拼装胎架
拼装平台
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《钢结构工程施工》教学课件
学习单元3 管桁架结构工程施工
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• 回顾： • 1.铸钢件铸造工艺流程 • 2.成品检验、管理、包装、运输和堆放注意 问题
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《桁架结构》PPT课件
屋架、无斜腹杆屋架或刚接屋架、立体屋 架等。
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一、木屋架
建 筑
常用的木屋架是方木或原木齿连接的豪式木屋架，一 般分为三角形（图a）和梯形（图b）两种，大多在工 地上用手工制作。
结
豪式木屋架的节间长度控制在2～3m的范围内为宜，一
构 选
般为4～8节间，适用跨度为12～18m。当屋架跨度不大 时，上弦杆可用整根木料，当屋架跨度较大，上弦杆 需做接头时，四接头位置应尽量靠近节点，避免承受
外形而定，对于三角形屋架，其跨度一般
为12～18m，对于梯形、折线形等多边形
屋架，其跨度可为18～24m。
17
三、钢屋架
建
钢屋架的形式主要有三角形屋架、梯形屋架、矩形（
筑
平行弦）屋架等，为改善上弦杆的受力情况，常采用再
结
分式腹杆的形式，如图3-9b所示。 三角形屋架一般用于屋面坡度较大的屋盖结构中，当
计算中均将桁架结构节点按铰接处理。
9
建
筑
结
构
选
a)
型
b)
c)
图为桁架结构的节点 a）木桁架节点；b）钢桁架节点；c）钢筋混凝土桁架节点
10
将节点间化成铰接点后，为保证各杆仅承受轴力，
建
还必须满足假定3的要求，即桁架结构仅受到节点荷
筑
载的作用。对于桁架上直接搁置的屋面板的结构，当
结
屋面板的宽度和桁架上弦的节间长度不等时，上弦将 受到节间荷载的作用并产生弯矩；或对下弦承受吊顶
选 梁和一根拉杆组成，斜梁有平面桁架式和空间桁架式两种，
型
如图所示，拉杆可用于圆钢或角钢。这种屋架的特点是杆 件受力合理，斜梁腹杆短，取材方便，经济效果好。三角
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
管桁架结构-3-4
氩弧焊焊接要领：运条要稳，送风要匀，运条速度与送 风大小要匹配。不锈钢焊接受热时很易产生较大变形， 尽量减小其焊接变形；焊缝外观：焊波均匀、焊缝光滑 流畅、焊缝宽度适宜、无焊瘤、无咬边；焊缝内在质量： 无夹渣、无裂纹、无气孔。不锈钢天沟焊缝防水是工程 屋面防水的关键，因此应加强对焊缝质量的控制。焊接 完成后需自行进行煤油抗渗试验，检验合格后方可盖屋 面板。 4、吊顶系统安装 1）吊顶放线定位 吊顶放线定位是吊顶层施工的第一步，是非常重要的环 节，直接影响到吊顶层的安装质量和外观效果。具体操 作步骤如下：
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2）檁条安装 主檩条一般采用C型钢、Z型钢或方通钢檩条，主檩条垂 直于桁架，水平间距一般为1500mm。屋面檩条是屋面 板及面板固定支座和吊顶系统的支撑构件，通过檩托和 屋面主钢结构檩条（主桁架上弦管）连接。因屋面檩条 的安装误差会严重影响屋面和吊顶板的安装，因此需要 严格控制好屋面檩条的安装精度。在复核好的主钢结构 檩托上放出屋面檩条的安装边线，再将檩条对线安装。 檩托安装时横向既沿檩条方向与地面垂直，纵向与主钢 结构檩条方向的曲面法线垂直。檩托焊接要满足设计要 求，成型美观无夹渣、气孔、焊瘤、裂纹等缺陷，焊接 完成要及时进行焊缝清理和防腐处理。檩条安装时要特 别注重标高位置，横向要在同一平面上且在同一直线上， 纵向与主钢结构在同一曲面上并达到设计安装要求。上ຫໍສະໝຸດ 10时7分建筑工程技术学院
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1、屋面定位放线 屋面放线定位是屋面系统施工的第一步，是非常重要的环 节，直接影响到屋面系统的安装质量和外观效果。 具体操作步骤如下： 1）明确屋面系统施工边界，按照设计图纸进行屋面边界 尺寸定位，同时参照屋面收边节点，确定屋面板的实际铺 设区域。确定屋面板布置区域后，进行屋面板布置放线。 2）建立测量基准点，在桁 架上四周天沟位置两端建立 控制节点，分别拉钢丝通线 放出各控制线，在桁架上弦 杆顶面分线、划出各檩托的 实际安装尺寸，如图3.101 所示：
桁架结构PPT课件
7.3.6 钢筋混凝土-钢组合屋架
➢ 为了合理地发挥材料的作用，屋架的上弦和受压腹杆可 采用钢筋混凝土杆件，下弦及受拉腹杆可采用钢拉杆， 这种屋架称为钢筋混凝土-钢组合屋架。
➢ 常用的组合屋架有折线形组合屋架、下撑式五角形组合 屋架以及三铰组合屋架、两铰组合屋架等。
•34
7.3.7 板状屋架
➢ 板状屋架是将屋面板与屋架合二为一的结构体系。屋架 的上弦采用钢筋混凝土屋面板，下弦和腹杆可采用钢筋， 也可采用型钢制作。屋面板可选用普通混凝土，也可选 用加气或陶粒等轻质混凝土制作。屋面板与屋架共同工 作，屋盖结构传力简捷、整体性好，减少了屋盖构件， 节省钢材和水泥，结构自重轻，经济指标较好。
➢ 1、屋架的节间大小均匀，屋架的杆件内力突变不大， 比较均匀。
➢ 2、这种型式屋架的腹杆长度与杆件内力的变化相一致， 两者协调而不矛盾。
➢ 3、木屋架的节点采用齿联结。这种屋架节点上相交的 杆件不多，为齿联结提供了可能性。
•17
➢
豪式木屋架的适用跨度为9～21m，最经济跨度
为9～15m。豪式木屋架的节间数目主要考虑节间长度要
➢
➢ 式中 N y 力；
Ny V0
－斜腹杆的竖向分力和竖腹杆的轴
➢
V －简支梁相应于屋架节间的剪力。
•10
•11
•12
•13
•14
➢ 桁架杆件内力与桁架形式的关系如下： ➢ ①平行弦桁架的杆件内力是不均匀的，弦杆内
力是两端小而向中间逐渐增大，腹杆内力由中 间向两端增大； ➢ ②三角形桁架的杆件内力分布也是不均匀的， 弦杆的内力是由中间向两端逐渐增大，腹杆内 力由两端向中间逐渐增大； ➢ ③折线形桁架的杆件内力分布大致均匀，从力 学角度看，它是比较好的屋架形式，因为它的 形状与同跨度同荷载的简支梁的弯矩图形相似， 其形状符合内力变化的规律，比较经济。
3d3s三角管桁架的结构
3d3s三角管桁架的结构管桁架结构方案确定原则：1、结构形式和材料选择：结构工程师不能自以为是、一意孤行、自作主张，一定要跟甲方、建筑工程师、设备工程师详尽沟通后再统筹权衡结构形式，同时结构工程师可以建议结构形式，再由甲方和建筑师确定结构形式。
2、建筑专业控制尺寸的退让：因建筑造型控制需要，我们先要确定建筑专业维护材料总的厚度、檩条或龙骨的高度都是控制指标。
上下弦杆的高度、上下弦杆的截面尺寸根据《钢结构设计标准》GB50017-2017和《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010 限值确定：⑴立体桁架上下弦杆的高度可取跨度的1/12～1/16确定；立体拱架的拱架厚度可取1/20～1/30确定，矢高可取跨度的1/3～1/6确定；张弦立体拱架的拱架厚度可取跨度的1/30～1/50，结构矢高可取跨度的1/7～1/10，其中拱架矢高可取跨度的1/14～1/18，张弦的垂度可取跨度的1/12～1/30。
⑴设备专业设备放置位置和设备重量、管线走向、吊挂设备、建筑师对室内净空要求和检修马道位置都需要统筹权衡确定。
⑴管桁架上下弦杆、腹杆截面根据杆件的节点长度与截面高度（或直径）之比不小于12（主管）和24（支管）的原则确定。
3、支座形式、支座高度，跟下部砼结构的协同配合，支座采用刚接、铰接、滑移、球铰、盆式支座、双向弹性位移支座等形式，砼柱顶部的标高、弹性刚度都要综合权衡评判。
支座这块中铁二院的徐起老师会有专题课程，我在这里只做概括性提及。
4、恒荷载的取值：除管桁架自重外的檩条或龙骨、屋面板系统、设备自重、设备管线、马道的自重、下弦的吊挂等荷载一并计入管桁架结构自重以外的恒载。
7、温度荷载取值：温度荷载规范很笼统，是需要专项研究的一个课题。
钢结构对温度变化比较敏感，宜考虑施工阶段和使用阶段温度作用的影响。
简单做法就是项目所在地的年平均基本温度、最高温度、最低温度来确定合理的合龙温度区间。
现在的钢结构设计都要求做防火设计计算，温度荷载也是防火设计需要的基础参数。
管桁架结构名词解释
管桁架结构名词解释管桁架结构是一种由钢管和桁架组成的结构形式，广泛应用于各种建筑和桥梁工程中。
以下是关于管桁架结构的名词解释：1.钢管：管桁架结构中的主要材料是钢管，通常采用具有高强度、轻质、耐腐蚀等特性的钢材制成。
钢管不仅作为结构材料，还充当施工过程中的临时支撑。
2.桁架：桁架是管桁架结构中的主要受力部件，通常由两榀或两榀以上的三角形或四边形构成。
桁架的杆件通常是钢管，通过节点与节点连接而成。
3.节点：节点是管桁架结构中的关键部位，通常采用高强度螺栓或焊接方式连接钢管和桁架。
节点的设计应考虑受力、构造和施工等因素，以确保结构的安全性和稳定性。
4.主拱：主拱是管桁架结构中的主要受力构件，通常设计成空间曲线形状，如圆弧形、悬链线形等。
主拱的设计需经过精确计算，以确保其具有足够的强度和稳定性。
5.侧向支撑：侧向支撑是管桁架结构中的重要组成部分，用于抵抗侧向力并增加结构的稳定性。
侧向支撑通常采用钢拉杆、钢支撑等构件，与主拱和桁架相连接。
6.高度、跨度：高度和跨度是管桁架结构中的两个重要参数。
高度指结构在垂直方向上的尺寸，而跨度指结构在水平方向上的尺寸。
高度和跨度的选择取决于结构的用途、功能和设计要求。
7.平面外稳定：管桁架结构在承受载荷的过程中，需要保持其整体稳定性，即平面外稳定。
平面外稳定主要受到重力、风载、地震等外部因素的影响，需要通过设计合理的支撑体系和使用高强度材料等措施来确保结构的稳定性。
8.施工方法：管桁架结构的施工方法包括工厂制作和现场安装两个阶段。
在工厂制作阶段，需要根据设计要求进行精确下料、弯管、焊接和组装等工序，确保钢管和桁架的几何尺寸和组装精度。
在现场安装阶段，需要按照设计要求进行钢管和桁架的连接、固定和调试等工作，确保结构的整体稳定性和安全性。
9.应用范围：管桁架结构因其具有结构轻盈、构造简单、安装方便等优点，被广泛应用于各类建筑和桥梁工程中，如体育场馆、会展中心、机场航站楼、高速公路桥梁等。
桁架结构 ppt课件
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（三）屋架结构的布置 1、屋架的跨度 一般以3m为模数。 我国制订了相应的标准图集可拱查用。 2、屋架的间距 等间距平行排列，与房屋纵向柱列的间距一致，屋架直接搁置 在柱顶。常见的有：6m、7.5m、9m、12m等。
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3、屋架的支座 支座标高由建筑外形的要求确定，在同层中屋架的支座取
建筑中被广泛应用。
三角形屋架：力学性能较差，适用于中小跨度。
矩形屋架：力学性能较差，用作托架或荷载较特殊情况下使用。
2、屋面防水构造
三角形、陡坡梯形屋架：屋面材料采用粘土瓦、机制平瓦或水泥
瓦。
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拱形、折线形屋架：采用卷材防水、金属薄板材料。
3、材料耐久性
木材、钢材：易腐蚀，维修费用高，不宜用于有侵蚀性的工业厂
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第二节 桁架的特点和形式
（一）、桁架结构的组成 桁架多应用于受弯构件，在外荷载的作用下，简支桁架
所产生的弯矩图和剪力图都与简支梁式的情况相似。但桁架 结构具有与简支梁完全不同的受力性能。
简支梁在竖向均布荷载作用下，沿梁轴线的弯矩和剪力 的分布和截面内的正应力和剪应力的分布都极不均匀。
桁架的上弦受压、下弦受拉，由此形成力偶来平衡外荷
侧向刚度小，对于钢屋架特别明显，受压的上弦平面外稳定 性差，也难以抵抗房屋纵向的侧向力，需要设置支撑。一般 房屋纵向的侧向力并不大，但支撑很多，都按构造（长细比） 要求确定截面，故耗钢量不少但未能材尽其用。
它在历史上出现很早，公元前500年罗马人就在多瑙河上修 建了桁架桥梁；后来迅速成为普遍的结构形式应用于土木工 程大跨度的结构中，在房屋建筑中尤其得到广泛推广。
2、两铰或三铰组合屋架
第2章 桁架结构
• 为了合理地发挥材料的作用，屋架的上弦和受压腹杆可采用钢 筋混凝土杆件，下弦及受拉腹杆可采用钢拉杆，这种屋架称为 钢筋混凝土-钢组合屋架。
• 常用的组合屋架有折线形屋架（12～18m）、三铰屋架、两铰屋架 等。桥式屋架是将屋面板与屋架合二为一的结构体系。
2.3 屋架结构的选型与布置
❖ 2.3.4 屋架结构的支撑
• 包括设置在屋架之间的垂直支撑、水平系杆以及设置在上下弦 平面内的横向支撑和通常设置在下弦平面内的纵向水平支撑。
• 垂直支撑和水平系杆是为了保证侧向稳定性。
• 上弦横向支撑为了增强屋盖的整体性和屋架上弦的侧向稳定性。
• 下弦纵向水平支撑是为了增强屋盖的空间刚度，增强排架的 空间工作性能。
❖ 2.3.1 屋架结构的几何尺寸：矢高、坡度、节间距
• 1、矢高：直接影响结构的刚度与经济指标。一般矢高可取跨 度的1/10-1/5。
• 2、坡度：上弦坡度的确定应与屋面防水构造相适应。瓦类屋面时, 一般不小于1/3。大型屋面板做卷材防水时, 一般为1/8-l/12。
• 3、节间距：屋架节间长度的大小与屋架的结构型式、材料及荷载 有关。一般上弦受压,节间长度应小些,下弦受拉,节间长度可大些。
• 抛物线形（折线形）桁架的杆件 内力较为均匀，其外形与简支梁 弯矩图相似，受力较为合理，结 构形式较为理想，故经济性较好。
❖ 2.1.3 桁架外形与内力的关系
• 斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号 (拉或压)有直接关系。 • 矩形（梯形）桁架斜腹杆外倾受拉,内倾受压,竖腹杆受力方向与斜
腹杆相反。 • 三角形桁架斜腹杆外倾受压,内倾受拉,而竖腹杆则总是受拉。
• 设计上通常的规定是：跨度6～9m时，采用四节间；跨度9～12m 时，采用六节间；跨度12～15m时，采用八节间。
管桁架结构的设计要点
管桁架结构的设计要点最近几年来，随着我国钢铁产量的不断增加，钢结构以其自身的优势，在建筑中所占的比例愈来愈大，钢管结构也取得较大的冲破。
钢管结构的最大优势是能将人们对建筑物的功能要求、感观要求和经济效益要求完美地结合在一路，因此如何做好钢管结构中管桁架结构的设计就尤其重要。
管桁架结构的受力特点管桁架，是指用圆杆件在端部彼此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)钢桁架相较，管桁架结构截面材料绕中和轴较均匀散布，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、结构稳固性好、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。
弦杆轴力的要紧阻碍因素是截面的高度，而竖面斜腹杆轴力的要紧阻碍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，可是若是受到明显的扭矩作用的话，必需考虑适当加大其截面尺寸。
管桁架结构的结构计算设计大体规定。
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(一样以为不小于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(一样取1/500)。
现在杆件内力转变“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太短向跨度的1/250，悬挑不宜超过跨度1/125。
关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。
一样情形下，按强度操纵面而选用的杆件可不能因为各类缘故的刚度要求而加大截面。
一样计算原那么。
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，并应依照具体情形，对地震、温度转变、支座沉降及施工安装荷载等作用下的位移、内力进行计算。
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。
三项管桁架钢结构屋盖施工工法
三项管桁架钢结构屋盖施工工法
一、主桁管：
主桁管是承受屋盖重量的主要承力构件，其材质常常选用Q345B无缝
钢管或矩形钢管。
主桁管需要经过剪切、钻孔和焊接等工艺加工，以达到
设计要求。
在施工过程中，主桁管的拼装需要确保其连接点的位置准确，
使各个节点形成结构稳定的刚性铰链。
二、次桁管：
次桁管位于主桁管之间，起到增加桁架屋盖刚度和强度的作用。
次桁
管与主桁管的连接方式可以采用螺栓连接或电焊连接。
次桁管的厚度一般
与主桁管相同，但长度通常要短。
在施工过程中，次桁管需要精确加工，
并与主桁管连接牢固。
三、斜撑管：
斜撑管位于主桁管和次桁管之间，用于增加屋盖的稳定性和承载能力。
斜撑管一般采用无缝钢管或焊接管进行制造。
斜撑管的角度通常为45度，但具体的角度根据设计要求和实际情况进行调整。
在施工过程中，斜撑管
需要进行预加工和焊接，确保其连接牢固和稳定。
在三项管桁架钢结构屋盖施工中，首先需要进行预制加工。
将主桁管、次桁管和斜撑管按照设计要求进行剪切、钻孔和焊接等工艺加工。
然后，
按照设计图纸和布置要求，将各个桁架管件进行组装，并使用螺栓或焊接
进行连接。
最后，进行检查和调整，确保各个连接点的位置准确和牢固。
总结起来，三项管桁架钢结构屋盖施工工法是一种比较常用的结构体系，其特点是结构稳定、强度高、重量轻。
在施工过程中，需要对各个管
件进行精确加工和连接，以确保桁架的稳定性和安全性。
同时，施工人员还需要注意施工过程中的安全问题，采取相应的安全措施，确保施工人员和设备的安全。
管桁架结构案例
管桁架结构案例管桁架结构是一种常用于建筑物和桥梁等工程中的结构形式。
它由管材和连接节点组成，能够承受较大的荷载并保持结构的稳定性。
下面列举了十个关于管桁架结构的案例，以展示其在不同领域的应用和优势。
1. 桥梁结构：管桁架结构广泛应用于桥梁建设中。
例如，某座大型跨海桥梁采用了管桁架结构，通过合理的布置管材和连接节点，实现了桥梁的强度和刚度要求，同时降低了结构自重。
2. 体育场馆：一些大型体育场馆采用了管桁架结构来支撑屋顶和观众席。
这种结构形式能够提供较大的空间覆盖和开放感，同时减少了结构材料的使用量。
3. 天桥：城市中常见的天桥也可以采用管桁架结构。
通过合理设计和施工，天桥能够承受行人和自行车等荷载，同时保持结构的稳定性和美观性。
4. 风力发电塔架：管桁架结构在风力发电行业中得到广泛应用。
风力发电塔架需要承受较大的侧向风荷载，而管桁架结构能够提供较高的刚度和稳定性，确保风力发电机组的安全运行。
5. 航天器发射塔架：管桁架结构在航天器发射场中起到了关键的支撑作用。
发射塔架需要承受巨大的荷载和冲击力，而管桁架结构能够提供足够的强度和稳定性，确保航天器的安全发射。
6. 建筑立面：一些建筑物的立面采用了管桁架结构，以实现结构的轻巧和透明感。
这种结构形式能够提供较大的开口面积和采光效果，同时增加了建筑物的美观性。
7. 展览馆：一些展览馆采用了管桁架结构，以提供较大的展厅空间和柔和的光线。
管桁架结构能够灵活布置管材和连接节点，满足展览馆内不同区域的功能需求。
8. 运动场：一些运动场地采用了管桁架结构来支撑看台和照明设备。
通过合理的管材布置和连接节点设计，运动场地能够满足观众席的承载要求，同时提供良好的观赛视野。
9. 临时搭建：管桁架结构适用于临时搭建的场景，如露天音乐会和户外展览会等。
由于管桁架结构具有可拆卸、易组装和重复使用的特点，因此能够满足这些活动的快速搭建和拆除需求。
10. 养殖场：一些养殖场采用了管桁架结构建造养殖棚。
第三章 桁架结构
第三章桁架结构第一节桁架结构的特点由简支梁发展成为桁架的过程――简支梁在均布荷载作用下，沿梁轴线弯曲，剪力的分布及截面正应力的分布（分为受压区和受拉区两个三角形）在中和轴处为零。
截面上下边缘处的正应力最大，随着跨度的增大，梁高增加。
根据正应力的分布特点，要节省材料，减轻自重，先形成工字型梁――继续挖空成空腹形式――最后，中间剩下几根截面很小的连杆时，就发展成为“桁架”。
由此可见，桁架是从梁式结构发展产生出来的。
桁架的实质是利用梁的截面几何特征的几何因素――构件截面的惯性矩I增大的同时，截面面积反而可以减小。
梁结构的梁高加大时，自重随之增加很多，桁架结构无此弊端。
Z在实际工作中，由于其自重轻，用料经济，易于构成各种外形适应不同的用途，桁架成为一种应用极广泛的形式，除经常用于屋盖结构外，（我们常说的屋架），还用于皮带运输机栈桥、塔架和桥梁等。
（如图示各种组合屋架、武汉长江大桥采用的桁架形式等）一．桁架结构计算的假定（基本特点）1．杆件与杆件之间相连接的节点均为铰接节点2．所有杆件的轴线都在同一平面内。
（这一平面称为桁架的中心平面）3．所有外力（包括荷载与支座反力）都作用在桁架的中心平面内，且集中作用在节点上实际桁架与上述假定是有差别的，尤其是节点铰接的假定。
例如：木桁架常常为榫接，它与铰接的假定是接近的。
而钢桁架有些杆件在节点处是连续的，腹杆采用的是节点板焊接或铆接，节点具有一定的刚性；混凝土节点构造往往采用刚性连接。
尽管如此，科学试验和工程实践均表明，上述不符合假定的因素对桁架影响很小，只要采取适当的构造措施，就能保证这些因素产生的应力对结构和杆件不会造成危害。
故桁架在计算中仍按“节点铰接”处理。
假定3 “集中力作用在节点上”是保证桁架各杆件仅承受轴向力的前提。
对于桁架上直接搁置屋面板或屋架下弦承受吊顶荷载时，当上下弦间有荷载作用时，则会使原来杆件的受力形式发生变化（纯压、纯拉变为压弯、拉弯构件），从而使得上、下弦截面尺寸变大，材料用料增加。
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④按滑移时外力作用方向可分为牵引法和顶推法两 类。牵引法即将钢丝绳绑扎于管桁架前方，用卷扬 机或手扳葫芦拉动钢丝绳，牵引管桁架前进，作用 点受拉力。顶推法即用千斤顶顶推管桁架后方，使 管桁架前进，作用点受压力。
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项目3 钢管桁架的施工安装
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3）高空滑移法适用范围 a.高空滑移法可用于矩形、多边形、梯形、圆形、环形 等建筑平面。 b.支承情况可为周边简支，或点支承与周边支承相结合 等情况。 c.当建筑平面为矩形时，滑轨可设在两边圈梁上，实行 两点牵引。 d.当跨度较大时，可在中间增设滑轨，实行三点或四点 牵引，这时管桁架不会因单榀受力导致挠度过大（需对 单榀管桁架进行自重作用下的强度、挠度和整体稳定进 行计算），但需保持各点牵引同步。另外，也可采取加 反梁办法解决。
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项目3 钢管桁架的施工安装
②滑道安装：由于滑道较长， 现场施工时需对滑道进行拼接， 拼焊采用剖口焊，焊接后需对 焊逢处用磨光机打磨平整，滑 道的节点一般可按图3.98所示 设置：
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项目3 钢管桁架的施工安装来自④牵引设备选择：可根据单个设备牵引力和设动滑轮组数 选择牵引用卷扬机或顶推用千斤顶。
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滑移安装管桁架结构工程施工实例见图。
1-天沟梁； 2-管桁架； 3-拖车架； 4-分段吊装 单元； 5-系杆；6-起重机吊钩； 7-牵引绳； 8-反力架； 9-牵引滑轮组； 10-卷扬机； 11 -脚手架； 12 -次桁架 图 3.96 滑移安装管桁架结构工程施工实例
⑤同步控制：管桁架滑移时同步控制的精度是滑移技术的 主要指标之一。当管桁架采用两点牵引滑移时，如不设 导向轮，滑移要求同步主要是为了不使管桁架滑出轨道。 如设置导向轮，牵引速度差(不同步值不大于50mm)应 以不使导向轮顶住导轨为准。当三点牵引时，除应满足 上述要求外，还要求不使管桁架增加太大的附加内力。 允许不同步值应通过验算确定，两点或两点以上牵引时 必须设置同步监测设施。
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项目3 钢管桁架的施工安装
• 4）管桁架滑移安装 • 管桁架滑移安装流程如图3.97所示。
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项目3 钢管桁架的施工安装
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4）管桁架滑移安装 ①滑道设计： 明确滑道在结构滑移中起承重导向和横向限制滑板水平 位移的作用和滑道布置位置； 由于钢结构自重大，水平滑移距离长，并存在一定的水 平推力，滑道需经计算确定其截面，可采用焊接H型钢 或箱形截面梁； 滑道采用型钢，滑道下表面的标高和柱顶的埋件上表面 相平，滑道上涂布润滑油（滑动法滑移）；滑道于柱顶 埋件临时焊接固定，因滑道的跨度较大，且其承重量大， 若不采取一定的措施，其截面需要很大才能满足要求， 为了更经济且保证安全的角度宜在滑道钢梁两侧设支撑， 支撑于下部结构。
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项目3 钢管桁架的施工安装
• e.高空滑移法适用于狭窄现场、山区等处施工，也适用于 跨越施工，如车间屋盖的更换，轧钢厂、机械厂等厂房内 设备基础、设备与屋面结构平行施工。 • f. 第一榀管桁架高空滑移时由于无侧向支撑，桁架中心铅 垂面面外侧向稳定差，需设置辅助侧向支撑杆件和多道缆 风绳。另由于第一榀管桁架自重轻，往往滑车组省力系数 取得小（钢丝出股数少），导致滑移速度不易控制，现场 施工时应求慢求稳，统一指挥，防止因滑移速度过快引起 管桁架震动使结构承受动荷载作用和稳定性差引起的严重 工程事故。
《钢结构工程施工》教学课件
学习单元3 管桁架结构工程施工
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回顾： 管桁架吊装时吊装机械如何选择？ 吊点如何选择？ 管桁架吊装如何实施？
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项目3 钢管桁架的施工安装
• 2、滑移法安装管桁架
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1）高空滑移法分类 ①按滑移方式可分为：单条滑移， 即将管桁架按榀分别从一端滑移 到另一端就位安装，各条之间分 别在高空用次桁架和系杆再行连 接，即逐榀滑移，逐榀连成整体； 逐榀累积滑移法，即先将各榀管 桁架单元滑移一段距离(这一段 距离能连接上第二榀管桁架的宽 度即可)，连接好第二榀管桁架 后，两榀管桁架一起再滑移一段 距离(宽度同上)，再连接第三榀， 三榀又一起滑移一段距离，如此 循环操作直到接上最后一榀管桁 架为止。
• 2）高空滑移法特点 • ①管桁架安装是在土建完成框架、圈梁以后进行的，而且 管桁架是架空作业的，对建筑物内部施工没有影响，管桁 架安装与下部土建施工可以平行立体作业，大大加快了进 度。 • ②高空滑移法对起重设备、牵引设备要求不高，可用小型 起重机或卷扬机，而且只需搭设局部拼装支撑架。如果建 筑物端部有平台，可不搭设脚手架。 • ③采用单榀滑移法时，摩擦阻力较小，如再加上滚轮跨度 小时，用人力撬棍即可撬动前进。当用逐条积累滑移法时， 牵引力逐渐加大，即使为滑动摩擦方式，也只需用小型卷 扬机即可。因为管桁架滑移时速度不能过快(≤0.5m/min)， 一般均需通过滑轮组变速。
(a)滑动式滑移 (b)滚动式滑移 图 3.94 管桁架按摩擦方式分类
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③按滑移坡度可分为水平滑移、下坡滑移、上坡滑移和 旋转滑移三类。 当建筑平面为矩形时，可采用水平滑移或下坡滑移(下 坡滑移可省动力)； 当建筑平面为梯形时（如图1.3所示），短边高、长边 低、上弦节点支承式管桁架，则可采用上坡滑移； 当建筑平面为圆形或环形时，可采用旋转滑移。
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项目3 钢管桁架的施工安装
• ②按摩擦方式可分为滚动式和滑动式两类，如图3.94所示。 滚动式滑移即管桁架装上滚轮，管桁架滑移时是通过滚轮 与滑轨的滚动摩擦方式进行的。滑动式滑移即管桁架支座 直接搁置在滑轨上，管桁架滑移时是通过支座底板与滑轨 的滑动摩擦方式进行的。