桁架结构设计

第1篇一、工程概况本项目为某大型体育场馆，位于我国某城市。

建筑占地面积约40,000平方米，建筑面积约30,000平方米。

建筑主体采用钢结构，桁架结构体系，屋盖采用球面网壳结构。

本工程结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度为8度，场地类别为II 类。

二、桁架结构设计1. 桁架类型：本工程桁架结构采用单层平面桁架，弦杆采用焊接H型钢，腹杆采用焊接钢管。

2. 桁架间距：桁架间距为6米，桁架高度为4米。

3. 桁架跨度：屋盖跨度为150米，桁架长度为75米。

4. 桁架连接：桁架采用焊接连接，弦杆与腹杆采用高强螺栓连接。

三、桁架结构施工1. 施工准备（1）施工图纸审核：施工前，组织技术人员对施工图纸进行全面审核，确保设计合理、施工可行。

（2）施工方案编制：根据设计图纸，结合现场实际情况，编制详细的施工方案。

（3）材料设备准备：根据施工方案，准备所需材料、设备，确保材料质量合格，设备性能良好。

2. 施工过程（1）基础施工：根据设计要求，进行基础施工，确保基础承载力满足桁架结构要求。

（2）柱子施工：按照设计要求，进行柱子施工，确保柱子垂直度、水平度满足要求。

（3）桁架制作：在工厂内，根据设计图纸，进行桁架制作。

桁架制作完成后，进行质量检验，确保桁架质量符合要求。

（4）桁架运输：将制作完成的桁架运输至施工现场。

（5）桁架吊装：采用塔吊进行桁架吊装。

吊装前，对塔吊进行严格检查，确保吊装安全。

吊装过程中，严格按照施工方案进行，确保桁架位置准确。

（6）桁架焊接：桁架吊装到位后，进行桁架焊接。

焊接过程中，严格控制焊接质量，确保桁架结构稳定性。

（7）桁架连接：桁架焊接完成后，进行桁架连接。

连接过程中，确保连接牢固，满足设计要求。

3. 施工质量控制（1）严格控制材料质量，确保材料合格。

（2）加强施工过程控制，确保施工质量。

（3）对关键工序进行检验，确保施工质量符合要求。

四、施工总结1. 本工程桁架结构施工过程中，严格按照设计要求、施工方案进行，确保施工质量。

结构力学实验土木建筑学院实验名称：平面桁架结构的设计实验题号:梯形桁架D2-76姓名:学号：指导老师:实验日期:一、实验目的在给定桁架形式、控制尺寸和荷载条件下，对桁架进行内力计算，优选杆件截面，并进行刚度验算。

①掌握建立桁架结构力学模型的方法，了解静定结构设计的基本过程；②掌握通过多次内力和应力计算进行构件优化设计的方法；③掌握结构刚度验算的方法。

梯形桁架D ；其中结点1到结点7的水平距离为15m；结点1到结点8的距离为2m；结点7到结点14的距离为3m。

选用的是Q235钢，[ɑ]=215MPa。

完成结构设计后按如下步骤计算、校核、选取、设计、优化二、强度计算1）轴力和应力2）建立结构计算模型后，由“求解→内力计算”得出结构各杆件的轴力N（见图3）再由6=N/A得出各杆件应力。

表1内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)--------------------------------------------------------------------------------------------杆端 1 杆端 2------------------------------------- ------------------------------------------ 单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩--------------------------------------------------------------------------------------------1 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.000000002 51.9230769 0.00000000 0.00000000 51.9230769 0.00000000 0.000000003 77.1428571 0.00000000 0.00000000 77.1428571 0.00000000 0.000000004 67.5000000 0.00000000 0.00000000 67.5000000 0.00000000 0.000000005 39.7058823 0.00000000 0.00000000 39.7058823 0.00000000 0.000000006 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.000000007 -54.0000000 0.00000000 0.00000000 -54.0000000 0.00000000 0.000000008 -52.0383336 0.00000000 0.00000000 -52.0383336 0.00000000 0.000000009 -77.3140956 0.00000000 0.00000000 -77.3140956 0.00000000 0.0000000010 -81.1798004 0.00000000 0.00000000 -81.1798004 0.00000000 0.0000000011 -81.1798004 0.00000000 0.00000000 -81.1798004 0.00000000 0.0000000012 -67.6498337 0.00000000 0.00000000 -67.6498337 0.00000000 0.0000000013 -39.7940198 0.00000000 0.00000000 -39.7940198 0.00000000 0.0000000014 -54.0000000 0.00000000 0.00000000 -54.0000000 0.00000000 0.0000000015 66.4939824 0.00000000 0.00000000 66.4939824 0.00000000 0.0000000016 -41.5384615 0.00000000 0.00000000 -41.5384615 0.00000000 0.0000000017 33.3732229 0.00000000 0.00000000 33.3732229 0.00000000 0.0000000018 -21.8571428 0.00000000 0.00000000 -21.8571428 0.00000000 0.0000000019 5.27613031 0.00000000 0.00000000 5.27613031 0.00000000 0.0000000020 -18.0000000 0.00000000 0.00000000 -18.0000000 0.00000000 0.0000000021 19.7385409 0.00000000 0.00000000 19.7385409 0.00000000 0.0000000022 -31.5000000 0.00000000 0.00000000 -31.5000000 0.00000000 0.0000000023 42.0090820 0.00000000 0.00000000 42.0090820 0.00000000 0.0000000024 -47.6470588 0.00000000 0.00000000 -47.6470588 0.00000000 0.0000000025 62.0225709 0.00000000 0.00000000 62.0225709 0.00000000 0.00000000结构轴力图表2桁架四类杆内力与应力计算表3所得各类杆件性质上弦杆 下弦杆 直腹杆 斜腹杆 初选截面 截面D*t （mm ）63.5-2 60-2 42-2 45-2.5 截面面积（mm 2）386.4 364.4 251.3 333.8 最大轴力（KN ）-81.180 77.143 -54.000 66.494 最大应力（MPa ）210.1 211.7 214.9 199.2 调整 截面 截面型号63.5-2 60-2 42-2 45-2.5 截面面积（mm 2）386.4 364.4 251.3 333.8 最大轴力（KN ）-81.180 77.143 -54.000 66.494 最大应力（MPa ）210.1 211.7 214.9 199.2上弦杆 下弦杆 直腹杆 斜腹杆 EA(KN)77283.1873513.27 50265.48 62046.45 EI(KN*m 2) 36.5814.06 10.0812.15三、强度校核根据0.9[ɑ]≤6≤[ɑ]；对于Q235钢，[6]=215MPa；参考公式：A=0.25π[D2+-（D-2t）2];I=π[D4-(D-2t)4]/64.对截面进行强度校核。

异形桁架工程设计方案一、引言随着建筑结构设计理论的不断完善和仿真软件的广泛应用，异形桁架结构在建筑工程中得到了广泛应用。

异形桁架结构设计方案是工程设计过程中的重要步骤，可直接影响到结构的安全性、经济性和美观性。

因此，本文拟针对异形桁架工程设计方案展开论述，通过分析结构特点、设计原则和设计方法，制定出符合规范要求和实际工程需求的设计方案，以及对异形桁架结构最佳的设计方案选择。

二、异形桁架结构特点异形桁架结构是由各种不同截面形式的杆件组成，常见的包括角钢、工字钢、矩形管、圆管等。

与传统桁架结构相比，异形桁架结构具有以下特点：1. 杆件截面形式多样：异形桁架结构中所使用的杆件截面形式较为多样，可根据实际工程需要进行合理选择，以满足结构的承载能力和美观性要求。

2. 结构节点复杂：异形桁架结构中的节点连接方式较为复杂，需要考虑不同截面的杆件之间的连接方式，以及节点的刚度和强度要求。

3. 结构构形多变：异形桁架结构可以根据不同的设计要求和建筑风格，设计出不同的构形，如平面上下扭曲的异形桁架、立体空间中的异形桁架等。

4. 施工难度较大：异形桁架结构的施工难度较大，需要进行严格的施工工艺控制和质量监督，以确保结构的安全性和稳定性。

三、异形桁架结构设计原则在进行异形桁架结构设计时，需要遵循一些基本的设计原则，以保证结构设计的合理性和安全性：1. 结构安全性原则：异形桁架结构设计应以确保结构的安全性和稳定性为首要目标，要充分考虑结构在承载和使用过程中的各种受力情况，避免结构发生失稳和破坏。

2. 结构经济性原则：异形桁架结构的设计应以经济性为基础，尽可能减少材料用量和施工成本，以降低结构的造价。

3. 结构美观性原则：异形桁架结构的设计应结合建筑的整体风格和要求，设计出美观大方的结构形式，以满足建筑的美学需求。

4. 结构施工性原则：异形桁架结构的设计应考虑到结构的施工要求和施工工艺，以确保结构的施工顺利进行。

四、异形桁架结构设计方法在进行异形桁架结构设计时，可采用以下一些常用的设计方法，以满足结构的设计要求和实际工程需要：1. 结构分析与计算：通过有限元分析等方法，对异形桁架结构进行受力分析和计算，确定结构的承载能力和节点的受力情况。

桁架搭建方案第1篇桁架搭建方案一、项目背景随着我国经济的快速发展，各类建筑工程对结构安全性、经济性和美观性的要求越来越高。

桁架结构作为一种常见的建筑结构形式，具有受力合理、节约材料、施工速度快等优点，被广泛应用于各类建筑工程中。

为确保桁架搭建过程的合法合规，提高工程质量和安全性，特制定本桁架搭建方案。

二、桁架结构选型1. 根据工程需求，结合建筑物的用途、跨度、荷载等因素，选择合适的桁架结构形式。

2. 桁架结构形式包括：平面桁架、空间桁架、空腹桁架、张弦桁架等。

3. 本项目采用平面桁架结构，桁架节点采用焊接连接，确保结构安全可靠。

三、材料选择与要求1. 钢材：应符合国家相关标准规定，具有出厂合格证及检测报告。

2. 钢材品种、规格、性能等应符合设计要求。

3. 焊接材料：应选用与母材性能匹配的焊接材料，确保焊接质量。

4. 混凝土：应符合国家现行标准规定，混凝土强度等级应符合设计要求。

四、施工工艺1. 施工准备：对施工现场进行清理，确保施工场地平整、干净。

2. 放线定位：根据设计图纸，放出桁架的轴线、边界线及预埋件位置线。

3. 钢材下料：根据设计图纸和施工工艺，进行钢材下料。

4. 钢材加工：对下料的钢材进行加工，包括切割、弯曲、焊接等。

5. 桁架拼装：在施工现场进行桁架的拼装，拼装顺序应符合施工工艺要求。

6. 焊接施工：采用二氧化碳气体保护焊进行焊接，确保焊接质量。

7. 桁架吊装：采用合适的吊装设备进行桁架的吊装，吊装过程应符合安全规范。

8. 质量检测：对桁架结构进行质量检测，包括尺寸偏差、焊缝质量等。

9. 防腐处理：对桁架结构进行防腐处理，确保结构使用寿命。

10. 结构验收：结构验收应符合国家现行标准规定，验收合格后方可进行后续施工。

五、施工安全措施1. 施工前，对施工人员进行安全技术交底，确保施工人员了解施工过程中的安全注意事项。

2. 施工现场应设置安全警示标志，提醒施工人员注意安全。

3. 施工过程中，应定期对施工设备进行检查、维护，确保设备安全运行。

桁架结构优化设计一般所谓的优化，是指从完成某一任务所有可能方案中按某种标准寻找最佳方案。

结构优化设计的基本思想是，使所设计的结构或构件不仅满足强度、刚度与稳定性等方面的要求，同时又在追求某种或某些目标方面（质量最轻，承载最高，价格最低，体积最小）达到最佳程度。

对于图1-1的结构，已知L=2m，x b=1m，载荷P=100kN，桁架材料的密度r=7.7x10-5N/mm3，[δt]=150Mpa，[δc]=100Mpa，y b的范围：0.5m≦y b≦1.5m。

图1-1 桁架结构设计变量与目标函数（质量最小）预定参数（设计中已确定，设计者不能任意修改的量）：L ， x b ，P ，r ，[δt ] ，[δc ]设计变量（可由设计者调整的量）y b ，A 1，A 2 约束条件（对设计变量的约束条件） （1） 强度条件约束（截面、杆件的强度） （2） 几何条件约束（B 点的高度范围） 目标函数：桁架的质量W （最小）解：1. 应力分析0sin sin 02112=--=∑θθN N F x0cos cos 02112=---=∑P N N Fyθθ由此得：)sin(sin 2111θθθ+=p N )sin(sin 2122θθθ+-=p N由正弦定理得：ly l x pN B B 21)(2-+=ly x pN BB 222+=由此得杆1和2横截面上的正应力121)(2lA y l x pB B -+=σ2222lA y x pB B +=σ2.最轻质量设计目标函数（桁架的质量）))((222122B B y x A y l x A W B B ++-+=γ（1-1）约束条件[][]⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤+≤-+c B t B lA y x p lA y l x p B B σσ221222)( （1-2）0.5≦y b ≦1.5（m ） （1-3） （于是问题归结为：在满足上述约束条件下，确定设计变量y b ，A 1，A 2，使目标函数W 最小。

木结构桁架设计（一）[资料来源：木结构设计手册]一、桁架结构形式的选择和布置1. 桁架结构形式的分类和选择木屋盖除了屋面构件外，还有屋盖承重结构。

屋盖承重结构分为原木或方木结构和胶合木结构两类，根据杆件体系可分为桁架、拱和框架等三类。

屋架一般为平面桁架，它承受作用于屋盖结构平面内的荷载，并把这些荷载传递至下部结构(如墙或柱子)。

桁架根据下弦所用材料又分为木材7架和钢木椅架两类。

桁架结构形式的选择，应根据建筑上的要求、材料供应、制造条件和结构本身的合理性和可能性等因素来确定，并宜采用静定的结构体系。

木桁架，目前常用的还是原木或方木结构。

钢木桁架为采用钢材作下弦的桁架，钢木桁架能消除木材缺陷(木节、裂缝及斜纹)对桁架受拉下弦及其连接的不利影响，提高桁架的安全可靠程度和刚度。

在下列情况下，宜选用钢木桁架：(1)当所用木材不能满足下弦的材质标准时；(2)设有悬挂吊车和有振动荷载的中小型工业厂房；(3)当桁架跨度较大或使用湿材时；(4)木构件表面温度达到40~50°C；(5)采用落叶松或云南松等在干燥过程中易于翘裂的木材，且其跨度超过15m(对于原木)或12m(对于方木)；(6)采用新利用树种木材，且其跨度超过9m。

2.桁架的外形桁架的外形应根据所采用的屋面材料、桁架跨度、建筑造型、制造条件和桁架的受力性能等因素来确定。

木桁架的外形通常有三角形、梯形及多边形等三种(图6.3.1)，当采用胶合木结构时，还可用拱形。

对砖木结构房屋，我国目前常用的屋面材料为粘土瓦、彩色混凝土瓦及多彩沥青油毡瓦等，需要的排水坡度较大，故一般均采用三角形桁架；这种桁架与梯形、多边形桁架相比较，其受力性能较差，用料较费，且建筑造型也不太好，因此其跨度不宜超过18m。

当跨度再大时，应选用彩钢压型板或其他轻质材料作屋面材料。

采用梯形或多边形桁架时，其跨度可达24m。

对于更大跨度的公共建筑，宜选用胶合木结构。

3.桁架的间距桁架的间距应根据房屋的使用要求、桁架的承载能力、屋面和吊顶结构的经济合理性以及常用木材的规格等因素来确定。

桁架结构建模课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握桁架结构的基本概念、分类及特点；2. 使学生了解桁架结构在工程中的应用及优势；3. 培养学生对桁架结构建模软件的操作能力。

技能目标：1. 能够运用所学知识对桁架结构进行分类和分析；2. 掌握桁架结构建模的基本步骤，能够独立完成简单桁架结构的建模；3. 学会利用建模软件对桁架结构进行受力分析和优化设计。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学、追求真理的精神；2. 培养学生具备团队合作意识，学会在团队中发挥个人优势；3. 增强学生对我国建筑事业的认同感，激发为我国建筑事业贡献力量的意愿。

课程性质：本课程属于工程专业课程，旨在培养学生对桁架结构建模的实际操作能力。

学生特点：学生具备一定的力学基础和计算机操作能力，对工程实践有较高的兴趣。

教学要求：结合实际工程案例，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程中，为我国建筑事业培养具备实践能力的优秀人才。

课程目标分解为具体学习成果，以便后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 桁架结构基本概念：介绍桁架的定义、分类及特点，使学生了解桁架结构在工程中的应用。

教材章节：第一章 桁架结构概述2. 桁架结构受力分析：讲解桁架结构的受力特点，分析桁架结构在受力过程中的内力分布。

教材章节：第二章 桁架结构受力分析3. 桁架结构建模方法：介绍桁架结构建模的基本原理和常用建模软件，指导学生掌握建模步骤。

教材章节：第三章 桁架结构建模方法4. 桁架结构建模实践：结合实际工程案例，指导学生运用建模软件进行桁架结构建模。

教材章节：第四章 桁架结构建模实践5. 桁架结构优化设计：分析桁架结构优化设计的方法，指导学生利用建模软件对桁架结构进行优化。

教材章节：第五章 桁架结构优化设计6. 桁架结构建模案例分析：选取典型桁架结构建模案例，分析其建模过程及优化方法。

教材章节：第六章 桁架结构建模案例分析教学内容安排和进度：共安排6个课时，每个课时对应上述一个教学内容。

renchunmin一、设计计算资料1. 办公室平面尺寸为18m ×66m ，柱距8m ，跨度为32m ，柱网采用封闭结合。

火灾危险性：戊类，火灾等级：二级，设计使用年限：50年。

2. 屋面采用长尺复合屋面板，板厚50mm ，檩距不大于1800mm 。

檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢C200×70×20×2.5，屋面坡度i =l/20～l/8。

3. 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.800m ，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。

上柱截面为600mm ×600mm ，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值f c ＝14.3N/mm 2。

抗风柱的柱距为6m ，上端与屋架上弦用板铰连接。

4. 钢材用 Q235-B ，焊条用 E43系列型。

5. 屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸如下图所示。

6. 该办公楼建于苏州大生公司所属区内。

7. 屋盖荷载标准值：(l) 屋面活荷载 0.50 kN/m 2(2) 基本雪压 s 0 0.40 kN/m 2(3) 基本风压 w 0 0.45 kN/m 2(4) 复合屋面板自重 0.15 kN/m 2(5) 檩条自重 查型钢表(6) 屋架及支撑自重 0.12+0. 01l kN/m 28. 运输单元最大尺寸长度为9m ，高度为0.55m 。

二、屋架几何尺寸的确定1.屋架杆件几何长度屋架的计算跨度mm L l 17700300180003000=-=-=，端部高度取mmH 15000=跨中高度为mm 1943H ,5.194220217700150020==⨯+=+=取mm L i H H 。

跨中起拱高度为60mm （L/500）。

梯形钢屋架形式和几何尺寸如图1所示。

120图1 梯形屋架形式和几何尺寸（虚线为起拱后轮廓）2.檩条、拉条、及撑杆：长尺复合屋面板可以不考虑搭接需要，檩条最大允许间距为1800mm 。

另外，屋架上弦节点处一般应设檩条。

木结构桁架设计的基本原则1. 桁架的高跨比桁架跨度中央的高度h与跨度l的比值称为高跨比。

为保证桁架具有足够的刚度,按桁架的外形,分别规定木桁架、钢木桁架高跨比的最小限值如表6.3.1所示。

高跨比值已符合表6.3.1规定的桁架,不必再核算其挠度。

2. 桁架的预起拱度为了消除桁架可见的挠度,不论木桁架或钢木桁架,皆应在制造时预先向上起拱。

起拱度通常取为桁架跨度的1/200。

起拱时应保持桁架的高跨比不变,木桁架常在下弦接头处提高(图6.3.9),而钢木桁架则常在下弦节点处提高。

3. 桁架节间的划分桁架节间的划分原则是:根据荷载、跨度及所用木材强度设计值的大小进行节间划分,在常用木材规格范围内,充分利用上弦的承载能力。

因为在木桁架的总挠度中,大部分是由节点及接头处非弹性变形(制造不紧密、干缩变形及横纹承压变形等)的累积造成的,若将节间划分过小,势必因节点增多而加大桁架的挠度,并使桁架的制造工作量加重。

对于无下弦荷载的钢木桁架,应尽量扩大下弦的节间长度,减少下弦节点数,这样,不但可以减小挠度,而且方便施工,节约钢材。

划分节间时,还应注意不使斜杆与弦杆的夹角过小,以利构件的工作和制造。

4. 桁架的自重桁架自重一般可按下列经验公式估算式中gz一一桁架自重的标准值,按屋面水平投影面积计算(kN/m2); l一一桁架跨度(m)。

由于桁架自重在全部荷载中所占的比率很小,故当设计完毕后桁架的实际自重与按上式所估算的自重略有出入时,一般不必进行重算。

为了简化计算,当仅有上弦荷载时,可认为桁架的自重完全作用在上弦节点处;当上、下弦均有荷载时,则认为自重按上、下弦各半分配。

5. 荷载组合荷载组合应遵照现行《建筑结构荷载规范》第3.2.3及3.2.5条有关规定,当仅有恒荷载或恒荷载产生的内力超过全部荷载所产生的内力的80%时,应遵照表3.4.4注1规定。

求桁架杆件内力时,恒荷载(包括自重)按全跨分布。

活荷载除按全跨分布外,尚应根据各种桁架的受力特点,分别按可能出现的不利分布情况进行组合。