管桁架结构-2-2

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。

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。

桁架结构知识点总结归纳桁架结构是一种由多个杆件组成的支撑结构，它具有高强度、刚度和稳定性的特点，常用于建筑、桥梁和其他工程结构中。

桁架结构的设计和施工需要考虑多方面的因素，包括荷载、材料、连接方式等。

在本文中，我们将对桁架结构的基本知识点进行总结归纳，希望能够帮助读者更好地理解和应用桁架结构。

1.桁架结构的基本组成桁架结构由杆件、节点和连接件组成。

杆件是桁架结构的基本构件，它可以是直线型或曲线型的。

节点是杆件的连接点，通过节点将杆件连接在一起，形成桁架结构的整体。

连接件用于连接节点和杆件，常见的连接方式包括焊接、螺栓连接和销钉连接等。

2.桁架结构的类型桁架结构可以根据其构造形式分为平面桁架和空间桁架两种类型。

平面桁架是由一层平面构件组成的桁架结构，而空间桁架由多层平面构件组成的桁架结构。

根据杆件的形状和排列方式，桁架结构还可以分为平行桁架、交叉桁架、空间平行桁架等不同类型。

3.桁架结构的荷载特点桁架结构通常承受静载、动载和温度载荷等多种荷载。

静载是指桁架结构在静止状态下所承受的荷载，包括自重、外加荷载等；动载是指桁架结构在运动状态下所承受的荷载，包括风载、地震载等；温度载荷是指由于温度变化引起的结构变形和内力。

4.桁架结构的受力分析桁架结构的受力分析是设计和施工中的关键环节，它通过计算杆件和节点的内力、变形等参数，确定结构的稳定性和安全性。

在受力分析中需要考虑桁架结构的整体稳定性、节点的刚度和连接件的受力情况等。

5.桁架结构的设计要点桁架结构的设计需要考虑多方面的因素，包括结构的荷载、材料、构造形式等。

在设计中需要合理选择杆件的截面形状和尺寸、节点的连接形式和构造方法、连接件的选型和布局等。

此外，还需要考虑桁架结构的整体稳定性、杆件的疲劳寿命和变形控制等。

6.桁架结构的施工工艺桁架结构的施工包括杆件的加工、节点的装配和连接件的安装等多个环节。

在施工中需严格控制杆件的制作质量、节点的装配精度和连接件的安装工艺。

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。

25Building Structure专业软件讲座We learn we go3D3S10.0钢管桁架结构计算和分析上海同磊土木工程技术公司3D3S 技术部3D3S V10.0版钢管桁架结构在后处理以及相贯加工方面增加了一些功能，增加了后处理菜单中定义、查询、取消杆件顺序号等命令以及相贯加工菜单，其中包括相贯加工控制参数、杆件下料、生成法因相贯加工数据、生成国际标准ISO 相贯加工数据等命令。

更好地满足了客户对相贯加工参数的控制以及输出数据的有效利用。

桁架模块适用于任何形式的平面及空间桁架结构，包含滑移、沉降、弹性等多类支座形式，跨度及具体体型不限，适用于桁架与多种形式的混合结构：钢柱+桁架、 框架+桁架、张拉弦+桁架、网架+桁架等。

下面简单介绍一下3D3S 10.0钢管桁架结构的设计流程：建模—计算分析以及设计—节点验算—后处理—施工图绘制——相贯加工。

1 建模3D3S10.0钢管桁架结构模块是将建模、分析计算与后处理以及相贯加工结合在一起的有限元分析设计软件，其目标对象是从其他结构设计软件中导入并在空间建模中扩充的结构模型以及3D3S 中的自建模型（图1）。

图1 3D3S 钢管桁架结构模块界面可以由一根或二根或三根或四根辅助线直接生成桁架，或通过LINE 命令画出桁架杆件，或直接导入ACAD 桁架模型。

使用结构编辑工具编辑模型构件属性，确定模型的结构体系，分为四种：平面桁架、平面框架、空间桁架、空间框架，见图2。

如图1所示的模型，要把其结构体系定义为空间框架，然后把上部结构进行单元释放，见图3。

图2 结构体系选择 图3 定义单元释放3D3S10.0钢管桁架结构模块中节点荷载、单元荷载、面荷载、地震作用、温度荷载、支座位移等自由添加，配合预应力模块，可进行预张力索构件的添加，见图4。

图4 荷载库2计算分析和设计1）进行各个工况和组合的内力分析，得到相应的内力和位移，见图5，6。

图5 查询内力图6 查询最大位移2）配合高级版的基本模块，可以进行几何非线性的内力和位移计算，得到结构的极限承载力。

桁架结构体系在本小节中我们要给大家介绍桁架结构体系的组成、优缺点及适用范围；桁架结构体系的合理布置原则及及受力特点。

桁架结构组成:一般由竖杆，水平杆和斜杆组成（图1-23）。

图1－23 桁架结构在房屋建筑中，桁架常用来作为屋盖承重结构，这时常称为屋架。

用于屋盖的桁架体系有两类：（1）平面桁架，用于平面屋架；（2）空间桁架，用于空间网架。

这两类桁架的共同特点是它们都由一系列只受同向拉力或压力的杆件连接而成。

作为桁架结构的整体来说，它们在荷载作用下受弯、受剪；但作为桁架结构中的杆件来说，只承受轴向力，不承受弯矩、剪力和扭矩。

桁架结构的最大特点是，把整体受弯转化为局部构件的受压或受拉，从而有效地发挥出材料的潜力并增大结构的跨度。

桁架结构受力合理、计算简单、施工方便、适应性强，对支座没有横向推力，因而在结构工程中得到了广泛的应用。

屋架的主要缺点是结构高度大，侧向刚度小。

结构高度大，增加了屋面及围护墙的用料，同时也增加了采暖、通风、采光等设备的负荷，并给音响控制带来困难。

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，这就需要设置支撑。

桁架是较大跨度建筑的屋盖中常用的结构型式之一。

在一般情况下，当房屋的跨度大于18m时，屋盖结构采用桁架比梁经济。

屋架按其所采用的材料区分，有钢屋架、木屋架、钢木屋架和钢筋混凝土屋架等。

钢筋混凝土屋架当其下弦采用预应力钢筋时，称为预应力钢筋混凝土屋架。

目前，我国预应力钢筋混凝土屋架的跨度已做到60多米，钢屋架的跨度已做到70多米。

一、桁架结构的型式与受力特点屋架结构的型式很多:（1）按屋架外形的不同，有三角形屋架、梯形屋架、抛物线屋架、折线型屋架、平行弦屋架等。

（2）根据结构受力的特点及材料性能的不同，也可采用桥式屋架、无斜腹杆屋架或刚接桁架、立体桁架等。

我国常用的屋架有三角形、矩形、梯形、拱形和无斜腹杆屋架等多种型式，见图1-24。

图1-24常用的屋架型式（a）三角形屋架（b）平行弦屋架（矩形）（c）梯形屋架（再分式）（d）拱形屋架（e）下撑式屋架（f）无斜腹杆屋架尽管桁架结构中以轴力为主，其构件的受力状态比梁的结构合理，但在桁架结构各杆件单元中，内力的分布是不均匀的。

桁架结构第三章桁架(屋架)结构只受结点荷载作⽤的等直杆的理想铰结体系称桁架结构。

它是由⼀些杆轴交于⼀点的⼯程结构抽象简化⽽成的。

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。

1．优点：受⼒合理、计算简单、施⼯⽅便、适应性强，对⽀座⽆横向推⼒，应⽤⼴泛。

2．缺点：结构⾼度⼤，侧向刚度⼩。

结构⾼度⼤增加了屋⾯及围护墙的⽤料，同时也增加了采暖、通风、采光等设备的负荷，并给⾳响控制带来困难。

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，这就需要设置⽀撑。

⼀般房屋的纵向侧向⼒并不⼤，但⽀撑很多，都按构造(长细⽐)要求确定截⾯，故耗钢不少却未能材尽其⽤。

第三章桁架结构3.1桁架结构的受⼒特点3.2屋架结构的型式3.3屋架结构的选型与布置3.4⽴体桁架3.5 张弦结构3.6 桁架结构的其他型式桁架的受⼒与梁的区别1、上弦受压、下弦受拉，形成⼒偶来平衡外荷载所产⽣的弯矩。

2、由斜腹杆轴⼒中的竖向分量来平衡外荷载所产⽣的剪⼒。

3、桁架结构中，各杆单元均为轴向受拉或轴向受压构件，使材料的强度可以得到充分的发挥。

主桁架（1）直杆：组成桁架的所有各杆都是直杆，所有各杆的中⼼线(轴线)都在同⼀平⾯内，这⼀平⾯称为桁架的中⼼平⾯。

⽊材――榫接、钉连接钢桁架――焊接或螺栓连接3.1.2桁架结构计算的假定（2）节点均为铰节点：桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点。

钢筋混凝⼟――刚性连接严格地说，钢桁架和钢筋混凝⼟桁架都应该按刚架结构计算，各杆件除承受轴⼒外还承受弯矩的作⽤。

但进⼀步的理论分析和⼯程实践经验表明，上述杆件内的弯矩所产⽣的应⼒很⼩，只要在节点构造上采取适当的措施，该应⼒对结构或构件不会造成危害，故⼀般计算中桁架结构节点均按铰接处理。

3.1.2桁架结构计算的假定（2）节点均为铰节点：桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点。

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。

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。

一般情况下，按强度控制面而选用的杆件不会因为种种原因的刚度要求而加大截面。

一般计算原则。

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，并应根据具体情况，对地震、温度变化、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。

双预应力管桁架结构技术指标双预应力管桁架结构，听上去是不是有点高大上？别急，先别被这些专业术语吓着，其实它就像一座超强的“钢铁桥梁”，能够支撑起好多重物，保护咱们的安全。

咱们可以把它想象成一根无形的骨架，它不光能承受重力，还能应对那些常见的“天灾人祸”，比如大风大雨，甚至是地震这些突发状况。

说白了，这种结构就像给建筑装上了个“防护罩”，即便风吹雨打，也能稳如老狗。

说到双预应力，大家可能会想，这“预应力”到底是个啥意思？简单点说，就是在构件制作时，给它“提前加点压力”，让它自己先“紧张”一下，以后就不容易“崩溃”了。

打个比方，你想象一下，拉弓射箭的时候，弓弦是先拉紧的，射出去的箭才更精准。

双预应力管桁架结构的“弓弦”就是那些钢筋和管道，通过预先加压，把整个结构的强度给提升上去。

这样，它就能承受更大的压力，连地震都不怕！再来说说“管桁架”这个名字。

管桁架，顾名思义，就是由管子和桁架组成的。

管子就像是骨架中的筋骨，桁架则是连接这些筋骨的“支点”，它们相互配合，形成一个坚固的整体。

你可以把它想成一个“高科技积木”，每一块都是经过精心设计的。

就像是搭建乐高城堡一样，每一根钢管、每一根桁架，都必须精确对接，才能构成一个稳定又强大的结构。

说实话，这种设计真是让人眼前一亮，简直是建筑界的“黑科技”！有的人可能会问了，既然这么厉害，为什么不早就广泛应用了呢？嘿，这问题问得好！双预应力管桁架结构的设计和制造要求真的是有点高。

每一根管桁架都得按照严格的标准来制作，安装时还得精确到毫米。

稍微有一点偏差，可能就影响到整体的稳定性。

再加上施工难度也比较大，得靠高水平的技术工人来完成，所以它并不是随便哪个项目都能用的。

不过，一旦应用起来，效果可真是让人叹为观止！讲到这里，很多人可能会好奇，这种结构究竟能在哪些地方发挥作用呢？别着急，给你举个例子。

你看那种大型的体育馆、展览馆，或者高层建筑的支撑结构，它们都特别适合用这种技术。