管桁架結構的受力特點管桁架，是指用圓杆件在端部相互連接而組成的格構式結構。與傳統的開(kāi)口截面(H型鋼和(hé)I字鋼)鋼桁架相比，管桁架結構截面材料繞中和(hé)軸較均勻分布，使截面同時(shí)具有(yǒu)良好的抗壓和(hé)抗彎扭承載能力及較大(dà)剛度。這種鋼構不用節點闆，構造簡單，制(zhì)作(zuò)安裝方便、結構穩定性好、屋蓋剛度大(dà)。空(kōng)間(jiān)三角形鋼管桁架在受到豎向均布荷載作(zuò)用的時(shí)候，表現出腹杆抗剪、弦杆抗彎的受力機理(lǐ)。弦杆軸力的主要影(yǐng)響因素是截面的高(gāo)度，而豎面斜腹杆軸力的主要影(yǐng)響因素是豎面腹杆與豎直線的傾角。水(shuǐ)平腹杆在豎向荷載作(zuò)用下的受力較小(xiǎo)，但(dàn)是如果受到明(míng)顯的扭矩作(zuò)用的話(huà)，必須考慮适當加大(dà)其截面尺寸。靜力計(jì)算(suàn)。管桁架結構應經過位移、內(nèi)力計(jì)算(suàn)後進行(xíng)杆件截面設計(jì)，如杆件截面需要調整應重新進行(xíng)設計(jì)，使其滿足設計(jì)要求。設計(jì)後，杆件不宜替換，如因備料困難等原因必須進行(xíng)杆件替換時(shí)，應根據截面及剛度等效的原則進行(xíng)，被替換的杆件應不是結構的主要受力杆件且數(shù)量不宜過多(duō)(通(tōng)常不超過全部杆件的5%)，否則應重新校(xiào)核。分析管桁架結構因溫度變化而産生(shēng)的內(nèi)力，可(kě)将溫差引起的杆件固端反力作(zuò)為(wèi)等效荷載反向作(zuò)用在杆件兩端節點上(shàng)，然後按有(yǒu)限元法分析。抗震計(jì)算(suàn)。在單維地震作(zuò)用下，進行(xíng)多(duō)遇地震作(zuò)用下的效應計(jì)算(suàn)時(shí)，可(kě)采用振興分解反應譜法，對于體(tǐ)形複雜或重要的大(dà)跨度結構應采用時(shí)程分析進行(xíng)補充計(jì)算(suàn)。采用時(shí)程分析法時(shí)，應按建築場(chǎng)地類别和(hé)設計(jì)地震分組選用不少(shǎo)于兩組的實際強震記錄和(hé)一組人(rén)工模拟的加速度時(shí)程曲線，其平均地震影(yǐng)響系數(shù)曲線應與振形分解反應譜法所采用的地震影(yǐng)響系數(shù)曲線在統計(jì)意義上(shàng)相符。加速度曲線峰值應根據與抗震設防烈度相應的多(duō)遇地震的加速度時(shí)程曲線大(dà)值進行(xíng)調整，并應選擇足夠長的地震動持續時(shí)間(jiān)。當采用振形分解反應譜法進行(xíng)管桁架結構地震作(zuò)用分析時(shí)，建議至少(shǎo)取前25～30個(gè)振形，對體(tǐ)形特别複雜或重要的需要取更多(duō)振形進行(xíng)效應組合。在抗震分析時(shí)，應考慮支承體(tǐ)系對其受力的影(yǐng)響。此時(shí)可(kě)将桁架結構與支承體(tǐ)系同時(shí)考慮，按整體(tǐ)分析模型進行(xíng)計(jì)算(suàn)；也可(kě)把支承體(tǐ)系簡化為(wèi)管桁架結構的彈性支座，按彈性支承模型進行(xíng)計(jì)算(suàn)。在進行(xíng)結構地震作(zuò)用效應分析時(shí)，對于周邊落地的管桁架結構，阻尼比可(kě)取0.02，對有(yǒu)混凝土結構支承的管桁架結構，阻尼比取0.03。對于體(tǐ)形複雜或較大(dà)跨度的管桁架結構，宜進行(xíng)多(duō)維地震作(zuò)用下的效應分析。進行(xíng)多(duō)維地震效應計(jì)算(suàn)時(shí)，可(kě)采用多(duō)維随機振動分析方法、多(duō)維反應譜法或時(shí)程分析法。計(jì)算(suàn)軟件。目前，能對桁架結構進行(xíng)前處理(lǐ)分析驗算(suàn)，後處理(lǐ)節點設計(jì)出圖的有(yǒu)STS、STCAD、MST2006、3D3S。STS桁架模塊能方便建立平面桁架模型，但(dàn)不能建立空(kōng)間(jiān)桁架模型。STCAD的建模以及模型編輯功能都比較強，但(dàn)是操作(zuò)上(shàng)比較不便，截面定義、分組繁瑣，其後處理(lǐ)節點設計(jì)的參數(shù)比較豐富。MST2006的桁架模型基本上(shàng)套用網架模型的驗算(suàn)功能。3D3S可(kě)方便輸入單元、節點、局部單元荷載，各種工況荷載都可(kě)以通(tōng)過導荷載的方式由面荷載轉化為(wèi)節點荷載，風荷載可(kě)自動考慮風壓高(gāo)度變化系數(shù)、風振系數(shù)。工程中常使用計(jì)算(suàn)軟件為(wèi)3D3S。桁架截面尺寸變化對其內(nèi)力的影(yǐng)響對于空(kōng)間(jiān)三角形鋼管桁架而言，當确定了截面高(gāo)度、上(shàng)弦寬度以及節間(jiān)長度後可(kě)确定一種截面形狀。随着上(shàng)弦寬度的變化，弦杆的內(nèi)力基本上(shàng)保持不變，但(dàn)是腹杆和(hé)跨中撓度都有(yǒu)顯著的變化。上(shàng)弦寬度的增加，造成豎面腹杆的傾角相應增加，豎面腹杆的軸力在持續增加，傳遞到水(shuǐ)平面上(shàng)垂直腹杆的力也在增加。同時(shí)，豎面腹杆軸力的增加也造成了杆件剪切變形的增加，反映到結構即是結構跨中撓度的增加。在截面彎矩不變的情況下，上(shàng)下弦杆的內(nèi)力也僅僅是當截面高(gāo)度有(yǒu)變化的時(shí)候，才會(huì)發生(shēng)較大(dà)幅度的變化，跟其它的截面參數(shù)沒有(yǒu)關系。同時(shí)随着截面高(gāo)度的增加，由于傾角的減少(shǎo)，腹杆的軸力表現持續的減少(shǎo)，而由于彎曲變形和(hé)剪切變形的減少(shǎo)，跨中的撓度也逐漸變小(xiǎo)。截面高(gāo)度是影(yǐng)響構件選擇尤其是弦杆選擇的一個(gè)非常重要的因素，其對結構剛度的影(yǐng)響遠大(dà)于其它因素。節間(jiān)長度的大(dà)小(xiǎo)會(huì)直接導緻腹杆夾角的改變。改變節間(jiān)長度以後，弦杆的內(nèi)力略有(yǒu)變化，同時(shí)腹杆的軸力有(yǒu)了相應的變化。随着節間(jiān)長度的增加，豎面腹杆的傾角相應增加，所以豎面腹杆的軸力在持續加大(dà)，傳遞到水(shuǐ)平面上(shàng)垂直腹杆的力也在增加。跨中撓度随着節間(jiān)長度的增加呈減少(shǎo)的趨勢，後趨于穩定。從中可(kě)以看出，如果腹杆布置過密，對結構的剛度沒有(yǒu)起到積極的作(zuò)用，反而加大(dà)了跨中撓度。節間(jiān)長度也并非是越大(dà)越好，為(wèi)了腹杆與弦杆的連接的可(kě)靠，一般的傾角控制(zhì)在35°～55°之間(jiān)。管桁架結構因具有(yǒu)造型美觀、制(zhì)作(zuò)安裝方便、結構穩定性好、屋蓋剛度大(dà)、經濟效果好等特點，已廣泛應用于公共建築中。在設計(jì)過程中，必須把握管桁架的受力特點，才能設計(jì)出安全可(kě)靠、經濟美觀的管桁架項目。 網架 鋼結構加工 門(mén)式鋼架 鋼結構加工 鋼結構墊片加工 管桁架 鋼結構框架 網架 鋼結構框架 管桁架