管桁架结构-1-1

大跨度圆管管桁架结构施工工艺发布时间：2021-04-09T12:02:20.137Z 来源：《科学与技术》2020年35期作者：陈同刚[导读] 在我国快速发展过程中，经济在快速发陈同刚中通钢构股份有限公司山东聊城 252000摘要：在我国快速发展过程中，经济在快速发展，社会在不断进步，管桁架直接交汇的结构形式越来越多地应用于大型公共建筑及工业厂房之中，该结构形式具有外形丰富、结构轻巧、受力均衡、刚度大、杆件单一等优点。

但该结构形式应用于大跨度建筑中暴露出一定的问题，如管桁架拼装施工难度大、进度控制难及施工成本高等。

针对管桁架建筑施工中存在的问题，结合国内现有大跨度空间结构施工技术与钢管屋桁架的特点，提出了一种新的管桁架结构施工工艺，该工艺可有效地解决大跨度管桁架拼装难度大、对技术要求较高等问题。

关键词：大跨度;管桁架结构;施工工艺引言近年来，国内大跨度的桁架结构工程越来越多，桁架结构有大跨度、中间无结构柱等优点，在用作仓储时，使用方便，深受港口、粮油等集团的欢迎。

由于桁架结构工艺复杂，在施工过程中，有较多的控制要点，因此本文在深入介绍大跨度桁架结构施工工艺的基础上，提出了相应的质量控制要点，以便促进桁架结构施工的有效开展。

1管桁架优势①空间管桁架结构杆件采用直接焊接，施工简单，节约钢材。

②结构外观简洁、线形流畅、空间造型多样化。

③拥有较好的抗压、抗扭性能，整体刚度较大，几何特性较好。

④钢管与大气接触的比表面积小，节点又采用焊接，无积留湿气和大量灰尘的死角或凹处，便于清刷、油漆、维护和防锈，且其内部封闭，不易生锈。

2大跨度圆管管桁架结构施工工艺2.1全生命周期的构件管理由于外环弧形空间管桁架仅部分构件可地面拼装成整体单元后吊装，其余均需高空原位散件吊装，故须合理等效拆分结构。

将内侧18个八爪形支撑每根杆作为一个独立吊装单元，通过BIM模拟现场吊装，结合现场塔式起重机和堆场分布对构件进行编号。

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。

大跨度钢管桁架结构设计分析[摘要] 近些年来，随着经济的发展，钢产量的提升。

大跨度结构迅速发展，钢管结构以其力学性能优，造型适应性好，建筑表现力佳而越来越受到建筑师和结构师的青睐。

由于生产工艺及空间的要求，厂房的屋面也开始采用大跨度结构，钢管桁架屋面梁由于可以充分利用材料的特性，本文结合某工业厂房为例,对管桁架结构设计和施工进行了阐述，仅供同仁参考。

关键词：钢管桁架设计施工吊装一、钢结构厂房设计的要点1钢结构厂房设计采用的结构体系钢结构厂房因为工艺布置的要求，一般都需要大空间，结构通常采用框架结构，在层数较多、工艺条件许可的情况下也可以采用框剪结构。

结构布置的原则是：尽量使柱网对称均匀布置，使房屋的刚度中心与质量中心相近，以减小房屋的空间扭转作用，结构体系要求简捷、规则、传力明确。

避免出现应力集中和变形突变的凹角和收缩，以及竖向变化过多的外挑和内收，力求沿竖向的刚度不突变或少突变。

由于多层厂房跨度方向尺寸较大，柱子少；而柱距方向尺寸较小，柱子多。

一般都是横向控制，使纵横向的抗震能力大致相同，不仅有利于抗震，也使设计更为经济合理。

2框架结构的节点设计连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一，“三强”设计原则中有两条涉及到节点的设计.在结构分析前就应对节点的形式有充分思考与确定，最终设计的节点与结构分析模型应与使用形式完全一致.按传力特性不同，节点分刚接、铰接和半刚接.节点设计主要包括以下内容：①焊接.对焊接焊缝的尺寸及形式等，规范有强制规定，应严格遵守，焊条的选用应和被连接金属材质适应，E43对应Q235，E50对应Q345，Q235与Q345连接时应该选择低强度的E43，而不是E50.焊接设计中不得任意加大焊缝，焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近.②栓接.普通螺栓抗剪性能差，可在次要结构部位使用.高强螺栓使用日益广泛，常用8.8级和10.9级两个强度等级，根据受力特点分承压型和磨擦型，两者计算方法不同，高强螺栓最小规格M12，常用M16~M24，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用. ③连接板.可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm，然后验算净截面抗剪等. ④梁腹板.应验算栓孔处腹板的净截面抗剪，承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压. ⑤节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等，此外，还应尽可能使工人能方便地进行现场定位与临时固定.⑥节点设计必须考虑制造厂的工艺水平，比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成.二、工程概况1、工程概况该项目位于江苏省昆山市，为框排架结构，局部二层,一层为钢筋砼柱，钢结构屋面，局部二层为钢筋砼框架结构，独立承台桩基础。

管桁架结构
桁架结构是指由杆件在端部相互连接而组成的格子式结构，管桁架即是指结构中的杆件均为圆管杆件。

管桁架中的杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力，应力在截面上均匀分布，因而容易发挥材料的作用，这些特点使得桁架结构用料经济，结构自重小。

易于构成各种外形以适应不同的用途，譬如可以做成简支桁架、拱、框架及塔架等，因而桁架结构在现今的许多大跨度的场馆建筑，如会展中心、体育场馆或其他一些大型公共建筑中得到了广泛运用。

管桁架结构中的杆件均在节点处采用焊接连接，而在焊接之前，需预先按将要焊接的各杆件焊缝形状进行腹杆及弦杆的下料切割，这就需要对腹杆端头进行相贯线切割及弦杆的开槽切割。

由于桁架结构中各杆件与杆件之间是以相贯线型式相交，杆件端头断面形状比较复杂，因此在实际切割加工中一般采用机械自动切割加工和人工手工切割加工两种方法进行加工。

管桁架同网架比，杆件较少，节点美观，不会出现较大的球节点，利用大跨度空间管桁架结构，可以建造出各种体态轻盈的大跨度结构，在公共民用建筑中，尤其是在大型会展和体育场馆建设中，有着广泛推广应用的发展前景。

空间管桁架结构设计王芬;周云平【摘要】空间管桁架作为一种新型的空间结构体系，具有刚度大、用钢量小、施工方便、经济环保性能优等特点，广泛应用于大型输变电站、体育馆、车站等大跨空间结构中。

通过对管桁架结构布置、稳定性和抗震性能的分析，讨论结构外观体型布置对大跨度结构内力及变形的影响，为同类结构设计提供参考和借鉴。

%As a new spatial structure system,the structure of the spatial tube truss has the features of great rigidity,small in amount of steel,convenient for constructing,economical and environmental in performance and therefore it is widely used in substations,stadiums and railway stations. Based on an analysis of the structural arrangement,stability and seismic performance the tube truss,this paper discusses the effects of the outer structural arrangement on the internal forces and deformations of the large-span structure in a bid to provide useful reference for the design of similar structures.【期刊名称】《电网与清洁能源》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】5页(P123-127)【关键词】空间管桁架;结构布置;稳定性能;抗震性能;SAP2000设计【作者】王芬;周云平【作者单位】中煤西安设计工程有限责任公司，陕西西安 710054;西安理工大学土木建筑工程学院，陕西西安 710048【正文语种】中文【中图分类】TU323.4工程主体为钢筋混凝土结构，屋盖为空间管桁架结构，桁架采用稳定性比较好的倒三角形结构体系。

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。

大型体育馆钢结构管桁架工程主要施工方法及措施一、钢结构加工制作：1.钢结构制作重点和技术难点1.1管子相贯线剖口切割此项工程腹杆有大量的管子相贯剖口。

管子相贯线是一个空间曲线，且其坡口角度是随曲线的变化而变化的，管子相贯线的切割好坏直接关系到桁架的焊接质量及外观质量，是制作过程的关键。

采用数控相贯线切割机进行切割，能够根据放样程序在电脑上控制自动切割，并能一次性坡口成形，坡口角度可随圆周变化，以满足相贯线接头处趾部、根部和侧部的不同焊接要求。

1.2管子线型加工桁架是空间桁架，主桁架弦杆是一空间曲线，管子的线型必须光顺美观且要达到标准要求，为确保钢管弯曲圆滑成形，必须防止起鼓、起皱。

此工程管径范围在φ73–φ299mm之间。

采用火工折弯处理，以满足现场要求。

1.3焊接变形控制和制作精度控制采取双面对称焊接及合理的拼装顺序，以减少焊后变形。

先焊接变形大的部位，后焊接变形小的部位。

钢柱采取整体放样，以保证精度。

1.4 铸钢节点较复杂，装配精度要求较高。

1.5 张弦拉结构，跨度较大，制作加工要求精度高。

2、各工序加工要领2.1放样2.1.1放样基本要求所有构件应按照细化设计图纸及制造工艺的要求，进行手工1：1放大样或计算机的模拟放样，核定所有构件的几何尺寸。

放样检验合格后，按工艺要求制作必要的角度、槽口、制作样板和胎架样板。

样板的允许偏差如下表2.1.2构件收缩余量的要求构件收缩余量图纸和工艺文件有要求时按照要求执行，没有要求时按照下表执行：mm2.2 下料2.2.1 钢管件应采用管子切割机或锯床下料，钢管两端坡口30度；2.2.2对主管原则上长度按定尺采购，下料时放焊接收缩余量，焊接收缩量根据图纸或工艺要求进行预留，无要求是按照以下要求进行预留：钢管壁厚≤6mm，每个节点预留1mm；钢管壁厚≥8mm，每个节点预留1.5mm；2.2.3原材料的对接腹杆不允许接长。

如由于材料原因必须接长，则由生产部门提出对接要求，由技术部门出通知，确定对接缝的形式和要求。

Doors&Windows
近年来
管桁架结构常用三角形截面
3
a)
管桁架结构模型建立时
b
管桁架支座常采用铰接形式
4
a)
单榀管桁架常采取主管与支管相贯焊接
），a)
摘
（下转第54页）建筑工程
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2017.03
Doors&Windows
项措施保障交叉路口的顺畅
对于交叉路口进行渠化设计中
随着社会经济的发展
城市化进程不可避免地带来交通拥堵问题
]GB
产上的行为
建筑企业想要让工程的建设质量得到高水准的实现的实现
（上接第50页）
空心球焊接
管桁架支座节点可根据受力特点设置拉力支座节点刚性支座节点等
管桁架结构有其特有的计算和分析特点
（上接第51页）
度实行相应的奖励机制
通过以上内容的论述可以知道的高效开展
（上接第52页）
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2017.03。

大跨度钢结构空间管桁架设计要点分析1. 引言1.1 引言本文旨在分析大跨度钢结构空间管桁架设计的要点，从设计目的、结构形式选择要点、受力特点分析、节点连接设计以及荷载组合分析等方面进行深入探讨，以期能够为相关建筑工程的设计和施工提供一定的参考和指导。

通过对大跨度钢结构空间管桁架设计要点的系统分析，可以更好地把握其设计原则和关键技术，为工程实践提供一定的指导和参考价值。

借助现代建筑材料和工艺的不断发展，大跨度钢结构空间管桁架在今后的建筑工程中将发挥更为重要的作用，为城市建设和发展注入新的活力和动力。

2. 正文2.1 设计目的分析大跨度钢结构空间管桁架的设计目的是为了承受大跨度空间结构的荷载，同时保证结构稳定和安全。

在设计过程中，需要考虑以下几个方面的目的：1. 承载能力：钢结构空间管桁架需要具备足够的承载能力，能够承受自重、风荷载、雪荷载等多种组合荷载。

设计中需要充分考虑荷载的大小、方向和作用位置，确保结构不会发生超载或失稳。

2. 结构稳定性：大跨度钢结构空间管桁架在设计中需要保证结构的稳定性，避免发生屈曲、位移或整体失稳。

通过合理的结构布局和节点连接设计，确保结构能够稳定地工作在各种荷载组合下。

3. 抗震性能：在设计中需要考虑结构的抗震性能，确保在地震等自然灾害发生时，结构能够安全可靠地承受荷载。

通过采用适当的加强措施和设计方法，提高结构的抗震性能。

4. 经济性：设计过程中需要综合考虑结构的经济性，尽量减少材料的使用量和施工成本，同时保证结构的安全性和稳定性。

通过优化设计方案和材料选择，实现结构设计的经济效益。

设计大跨度钢结构空间管桁架的目的是为了确保结构具备足够的承载能力、稳定性、抗震性能和经济性，满足使用功能要求并保证结构的安全可靠运行。

2.2 结构形式选择要点在选择大跨度钢结构空间管桁架的结构形式时，需要考虑以下关键要点：1. 跨度大小：大跨度钢结构空间管桁架适用于跨度较大的建筑，一般跨度在30米以上。