鋼桁架設(shè)計(jì)（鋼桁架設(shè)計(jì)中的次內(nèi)力影響）

果洛藏族自治州鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11小時(shí)前 02:34:01 1 搶沙發(fā)

摘要：鋼桁架結(jié)構(gòu)因其高強(qiáng)度和良好的承載能力在現(xiàn)代建筑工程中被廣泛應(yīng)用,。設(shè)計(jì)過程中次內(nèi)力的存在對(duì)結(jié)構(gòu)性能有著重要影響,。本文首先回顧了鋼桁架設(shè)計(jì)的基本理論,，然后詳細(xì)探討了次內(nèi)力的概念,、分類及其對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響,。通過分析不同類型次內(nèi)力的效應(yīng),，本文提出了一種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,，旨在減少次內(nèi)力帶來的負(fù)面影響,，并提高結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性,。本文總結(jié)了研究成果,，并對(duì)未來的研究進(jìn)行了展望。

一,、鋼桁架設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)

（一）受力特點(diǎn)

鋼桁架一般由上弦,、下弦和腹桿組成。在實(shí)際結(jié)構(gòu)中,，由于節(jié)點(diǎn)的非理想鉸結(jié)等原因,，會(huì)同時(shí)存在較小的彎矩和剪力，對(duì)軸力有很小的影響（因節(jié)點(diǎn)剛性和桁架桿橫截面積與慣性矩比值的大小而不同,，一般減小5% - 0.1%）,，稱為次內(nèi)力。其計(jì)算假定各桿的軸線在同一平面內(nèi),，節(jié)點(diǎn)均為鉸結(jié),，所有外荷載作用在桁架平面內(nèi)，并集中作用于節(jié)點(diǎn)上,。在設(shè)計(jì)時(shí)可通過使節(jié)點(diǎn)間距等分一致或再分,，盡量將外荷載作用于桁架節(jié)點(diǎn)上的方式解決相關(guān)問題。

（二）常見類型及深化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 鋼管桁架

桿件連接要求：桁架桿件多為軸心受力,，桿件相連應(yīng)盡可能避免偏心,，桿件軸心線在一個(gè)平面內(nèi)，節(jié)點(diǎn)內(nèi)多桿件相連時(shí)要求桿件軸心線匯交于一個(gè)點(diǎn),。主管的外部尺寸不小于支管的外部尺寸,，主管的壁厚不小于支管的壁厚，桿件相貫時(shí)要求大管貫小管,，支管不得插入主管內(nèi),。
桿件夾角與焊接要求：桿件相貫時(shí),，桿件之間的夾角不小于30度。支管與主管的連接焊縫,，應(yīng)沿全周連續(xù)焊接并平滑過渡,。
桁架分段要求：桁架分段制作時(shí)，上下弦的分段點(diǎn)需要錯(cuò)開,。分段點(diǎn)一般要設(shè)置對(duì)接襯管以保證對(duì)接焊縫質(zhì)量,，并且要采取相應(yīng)措施避免設(shè)置對(duì)接襯管后妨礙桁架安裝的現(xiàn)象。

2. H型鋼桁架

除鋼管桁架要點(diǎn)外需注意：H型鋼上下弦桿焊接H型鋼的翼緣板拼接長(zhǎng)度不小于2倍板寬,；腹板拼接寬度不小于300mm,，長(zhǎng)度不小于600mm（設(shè)計(jì)有特別要求的按設(shè)計(jì)執(zhí)行）。
對(duì)接焊縫位置要求：H型鋼桁架現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接,，上下弦桿對(duì)接焊縫不能在同一位置,，上下錯(cuò)開大于200。
變截面位置要求：H型鋼桁架上下弦桿如果材料截面需要變截,，變截位置不能設(shè)置在節(jié)點(diǎn)處（一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖中變截位置設(shè)置在節(jié)點(diǎn)處）,，同時(shí)可將變截位置與現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接位置合并，減少上下弦桿對(duì)接焊縫,。

3. 箱形截面桁架

腹桿與弦桿連接要點(diǎn)（腹桿為圓鋼管等時(shí)）：腹桿為圓鋼管,、方鋼管或矩形管時(shí)，腹桿與弦桿,、腹桿之間連接多為相貫連接,，深化時(shí)的注意點(diǎn)與鋼管桁架相同。
桿件對(duì)接與焊接要求（腹桿弦桿均為箱形時(shí)）：桿件的對(duì)接需保證焊縫質(zhì)量,，采用利于現(xiàn)場(chǎng)焊接的連接節(jié)點(diǎn)形式,。一般多采用頂端預(yù)留蓋板或側(cè)面開蓋板的形式。
箱體壁板連接要求（腹桿弦桿均為箱形時(shí)）：箱體壁板的連接順序及連接焊縫位置需考慮箱體內(nèi)加勁板的裝配,，以保證無法采用電渣焊的加勁板能通過裝配工藝達(dá)到4面圍焊,。
腹桿與弦桿現(xiàn)場(chǎng)連接要點(diǎn)（腹桿弦桿均為箱形時(shí)）：箱形截面桁架腹桿與弦桿現(xiàn)場(chǎng)連接時(shí)，多采用在弦桿節(jié)點(diǎn)位置設(shè)置牛腿以簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)焊縫保證焊接質(zhì)量,。

4. 角鋼桁架

軸線與節(jié)點(diǎn)要求：桁架應(yīng)以桿件形心為軸線,，連接螺栓中心線應(yīng)盡可能的靠近桿件形心線,，節(jié)點(diǎn)處各軸線應(yīng)交于一點(diǎn),，盡量避免偏心。
截面改變位置要求：當(dāng)同一弦桿采用兩種不同截面材料時(shí),，截面的改變位置應(yīng)在節(jié)點(diǎn)處,，桿件的重心線要與桁架的形心線重合，若要求上皮在同一標(biāo)高時(shí),，可采用鋼板墊平,。
節(jié)點(diǎn)板要求：除支座節(jié)點(diǎn)外,，其余采用鋼板連接的節(jié)點(diǎn)宜采用同一厚度的鋼板，支座節(jié)點(diǎn)比其他節(jié)點(diǎn)厚2mm以上,。節(jié)點(diǎn)板的形狀一般多采用矩形或梯形,，通常情況下需要有兩條邊相互平行，節(jié)點(diǎn)板一般伸出角鋼邊緣10 - 15mm,。

二,、鋼桁架設(shè)計(jì)的軟件相關(guān)操作

（一）盈建科軟件中的桁架建模

1. 常見桁架樣式

包括三角形桁架、梯形桁架,、空間桁架等,。

2. 建模方法

較規(guī)則桁架可按樓層方式建模。
其他桁架形式可通過空間結(jié)構(gòu)菜單輔助建模,，空間結(jié)構(gòu)菜單下還設(shè)置了對(duì)平面桁架和空間桁架的參數(shù)輸入快速建模方式,。

（二）桁架桿件在軟件中的屬性設(shè)置

1. 特殊支撐屬性定義

軟件默認(rèn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)斜桿按照框架中心支撐設(shè)計(jì)，但對(duì)于桁架結(jié)構(gòu)其桿件不屬于框架中心支撐,，因此應(yīng)將它們?cè)谔厥庵?、特殊支撐下設(shè)置為桁架弦桿或者桁架腹桿。軟件在前處理 - 特殊構(gòu)件定義菜單中的特殊支撐中增加了空間屬性定義菜單,，用來指定支撐為除了鋼框架中心支撐以外的其他屬性,，選項(xiàng)有鋼框架 - 中心支撐、鋼框架 - 偏心支撐,、一般桁架結(jié)構(gòu),、網(wǎng)架、雙層網(wǎng)殼,、單層網(wǎng)殼,、立體桁架、門剛支撐等,。對(duì)于一般桁架結(jié)構(gòu),、網(wǎng)架、雙層網(wǎng)殼,、單層網(wǎng)殼,、立體桁架，還需進(jìn)行弦桿及支座腹桿和腹桿兩個(gè)選項(xiàng),。

2. 計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)設(shè)置

對(duì)于桁架桿件的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù),，軟件默認(rèn)為1.0，當(dāng)需考慮《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》5.3.1條或《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》5.1.2中桁架桿件計(jì)算長(zhǎng)度的相關(guān)要求時(shí),，需在計(jì)算長(zhǎng)度菜單中手工指定,。

三、鋼桁架設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)資源

（一）培訓(xùn)課程

有專門的課程如“五節(jié)課掌握鋼桁架設(shè)計(jì)”,，授課特點(diǎn)是由姚老師為學(xué)員授課并答疑,，圍繞相關(guān)難點(diǎn),、疑點(diǎn)，規(guī)定相關(guān)時(shí)間集中答疑,，并且學(xué)員可加青藍(lán)課堂答疑群隨時(shí)提問互動(dòng),。該課程共五節(jié)課，學(xué)員可以每一節(jié)課單獨(dú)繳費(fèi),，針對(duì)自己感興趣的課程學(xué)習(xí),；對(duì)于自己熟悉的部分可以不用浪費(fèi)時(shí)間和金錢，比較靈活方便,。此外,，報(bào)名學(xué)員給予好評(píng)且介紹其他任意兩名學(xué)員過來學(xué)習(xí)的，可以減免費(fèi)用,，詳情可咨詢老師,。

（二）專業(yè)交流論壇

例如在相關(guān)論壇中，可以參與鋼桁架設(shè)計(jì)相關(guān)的專業(yè)交流討論,，能看到如鋼桁架受力分析,、不同軟件在鋼桁架設(shè)計(jì)中的應(yīng)用、實(shí)際工程中的鋼桁架設(shè)計(jì)問題等內(nèi)容,，還可與同行進(jìn)行交流探討,，如3D3S9.0在鋼桁架設(shè)計(jì)中的應(yīng)用、桁架在PK中如何輸入數(shù)據(jù)等話題,。