平面钢桁架设计
钢桁架结构cad设计详图
钢桁架设计
第四讲钢桁架设计1、钢桁架的实际应用钢屋架常见形式钢结构连廊、通廊等常见形式2、桁架设计一般规定或经验A：桁架的形式应根据建筑的要求，综合考虑屋面材料、天窗、檩条、支撑布置以及屋架与柱时铰接或刚接等因素最终确定外形尺寸和腹杆体系。
B：桁架的腹杆体系。
应使结构受力合理、节点构造简单统一。
腹杆数量少而总长度短，宜使长腹杆收拉，短腹杆受压，弦杆不产生局部弯矩。
斜腹杆与弦杆的交角宜在35~55度。
C：常见腹杆体系有人字式、单斜式以及减小上弦的节间长度而增加的再分式腹杆体系。
人字式在屋架中应用最广泛，再分式桁架体系较加密主腹杆的结构方案更省钢材。
D：桁架节间的设置应结合建筑或工艺需求，设备吊挂等设置，并应使荷载尽量作用在节点上。
E：对于跨度较大的桁架，当变形超限时可以采用起拱解决。
起拱值可取1/500,或者将恒载作用下挠度起拱。
F：跨度小于或等于12 m 的桁架，可以不分段；跨度大于12 m 但小于20 m 时，可以分成两段；大于等于20 m 时，可以分成多段，但每段长度均不宜超过12m；拼接接头宜位于廊身跨度的1/3处；G：当桁架节间数为奇数时，中央节间宜布置交叉腹杆。
3、桁架计算时的基本力学假定A：桁架所有杆件的轴线都在一个平面内且相交于一点。
杆件轴线按照下列规定确定，此时可不考虑偏心的影响。
当用螺栓连接时，以靠近截面形心轴的准线为轴线；当采用焊缝连接时，对角钢可取角钢背至截面形心轴的距离为5mm的整数倍（即5mm的模数）。
当弦杆截面在节点处有改变时，以受力较大的杆件重心线为轴线，不同截面的轴心线偏移距离在不超过较大弦杆截面高度的5%时，可不考虑此偏心的影响。
B：各节点均为铰接，但在桁架平面内，当截面高度与几何长度（节点中心距离）之比大于1/10或大于1/15(腹杆)时，应考虑节点刚性产生的次弯矩。
（一般取应力增大系数1.15~1.20）。
C：计算时，将荷载先作用在节点上，并按此计算出各杆件的内力。
对弦杆的节间荷载（最好不要这样，计算长度选取会出现不可靠），可假定弦杆为支撑于铰接节点的连续梁按下述近似方法计算局部弯矩。
钢桁架结构设计规范
钢桁架结构设计规范本文档旨在提供钢桁架结构设计的规范指南，以确保设计符合相关的标准和要求。
1. 设计准则钢桁架结构的设计应遵循以下准则：- 结构安全性：设计应满足结构强度和稳定性的要求，以确保结构在正常工作条件下的安全性。
- 建筑规范：设计应符合国家和地区的建筑规范和标准。
- 美学要求：设计应考虑到结构的美观性和与周围环境的协调性。
- 施工可行性：设计应考虑到施工的可行性和效率，以确保结构能够顺利建造。
- 维护和检修：设计应考虑到结构的维护和检修需求，以确保结构的可持续性和耐久性。
2. 材料选择钢桁架结构的材料选择应考虑以下因素：- 强度和刚度：材料应具有足够的强度和刚度来承受结构的荷载。
- 耐腐蚀性：材料应具有良好的耐腐蚀性，以保证结构长期使用的稳定性。
- 可焊接性：材料应具有良好的可焊接性，以便于施工和连接。
- 成本效益：材料应尽可能以成本效益的方式选择，以确保项目的经济可行性。
3. 结构设计钢桁架结构的设计应考虑以下要点：- 桁架形式：选择合适的桁架形式，如平行弦桁架、曲弦桁架等。
- 节点连接：合理设计节点连接，确保连接的刚性和可靠性。
- 荷载计算：根据具体的使用需求和结构要求，进行荷载计算，以确定结构的荷载分布和强度要求。
- 震动和风荷载：考虑结构在地震和风荷载下的响应和稳定性，进行相应的设计。
- 施工阶段：考虑结构在施工阶段的临时支撑和拆除，确保施工安全和结构稳定。
4. 施工和监督钢桁架结构的施工和监督应遵循以下原则：- 合理施工顺序：制定合理的施工计划和顺序，确保施工的有效性和安全性。
- 施工质量控制：采取必要的措施和方法，确保结构的质量符合设计要求。
- 施工监督：进行有效的施工监督，及时发现和解决施工中的问题和难题。
- 合格验收：进行结构的合格验收，确保结构的安全和稳定性。
本文档提供了钢桁架结构设计的基本规范，但并不详尽涵盖所有细节。
设计人员应根据具体项目的要求和特点，进行详细的设计和分析，并参考相关的建筑规范和标准。
钢管桁架工程设计方案范本
钢管桁架工程设计方案范本项目概述钢管桁架是一种结构稳定、承载能力强、施工方便的钢结构工程，广泛应用于工业厂房、体育馆、航空航天设施等领域。
本文将针对一座工业厂房的钢管桁架工程进行设计，包括结构形式、材料选取、计算和施工等方面。
设计依据本设计方案遵循《建筑钢结构设计规范》（GB 50017-2017）以及相关建筑材料和工程施工的技术标准。
同时，考虑到实际工程情况，会根据地质、气候、使用要求等因素进行适当的调整和改进。
设计标准1. 《建筑钢结构设计规范》（GB 50017-2017）2. 《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）3. 《建筑受力分析规范》（GB 50011-2010）结构形式及荷载分析本工程采用钢管桁架结构形式，桁架主要由直径为Φ89mm，壁厚为6mm的焊接钢管构成。
根据建筑荷载规范和实际工程要求，进行了荷载分析，包括静载荷和动载荷。
1. 静载荷：包括建筑自重、设备、冰雪、风荷载等。
2. 动载荷：主要针对工业厂房所处的地震作用进行分析并考虑。
结构设计1. 桁架结构设计根据实际荷载和现场条件，对桁架结构进行设计和优化。
采用有限元分析方法，结合应力、变形等指标，对桁架节点及连杆进行合理布局和尺寸设计。
2. 桁架节点设计桁架节点采用钢板连接，焊接节点对焊接电流、速度以及焊缝等参数进行详细的计算和检验。
同时，在设计过程中考虑到了焊接热变形、残余应力等方面的影响，并采用相应的措施进行补偿和修正。
3. 防腐设计由于工业厂房环境较为恶劣，对桁架结构进行了防腐设计。
防腐方式主要包括热浸镀锌和喷涂防腐漆等，确保桁架结构能够在长期使用中不受腐蚀影响。
材料选取1. 钢管材料采用焊接钢管作为桁架的主要材料，其具有高强度、耐腐蚀等优点，能够满足工程的安全要求。
同时，通过对钢管的焊接工艺和焊接材料进行合理选择，确保焊接接头牢固可靠。
2. 连接件连接件采用高强度螺栓和焊接方式，确保其与钢管的连接牢固可靠。
钢屋盖设计中的桁架和网架设计要点
设计60中国建筑金属结构钢屋盖设计中的桁架和网架设计要点陈卓【摘要】随着建筑设计中对空间和跨度要求越来越高，钢屋盖的应用越来越普遍，常见的结构形式有平面桁架和空间网架,本文针对钢屋盖设计中的桁架和网架设计要点进行了分析和探讨。
【关键词】桁架结构；网架结构；支座；用钢量1.结构选型常规钢屋盖跨度为30m~60m之间。
一般结构形式为钢网架、钢桁架等。
屋盖结构形式的确定因素，主要是建筑的形状和规则性。
当建筑造型规则性较好时，可以选用钢桁架。
而建筑造型相对复杂时，可以选用钢网架。
桁架结构屋架形式一般有三种：平行弦式，梯形式，三角形式。
各种屋架形式有其适用情况。
无论选用哪种桁架形式，主要原则是：（1）满足建筑功能，主要是净空和排水坡度及造型要求；（2）施工方便，应适当减少杆件和节点的数量和种类；（3）受力合理，使得桁架造型与弯矩图接近。
网架屋架形式也有三种：由四角锥体系组成的正放四角锥网架等，由交叉桁架体系组成的两向正交正放网架，由三角锥体系组成的三角锥网架。
选择的主要原则是平面形状：（1）当平面为圆形，正六边形及近似正六边形时，可选用三角锥体系；（2）当平面为矩形时，边长比大于1.5以上，导荷方式趋于单向受力，宜选用两向正交正放网架；边长比小于1.5时，导荷方式趋于双向受力，宜选用正放四角锥体系[1]。
2.结构尺寸屋架尺寸是屋盖设计中的重要内容，直接决定美观度和经济性。
一般是根据屋架确定的选型，结合经验确定端部尺寸，由屋面坡度和屋面建筑做法（荷载）确定屋架跨中高度，最后综合确定。
3.支座节点支座节点是整个结构中的重要部位，是连接屋盖结构与下部支承结构的纽带。
从概念上讲，受力明确、传力简捷、安全可靠是基本要求，从经济性上讲，构造简单，安装方便。
支座落位于钢筋混凝土柱或砖柱上时，通常设计为铰接。
支座构造包括锚栓、支座底板、节点板、加劲肋等部件，见图1。
鉴于支座的重要性，要保证安全而可靠地传递反力，除了具有足够的强度和刚度之外，还应该满足以下条件：（1）支座节点的构造应与电算模型相符合。
建筑常用钢桁架结构cad施工设计图
钢桁架结构(2024)
在建筑、桥梁、塔架等工程领域中， 钢桁架结构被广泛应用，用于支撑建 筑物或构筑物的重量，并承受外部荷 载如风荷载、地震荷载等。
2024/1/29
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结构形式与分类
2024/1/29
结构形式
钢桁架结构按形状可分为平面桁架和空间桁架。平面桁架在 平面上呈直线或曲线形状，而空间桁架则具有三维空间的形 状。
智能化设计与优化
基于人工智能、大数据等技术的智能化设计方法，可实现对钢桁架结构的自动优化和决策 支持，提高设计效率和准确性。
智能监测与运维
利用物联网、传感器等技术对钢桁架结构进行实时监测和数据分析，可实现结构的健康状 态评估和预测性维护，提高结构的安全性和耐久性。
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行业标准规范完善方向
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稳定性分析
通过计算钢桁架结构的整体稳定系数和局部稳定系数，评估结构在荷载
作用下的稳定性。对于不满足稳定性要求的结构，需采取相应措施进行
加固或优化。
02
承载力验算
根据钢桁架结构的荷载条件和设计要求，进行承载力验算。通过比较实
际荷载与结构承载力的关系，判断结构是否安全。若承载力不足，需对
结构进行优化或加固处理。
其耐火极限。
在潮湿环境中，钢材容易发生 锈蚀，需要采取防腐措施以延
长其使用寿命。
钢桁架结构的节点连接较为复 杂，需要较高的加工精度和施
工技术水平。
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02
钢桁架结构分析方法
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力学模型建立
01
02
03
桁架结构理想化
将实际钢桁架结构简化为 由杆件和节点组成的理想 化模型，忽略次要因素， 突出主要受力特点。
连接方式选择
桁架设计规范
桁架设计规范篇一：桁架规范介绍建筑工程模板桁架支撑技术规范编制意向介绍随着抗震要求的不断细化及建筑工程的高度不断提高，中高层工程的普及使钢筋混凝土现浇结构形式被广泛应用。
目前，由于现浇混凝土结构施工的模板支撑多采用满堂脚手架拼装系统，即利用钢管和扣件搭建脚手架以形成模板支撑，配合木方、模板进行混凝土施工。
该施工方法单层搭建的工作量大，施工持续时间较长，材料消耗量大，同时，在模板底部空间形成的障碍较多，不便于行走和空间的再利用。
受混凝土凝结时间及强度增长需要，模板支撑架体持续使用的时间较长，配合流水施工需存放大量施工用耗材。
同时因钢管大量周转，垂直运输量大，尤其是在场地狭小、空间紧张的施工现场，大大影响了施工进度和空间的利用。
针对上述问题，提供新型模板桁架支撑系统，旨在减少或取消现浇板底模板支撑架体减少钢管用量及垂直运输量，并能够保证模板支撑系统的强度、刚度及稳定性。
一、提供一种新型模板桁架，其安装、拆卸和长度调节灵活方便，且减少大量的脚手架支设，并在模板底部形成较大空间，便于其空间的再利用。
实现上述目的的施工方案是：设计一种组装式可调节模板支撑桁架，桁架由上弦杆、下弦杆、立杆、斜杆和组装式节点组成。
上弦杆为通长横杆，下弦杆、立杆、斜杆均为可组装杆件，桁架按工程中具体的开间模式进行组装，两端固定后在其上放置木方，木方上放置模板，即完成模板支设。
本装置采用规范的圆管，通过插装和螺栓固定组成桁架。
其安装简单方便，在地面或楼面即可完成操作，其长度可随具体要求的大小而调节，刚度好，强度高，适合在上面铺设木方做为模板支撑点。
可以起吊后固定于制定位置，安装调整均方便，并节省了大量空间。
附图说明：二、如考虑平面桁架在使用过程中强度偏低，而且稳定性差，容易出现侧偏的现象，则针对上述问题，提供一种新型模板空间桁架，其安装、拆卸和长度调节灵活方便，可以减少大量的脚手架支设，在模板底部形成较大空间，便于其空间的再利用，同时增大了桁架的强度，提高了支模及浇筑混凝土过程中的稳定性。
G511屋盖钢结构平面桁架体系的设计及相关标准图的编制和选用
屋盖钢结构平面桁架体系的设计及相关标准图的编制和选用先举两个工程实例说明合理选用桁架结构的经济性 1 以某跨的屋顶花园钢结构设计为例某工程需要在双向跨度尺寸均为m 8.36 的屋頂上面设计成一屋顶花园，其屋盖结构采用的是实腹式井式梁方案。
梁高米，用钢量为每平米2142m kg ，究其原因，主要是由于大部分钢材均花在板厚为18mm 的梁腹板上。
其梁腹板的抗剪承载力得不到充分发挥。
再加上又是井式梁，故用钢量大，很不经济。
该工程也曽考虑过用焊接球网架方案,但因其焊接球的直径需要一米,无法实现而放弃。
假如该工程采用单向平行弦桁架，杆件截面用H 型钢，或采用井式梁布置的平行弦桁架。
其用钢量就可大大降低。
最多也不会超过1402m kg 。
如北京长城饭店宴会厅屋盖结构(系82年由美国人设计的)，单向平行弦桁架，跨度为米。
柱间距有、和三种，桁架高米，上下弦杆与腹杆截面均为H 型钢（其H 型钢的翼缘均垂直于地面）。
屋顶为网球场，其屋面荷截与屋顶花园的荷载大致相等。
但他们设计的屋架用钢量分别才有、和。
折合每平米用钢量为每平米70公斤到64公斤。
如下图所示：考虑到该屋架跨度为米，比米长，假定用钢量与跨度的平方成正比增大，则屋顶花园工程的用钢量可近似为222933.318.3667m kg ≈⨯。
加上檩条估计最多也不会超过2140m kg （至少可节省270m kg 钢材）。
2 又以许昌体育舘的设计为例我曾在1971年给许昌市体委设计了一幢平面尺寸为30⨯45m 的小型体育舘，但在当时，地区体委只有七万元的投资,要完成这样一个每平方米不到50元造价的体育舘，难度相当大。
后经多方案比较，便采用了如下图所示的结构方案。
其屋面采用小波石棉瓦（檩距只能用m 8.0~），结构采用格构式轻型门式刚案，刚架间距m 54.，刚架横梁和柱的外弦杆均为10# 轻型槽钢, 刚架横梁的内弦杆为10# 和12#号轻型槽钢，刚架柱的内弦杆为14# 轻型槽钢(所有槽钢的槽口均指向桁架截面内)，腹杆用单角钢，有∟45,4⨯ ∟56,4⨯ ∟635⨯三种。
[PKPM] 桁架、支架、排架建模设计
![[PKPM] 桁架、支架、排架建模设计](https://img.taocdn.com/s3/m/af77e9cbaa00b52acfc7cac0.png)
桁架结构的优化
• 结构类型选择桁架 • 桁架的杆件都以轴力为主，所以如果为了达到用 钢量最小，在分组时可以参考内力情况来分组。
上下弦可分别单设一组，腹杆按内力相近情况可 分多组进行优化。 • 优化以当前截面的类型的最大尺寸为上限，如果
偏心的原则，如何实现柱对齐
• 对于边列的阶型柱，考虑到墙面的布置和连接，应尽量 做到柱子的边皮对齐。程序中提供了偏心对齐的功能。
• 程序内对于偏心给出三种处理方式：中心对齐即形心对 齐，而左右边对齐则是搜索截面最边侧外皮对齐。
• 对于某些截面程序不能很好对齐的，可以通过查看截面 数据来手算处理。
屋面体系的选择以及和柱的连接
• 挠度的控制：按桁架下弦中心点的位移量/桁架的 跨度来确定桁架的整体挠度。
• 如果使用了铰接立柱作为支座，则桁架的水平位 移没有参考意义
施工图和节点设计
• 注意程序对上下弦杆和腹杆的识别是否正确 • 使用快速建模时选择的支座腹杆可以在施工图中 进行调整，但注意不要偏移过大。
• 节点设计按照钢结构规范条文说明中的表10，由 支撑的轴力，直接决定后面施工图的节点板厚度。
• 传统的排架工业厂房的屋面体系一般都选择刚性 屋架并铺设大型屋面板，但是相对而言，重量较 大，水平地震力也较大。
• 用轻钢屋面梁的形式在目前比较常见，成本和重 量都相对较小。但是带来的问题是梁的刚度较小， 挠度较大；同时梁柱连接情况和规范中表D给出 的条件有一定差异，也给计算长度系数的确定带 来了困难。
• 由于节点板的转动约束，实际的腹杆平面内的计算长度系 数都偏小，规范中认为可以按0.8取值 • 由于节点板平面外基本没有刚度，腹杆平面外的计算长度 可按原长（节点之间的距离）取，而对于上下弦杆来说， 则是平面外的支撑点间距离。
6第六章 钢桁架与门式刚架解析
压杆：与它相交的另一斜杆受拉且二杆皆不中断时，取为0.5l；
与它相交另一斜杆受拉，两杆中有一杆中断并以节点板相搭接
时取为0.7l； 其它情况，如两杆皆受压（此时不宜有杆件中断）时，取为l。
拉杆: 因为压杆不作为它在平面外的支承点，故为l 。
受压弦杆 侧向支承点间距l1为弦杆节间长度的两倍，弦杆两节间的轴心 压力N1>N2，用N1验算弦杆平面外稳定时如果计算长度取用l1 显然过于保守。平面外的计算长度应为 且 loy≥0.5l1 计算时压力取正号，拉力取负号。
足受力要求，刚性系杆可采用钢管，也可以采用两根槽形截
面檩条。 计算横向水平支撑的内力时，应考虑由房屋两端抗风柱所传 递的纵向风荷载及阻止框架梁失稳而起支撑作用所应承受的 内力。横向水平支撑中的交叉杆件，通常采用圆钢，按拉杆 设计，通过两端螺帽或中间花兰螺栓使保证其张紧状态。横 向水平支撑中的竖杆应按压杆设计。
解决温度应力问题。
五、结构平面布置
1、定位轴线及尺寸
2、柱网布置
3、山墙结构布置
4、墙梁布置
1、定位轴线及尺寸
● 刚架边柱的定位轴线取柱外皮；斜梁轴线取通过变截面梁段
最小端中心与斜梁上表面平行的轴线。檐口高度取地坪至房 屋外侧檩条上缘的高度；最大高度取地坪至屋盖顶部檩条上 缘的高度；宽度取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离；长度取两 端山墙墙梁外皮之间的距离。
求出支座反力 再把支座反力与节点荷载叠加，按 然后对有节间荷载的
只有节点荷载作用计算轴力 杆件计算局部弯矩。
进行荷载组合对比，求出杆件的最不利内力。
二、桁架的计算长度
（一） 桁架平面内的计算长度
（二） 桁架平面外的计算长度
（三） 斜平面的计算长度
桁架结构设计步骤
桁架结构设计步骤桁架结构设计步骤如下：第一步：确定基本设计参数设计的基本参数包括板的跨度和厚度、两阶段的板支撑、钢筋类型、混凝土强度等级和使用荷载。
第二步：钢桁架楼承板长度的确定根据工程实际情况，楼承板的长度可以是一跨，也可以是多跨之和（1）钢桁架楼板的长度应为200mm的倍数，特殊情况下，长度可为100mm的倍数。
（2）楼承板的长度应为多跨之和的连续板。
（3）楼承板的长度不宜大于20m，理论上钢桁架楼承板可以加工成无限长，但实际上考虑到楼承板的运输系数，最大长度不应超过17.5米，否则很难找到运输工具。
部分项目与承重板之间不允许有严格的拼接要求。
此时，需要现场处理。
第三步：根据使用阶段计算，初步选定钢桁架楼承板的类型钢桁架楼承板设计包括四个部分：桁架构件设计、底模设计、桁架构件连接节点设计、桁架与底模连接节点设计。
其中，连接节点的强度由结构保证，无需验算。
底模设计成型，满足应力要求。
因此，设计者只需设计桁架构件就可以选择钢桁架楼承板的类型。
第四步：当没有临时支撑时，应检查表或检查施工阶段，调整地板承重板的类型，以满足应力要求。
第五步：确定支座附加钢筋的数量当钢桁架连续时，使用阶段计算的支座负筋面积减去钢桁架上弦杆截面面积，即为支座的附加配筋量；当钢桁架在支座处不连续时，支座负筋在使用阶段计算的截面面积为支座的附加钢筋用量。
不同类型的钢筋应更换为等强度带。
第六步：楼层结构图楼层结构图包括平面布置图和节点详图。
平面布置图包括：钢筋桁架楼承板、支座负筋、孔边及柱边附加钢筋、分布钢筋、柱边及混凝土墙边支撑等，同时，施工中临时支撑的布置必须在图纸中明确。
第七步：其他注意事项楼板可设计为单向板或双向板。
钢桁架楼承板在施工阶段均为单向板。
无临时支撑时，施工阶段所需钢筋一般大于使用阶段按单向板计算的钢筋，故楼板应按单向板设计。
当因具体工程条件需要设计双向板时，为节约钢材，施工阶段应沿垂直于桁架方向设置临时支撑。
北京动车段检修库H型平面钢桁架设计及应用
式 中
—
—— 角 焊缝计算 长度 ；
—
角 焊缝 高度 ； 角 焊缝 的设计 强度 。
—
—
荷载 为 主 ， 将荷 载较 大 的 吊挂 平 台荷 载 作 用 于下 弦节
一
钢 屋 架 的 杆 件 所 有 对 接 焊 缝 要 求 焊 缝 等 级 为
级。
点上， 吊车荷载 及接触 网等荷载 如不在 节点 处 ， 按节 均
节 点板并 非贴 焊在 杆件 外 侧 ， 是 与 弦杆 及 腹 杆 的翼 而
１６ ３ 铁道 标准设计
图 ６ 节 点拼 接 示 意
Ｒ Ｉ Ｗ Ｓ Ａ Ｄ Ｒ ＤＥ Ｉ Ｎ ２ １ （ Ａ Ｌ ＡＹ ＴＮ Ａ Ｄ ＳＧ ０ ０ ２）
薛 丹一 北 京 动 车段 检修 库 Ｈ 型 平 面 钢桁 架 设 计 及 应 用
１ 概 述
焊接 工字钢 已经 被 广 泛 应用 在 钢 结 构 框 架 中 ， 但 是 以焊 接工 字钢 作 为桁 架 杆 件 的设 计 实 例 并 不 多见 ， 且 现行 规范 对其 节点 的设计 构造 及计 算也 无 明确 的规 定 。北 京动 车段检 修库 及边跨 工程 结合 自身特点 选用 了腹 板平 放 的 Ｈ 型 焊 接 工 字钢 作 为 钢桁 架 的 弦杆 及 腹杆 。本研究 拟 对 Ｈ 型焊 接 工 字 钢 屋 架 在 设 计 中应
铁道标准设计 Ｒ Ｉ Ｗ Ｓ Ａ Ａ Ｄ ＤＥ Ｉ Ｎ ２ １ （ ） Ａ Ｌ ＡＹ Ｔ ＮＤ Ｒ ＳＧ ００ ２
［ 中 国 建 筑 科 学研 究 院建 筑 结 构 研 究 所 ． 站 房 竖 向 振 动 舒 适 度 测 ４］ 西 试 报 告 ［ ． 京 ：０ ８ Ｒ］ 北 ２０． ［ 中 铁 第 四 勘 察设 计 院集 团 有 限 公 司． 昌 站 大 跨 度 钢 一 凝 土 组 ５］ 武 混 合 梁 楼盖 应 用 研 究 ［ ． 汉 ：０ ８ Ｒ］ 武 ２０ ．
钢桁架尺寸设计标准
钢桁架尺寸设计标准钢桁架是一种由钢材构成的用于支撑和稳定建筑物的结构。
钢桁架的尺寸设计标准是指确定钢桁架各个构件尺寸的标准要求。
下面将介绍钢桁架尺寸设计标准的相关内容。
1. 国家标准：中国国家标准《钢结构设计规范》（GB 50017-2017）是钢桁架尺寸设计的基本标准。
该标准规定了各类钢结构的设计要求，包括钢桁架的尺寸设计。
根据建筑物的使用功能和荷载要求，可以采用不同的设计标准进行尺寸设计。
2. 荷载要求：钢桁架的尺寸设计需要满足建筑物的荷载要求。
荷载包括静载荷和动载荷。
静载荷主要包括建筑物自重和附加荷载，如人员、设备、雪荷载等。
动载荷包括风荷载和地震荷载。
根据荷载要求确定桁架的截面尺寸和构件间距，保证桁架的承载能力和刚度。
3. 结构稳定性要求：钢桁架的尺寸设计还需满足结构的稳定性要求。
钢桁架一般采用压杆和拉杆构件，其中压杆容易产生屈曲失稳，拉杆容易产生稳定性失效。
根据杆件的材质、截面形状、长度等参数，进行稳定性计算，确定合适的截面尺寸和杆件间距。
避免杆件出现稳定性失效，保证结构的整体稳定性。
4. 桁架节点设计：钢桁架的尺寸设计还需要考虑节点的强度和刚度。
节点是桁架构件的连接点，主要受到剪力和弯矩的作用。
根据节点的受力特点，选择适当的节点类型和尺寸。
常用的桁架节点有焊接节点、螺栓节点和铆接节点。
节点的设计需要考虑连接构件的尺寸和强度，以及节点本身的刚度和可拆性。
5. 建筑美观性要求：钢桁架的尺寸设计还需要考虑建筑的美观性要求。
钢桁架一般位于建筑的顶部或外部，其形状和尺寸直接影响建筑的整体外观。
因此，在进行尺寸设计时需要充分考虑建筑的整体风格和美观要求。
可以通过合理的杆件排布、截面形状和连接方式，实现桁架结构与建筑风格的统一。
综上所述，钢桁架的尺寸设计标准是根据国家标准、荷载要求、稳定性要求、节点设计和建筑美观性要求等综合考虑确定的。
在设计过程中需要综合考虑多种因素，以确保钢桁架的结构安全、稳定和美观。
钢桁架(钢屋架)结构设计(第四讲)
钢桁架(钢屋架)结构 设计
八、钢屋架实例照片
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八、钢屋架实例照片
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八、钢屋架实例照片
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八、钢屋架实例照片
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八、钢屋架实例照片
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八、钢屋架实例照片
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八、钢屋架实例照片
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八、钢屋架实例照片
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八、钢屋架实例照片
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八、钢屋架实例照片
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八、钢屋架实例照片
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八、钢屋架实例照片
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八、钢屋架实例照片
横向水平支撑（下）——可不设或仅两道
立体桁架
纵向水平支撑（上）—立—体根拱据架吊车
纵向水平支撑（下）——根据吊车
刚性系杆
——约3倍桁架宽度
（3）平面内计算长度：同平面桁架
（4）平面外计算长度：刚性系杆间距离
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课程计划
• 1.钢屋盖的组成和钢屋架分类
• 2.钢屋架的形式、特点和几何尺寸
• 3.屋盖支撑
12
八、钢屋架实例照片
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北京西站过街天桥
八、钢屋架实例照片
虹口龙之梦过街天14桥
八、钢屋架实例照片
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结构设计知识：钢桁架结构的设计与分析
结构设计知识：钢桁架结构的设计与分析钢桁架结构的设计与分析钢桁架结构是一种常用的钢结构体系，通常用于工业和商业建筑中的大跨度屋面结构和建筑外立面。
采用钢材作为主要材料，可以提供足够的刚度和强度，同时又具有较小的自重和较高的可维护性。
本文将从设计和分析两个方面，介绍钢桁架结构的基本知识。
设计1.结构分类钢桁架结构可分为平面钢桁架和空间钢桁架两种。
平面钢桁架是沿一个平面进行延伸而形成的结构，常见于屋顶和地面构建物的结构。
空间钢桁架包括三维空间内的系统，用于构建桥梁、塔和高层建筑的支撑结构等。
需要注意的是，空间桁架不同于立体桁架，立体桁架不仅沿两个方向伸展，而且在垂直方向也存在一些延伸的元素。
2.节点配置钢桁架结构节点可以分为螺栓节点和焊接节点两种。
螺栓节点需要使用螺栓和螺母连接桁架元素，具有便于安装和拆卸的优点。
然而，由于螺栓的强度有限，需要增加节点数量以提高强度，因此，螺栓节点在结构中较为常见。
焊接节点则由焊接接头连接桁架元素，在刚度和强度上有更好的表现，但一旦焊接瑕疵，就可能导致结构的破坏。
因此，在设计中，需要充分考虑节点类型的选择。
3.桁架固定形式钢桁架的固定形式分为支承式和吊挂式两种。
支承式钢桁架通常支撑在建筑物的墙体或柱子上，通过支撑力来承担桁架自重和其他荷载。
吊挂式钢桁架则是将钢桁架悬挂在建筑物的结构体系内，通过吊挂力来承载荷载和构件重量。
需要考虑到建筑物外观的美观性和空间利用率，为达到设计要求，应根据实际情况选择钢桁架的固定形式。
分析1.荷载分析荷载分析是钢桁架结构分析中的重要环节。
在设计过程中，需要对结构所受的荷载类型、荷载方向以及大小进行分析。
常用的荷载类型包括自重、活载、风荷载和地震荷载等。
在荷载分析的同时，应考虑各种荷载同时存在的情况，以确保结构的安全性。
2.应力分析应力分析是钢桁架结构设计过程的另一重要环节。
在应力分析中，需要计算结构中各个部位的受力情况，对其进行强度、刚度和稳定性等方面的评估。
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平面钢桁架设计
[摘要]对于梁、板设计规范均有给出具体的计算方法及构造措施，但对于平面钢桁架设计并未给出具体规定。
本文就平面钢桁架受力特点、计算假定、设计依据并结合工程实例详细探讨如何进行钢桁架设计。
[关键词]平行弦桁架、拉力线、推力线、长度系数、稳定性
引言
随着经济社会的发展以及人们生产生活水平的提高对于大空间的需求也越来越强烈，这就需要有比较高效能的水平构件来跨越更大的空间。
钢桁架由于杆件进乎全截面受力，材料强度得到充分利用且钢材强度高、韧性好、连接加工方便是大跨度水平受力构件的绝佳选择之一。
但规范对于钢桁架设计并未给出确切规定，让人感觉设计起来比较吃力。
现就平面钢桁架受力特点、计算假定、设计依据等方面结合工程实例对钢桁架设计进行详细探讨。
平面桁架的受力特点
桁架外形对弦杆及腹杆内力分布的影响
与悬链线相似的推力线是均质结构物范围内压力传递至支承的自然路径，通过它与桁架外形的比较可以导出有关桁架内力分布的结论。
一般桁架外形与推力线出入越大则力的传递及经济性效果越差。
三角形桁架的内力分布
三角形桁架仅接近支承点部分近似于推力线，此处弦杆的能力被完全利用，在此处会出现最大的力，力主要朝向支承点处集中。
如下图1.1.1所示：
梯形桁架的内力分布
梯形桁架外形基本与推力线一致，在中间跨段相当长的范围内弦杆处于受力状态，使得内力分布比较均匀。
均衡分布的力在中间跨段处最大。
如下图 1.1.2所示：
平行弦桁架的内力分布
平行弦桁架仅接近中间跨段桁架外形与推力线一致。
此处弦杆的能力被完全利用，此处会出现最大的内力。
力主要集中在中间跨段处。
如下图1.1.3所示：
三角桁架内力分布示意图
梯形桁架内力分布示意图
平行弦桁架内力分布示意图
桁杆受力状态与梁应力分布的关系
桁架的弦杆相当于工字梁的翼缘承受因受弯引起的内压力或内拉力。
桁架的腹杆相当于工字梁的腹板承受因剪切引起的斜拉力或斜压力。
一般来说桁架受力状态与外形相同且支承条件相同的梁应力状态相类似。
比如与简支梁主拉应力迹线方向相同或相近的简支平行弦桁架杆件受拉，与简支梁主压应力迹线方向相同或相近的简支平行弦桁架杆件受压。
1.2.1简支梁主应力迹线分布图
桁杆的位置与外力作用的关系
对应于外力作用的方向，桁杆的适于角度约为45°之60°之间，这样安排的角度能以较小的向量力使外力获得有效传递。
因此桁架的高度宜大于对应位置处弦杆平面内的节间长度。
平面桁架的计算假定及设计依据
理想桁架的特点：（1）所有节点均是铰接点，（2）所有外力都施加在节点上，（3）各杆的轴线是直线且通过铰中心。
理想桁架只受轴向力，称为主内力。
但工程实际与理想状态有所不同，如实际桁架的节点为刚结点，杆件是连续的等，由此产生的内力称为次内力。
一般桁架的次内力可忽略，大跨及特殊受力的桁架则不能忽略。
可参照以下两条规范条文进行设计。
《高层民用建筑钢结构技术规程》第5.1.6条柱间支撑两端应为刚性连接，但可按两端铰接计算。
条纹说明：支撑内力一般按两端铰结的计算图形求得，其端部连接的刚度则通过支撑构件的计算长度加以考虑。
《钢结构设计规范》第10.1.4条分析桁架内力时可将节点视为铰结的条件：桁架平面内杆件的节间长度或杆件长度与截面高度（或直径）之比不小于12（主管相当于桁架的弦杆）和24（支管相当于桁架的腹杆）。
由于桁杆的连接实际多为刚接，桁杆的实际受力状态多为压弯或者拉弯构件，因此可参照《钢结构设计规范》第五节轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算的有关规定进行设计。
平面桁架的优缺点
平面桁架的优点：跨度大、用料省、制作安装方面、与柱进行连接容易实现强柱弱梁的抗震概念设计。
平面桁架的缺点：（1）侧向刚度小，平面外稳定性差；（2）同样跨度、同样荷载情况下所需空间高度较实腹梁高；（3）节间有斜杆不便于通过管道及设置门窗洞口。
工程实例
工程概况
武汉国际会展中心二期由海洋乐园、假日酒店、大型商业及配套等功能组成。
整体结构由周圈的钢筋砼框架结构（或框架—剪力墙结构）与其上部“半月形”空间钢桁架屋盖组成（见图4.1.1）。
其中，周圈的钢筋砼结构分为14个结构单元，采用框架结构或框架剪力墙结构，混凝土结构与钢屋盖之间设转换环形桁架，转换桁架通过滑动支座与混凝土结构相连。
滑动支座底座基本直接设置在下部混凝土结构柱上，但冰场入口处由于建筑功能要求，局部需抽柱，本工程采用平行弦钢桁架转换局部抽柱处支座反力（见图4.1.2）。
4.1.1结构三维布置图
4.1.2桁架结构布置图
平行弦钢桁架设计
屋盖滑动支座在外荷载作用情况下滑动方向不定，且支座滑动将导致竖向力偏心引起很大附加弯矩，故在GHJ2平面外增设GHJ7以平衡桁架平面外弯矩。
另外GHJ7还可作为GHJ2及GHJ4的稳定桁，且竖向力可通过GHJ7 GHJ4 GHJ6框架柱传递，增加了竖向力的传递途径。
（见图4.2.1，图4.2.2）
4.2.1桁架结构平面布置图
4.2.2桁架详图
桁架内力采用midas gen计算分析，采用pmsap进行计算校核。
基于性能的抗震设计，针对转换桁架采取了提高性能指标按中震弹性设计。
中震情况下部分midas gen计算结果见图4.2.3，图4.2.4。
由于桁架上弦杆与楼板相连故计算时楼板设置为弹性板，否者将无法的到桁架上弦杆轴力。
通过第一节桁架受力特点分析可清楚的判定桁杆轴力分布趋势正确（图4.2.3）。
由于桁杆连接多为焊接，受焊缝残余应力影响，桁杆应力比按小于0.8从严控制（图4.2.4）。
桁杆多为拉弯或者压弯构件应力基本由稳定性控制，应力比计算时仔细校核了桁杆长度系数的真确性。
4.2.3构件轴力包络值
4.2.4构件应力比
结论
通过对桁架的受力特性、桁架的设计依据及计算假定的分析正确的判定桁架设计的合理性。
桁架上弦杆与楼板相连时需假定楼板为弹性板，否则桁架上弦杆轴力无法求出。
设计时需采取有效措施确保桁架平面外稳定性，并校验桁杆长度系数是否真确。
受节点焊接残余应力的影响，桁杆应力比应从严控制，宜小于0.8。
参考文献：
[1].《构体系与建筑造型》恩格尔著，林昌明，罗时玮译。
天津：天津大学出版社，2002.
[2].《建筑结构概念设计与案例》罗福午，张惠英，样军编著。
北京：清华大学出版社，2003.
[3].《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ 99-98）.北京：中国建筑工业出版社，1998.
[4].《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）.北京：中国建筑工业出版社，2003.。