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管桁架经济性分析

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管桁架经济性分析沈佳星 曹平周（河海大学土木工程学院，江苏 南京 210098）提要：钢桁架是钢结构的常用形式，桁架杆件有多种截面形式，选择经济的截面类型是影响工程设计经济性的重要因素。

普通钢桁架常用角钢截面。

钢管截面具有回转半径较大、相应长细比较小的特点，因而也是一种钢桁架杆件截面的好形式。

钢管混凝土截面除具有钢管截面的优点外，其抗压性能更为优越，特别适合用作受压构件。

本文选取了三榀不同跨度的屋架，杆件截面分别采用双角钢、圆钢管和部分受压杆件采用钢管混凝土进行设计，求出三种设计方案的用钢量，对比分析三种设计方案的经济性，探索钢桁架经济的截面形式。

关键词：桁架；双角钢；圆钢管；钢管混凝土；经济性1．引言普通钢桁架杆件常用角钢截面。

钢管截面具有回转半径较大、相应长细比较小的特点，因而也是一种钢桁架杆件截面的好形式。

钢管混凝土截面除具有钢管截面的优点外，其抗压性能更为优越，特别适合用作受压构件。

本文选取了三种跨度的钢屋架，杆件截面分别采用双角钢、圆钢管和部分受压杆件采用钢管混凝土进行设计，用钢结构设计软件STRAP 进行分析，对比三种设计方案的计算结果和用钢量，探索钢桁架杆件经济截面形式。

2．计算分析模型和承载力计算方法采用钢结构设计软件STRAP建立桁架模型，桁架支座取为铰支座，腹杆两端节点取为铰接点，弦杆贯通。

弦杆按压弯和拉弯构件进行计算，腹杆按轴心受力构件进行计算。

桁架钢材采用Q235，弹性模量取2.05×105MPa，集中荷载作用在桁架节点上。

模型一：跨度24米的梯形钢屋架，端部高度2米，跨中高度3米。

上弦中间节点施加集中力74.88kN，端节点施加集中力37.44kN。

屋架示意图如图1所示（单位：kN/m）。

549模型二：跨度18米的梯形钢屋架，端部高度2米，跨中高度2.9米。

上弦中间节点施。

加集中力35kN，端节点施加集中力17.5kN。

屋架示意图如图2所示（单位：kN/m）模型三：跨度30米的梯形钢屋架，端部高度2米，跨中高度3.5米。

上弦中间节点施。

加集中力43.92kN，端节点施加集中力21.96kN。

屋架示意图如图3所示（单位：kN/m）3．计算结果及分析采用钢结构设计软件STRAP计算可得到桁架中各杆件应力，计算求出的名义内力值和屋架用钢量见表1～表3，部分杆件的应力值超过材料强度设计值，但超出值小于强度设计值的3％，满足设计要求。

表1 模型一名义内力及用钢量双角钢方案 圆钢管方案 部分钢管混凝土方案 杆件号截面 σ(Mpa) 截面 σ(Mpa)截面 σ(Mpa)12 2L140x10 176.3 Φ146x8215 Φ146x4.5(内填C30混凝土) 204.339 2L80x10 212.9 Φ127x8217.2 Φ127x8 217.217 2L50x5 101.5 Φ60x4.577.4 Φ60x4.5 77.438 2L140x90x10 202.1 Φ127x8202.1 Φ114x8(内填C30混凝土) 208.627 2L63x5 191.4 Φ76x5 210.7 Φ76x5 210.719 2L63x5 111.8 Φ60x4.5206.4 Φ60x4.5 208.634 2L75x5 195.7 Φ83x6 202.1 Φ83x6 202.129 2L75x5 32.3 Φ83x6 34.4 Φ83x6 34.431 2L50x5 23.7 Φ60x4.530.1 Φ60x4.5 30.1用钢量 2.275t 1.755t 1.452t550表2 模型二名义内力及用钢量双角钢方案 圆钢管方案 部分钢管混凝土方案杆件号截面 σ(Mpa)截面 σ(Mpa)截面 σ(Mpa)18 2L100x80x6 206.4 Φ89x7 210.7 Φ89x5(内填C30混凝土） 197.858 2L90x56x6 197.8 Φ89x6 217.2 Φ89x6 217.225 2L63x5 25.8 Φ57x4.538.7 Φ57x4.5 38.750 2L100x80x10 105.4 Φ89x6 195.7 Φ89x5(内填C30混凝土） 17239 2L50x5 172 Φ57x4.5221.45 Φ60x4.5 210.727 2L50x5 79.6 Φ57x4.592.5 Φ57x4.5 94.651 2L75x5 139.8 Φ83x6 137.6 Φ83x4.5 174.241 2L50x5 66.7 Φ60x3 120.4 Φ60x4.5 81.729 2L50x5 98.9 Φ57x4.5118.3 Φ57x4.5 120.452 2L63x5 49.5 Φ68x3 96.8 Φ63.5x4.5 83.943 2L63x5 34.4 Φ68x3 64.5 Φ63.5x4.5 55.931 2L63x5 23.7 Φ57x4.538.7 Φ57x4.5 38.7用钢量 1.101t 0.824t 0.765t表3 模型三名义内力及用钢量双角钢方案 圆钢管方案 部分钢管混凝土方案 杆件号截面 σ(Mpa)截面 σ(Mpa)截面 σ(Mpa)30 2L180x110x16 219.3 Φ194x12210.7 Φ159x10(内填C30混凝土) 223.6105 2L160x100x10 225.8 Φ168x10206.4 Φ168x10 206.441 2L50x5 55.9 Φ60x4.540.9 Φ60x4.5 45.282 2L140x90x8 215 Φ121x8208.9 Φ108x8(内填C30混凝土) 193.563 2L90x6 182.3 Φ102x7184.9 Φ108x8(内填C30混凝土) 116.143 2L50x5 129 Φ60x4.579.6 Φ60x4.5 8683 2L100x6 202.1 Φ102x7212.9 Φ108x8(内填C30混凝土) 133.365 2L70x5 172 Φ89x6 148.4 Φ89x6 148.445 2L63x5 79.6 Φ60x4.596.8 Φ60x4.5 101.184 2L90x6 144.1 Φ89x6 204.3 Φ89x6 202.167 2L50x5 118.3 Φ89x6 71 Φ89x6 7147 2L63x5 101.1 Φ60x4.5114 Φ60x4.5 126.987 2L70x5 118.3 Φ89x6 88.2 Φ89x6 83.969 2L63x5 8.6 Φ89x6 4.3 Φ89x6 6.4549 2L70x5 144.1 Φ68x4.5161.3 Φ68x4.5 174.288 2L70x5 66.7 Φ89x6 53.8 Φ89x6 55.989 2L70x5 83.9 Φ89x6 60.2 Φ89x6 66.790 2L50x5 64.5 Φ60x4.523.7 Φ60x4.5 38.791 2L50x5 21.5 Φ89x6 10.8 Φ89x6 10.851 2L63x5 0 Φ60x4.5 2.2 Φ60x4.5 2.2用钢量 4.494t 3.902t 3.425t由上列表看出，圆钢管设计方案和钢管混凝土设计方案的用钢量明显少于双角钢方案，而又以部分受压杆件采用钢管混凝土的方案更为省钢。

对于模型一，圆钢管方案和部分钢管混凝土方案分别比双角钢方案节省22.8%和36.2%的钢材；对于模型二，圆钢管方案和部分钢管混凝土方案分别比双角钢方案节省25.2%和33.2%钢材；对于模型三，圆钢管方案和部分钢管混凝土方案分别比双角钢方案节省13.2%和23.8%钢材。

由此可见，采用钢管截面，并在受压较大的杆件上采用钢管混凝土截面，可以明显地达到节省钢材的目的。

此外双角钢屋架还需另外制作节点板和填板，而钢管屋架的杆件可以采用杆件直接焊接连接，节省551了制作节点板和填板的钢材。

钢管截面是一种钢桁架杆件截面的好形式。

钢管壁厚度较薄，截面材料分布离几何中心较远，且各方向的回转半径相等；与其它型钢截面相比，管截面的回转半径较大，相应的长细比较小，因而管截面作为受压构件比其它型钢截面的承载力要大很多，如果能在部分受压杆件中再灌入混凝土作为受压杆件能进一步增加承载力，并可进一步减小钢管的截面尺寸，达到节省钢材的目的。

4．结论钢管截面是一种钢桁架杆件截面的好形式，对于跨度较大，受荷较重的桁架，使用钢管混凝土作为受压较大杆件的截面，再结合其它钢管截面，比起同样跨度的双角钢屋架，可以节省较多的钢材，具有较明显的经济性。

参考文献[1] 曹平周，朱召泉. 钢结构（第二版）. 北京：科学技术文献出版社，2002[2] 王肇民 建筑钢结构.上海：同济大学出版社，2001[3] 王肇民，宗听聪，宣国梅，沈德洪. 钢结构设计原理. 上海：同济大学出版社，1991[4] 钟善桐. 钢结构. 武汉：武汉大学出版社，2001[5] 聂建国，刘明，叶列平. 钢－混凝土组合结构. 北京：中国建筑工业出版社，2005Economical Analysis on Tube TrussJiaxing Shen Pingzhou Cao(School of Civil Engineering, Hohai University, Nanjing, 210098)Abstract: Steel truss is a common kind of steel structure. There are many kinds of truss member. Selecting economical section types is a significant influencing factor to the economical efficiency of the project. Steel angle is a common section type of truss. Steel tube has larger gyration radius and less slenderness ratio. So it’s a good section type of truss. Concrete-filled steel tube has better compression performance including the strong points of steel tube. So it’s very suitable to use concrete-filled steel tube as compression member.In this article, three trusses with different span were chosen as models. Double angle, round tube and concrete-filled steel tube were separately adopted to design these three trusses. Then the steel consumption of these three design programs was calculated to compare the economical efficiency of them. Thus the economical section type of steel truss was gained.Key words: truss double angle round steel tube concrete-filled steel tube552。

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大跨度钢桁架施工方案优化与经济论证比选

大跨度钢桁架施工方案优化与经济论证比选

大跨度钢桁架施工方案优化与经济论证比选
大跨度钢桁架结构应用范围广泛，如机场航站楼、体育场馆、展览馆、桥梁等。

在其
施工方案优化和经济论证比选中，应考虑以下几个方面：
1. 结构设计方案优化：大跨度钢桁架结构需要满足强度、刚度、稳定性等多重要求，同时也需要考虑到施工难度和成本等因素。

因此，在结构设计方案上，应从多方面出发，
通过合理的布局和优化的节点连接设计等方式，实现轻量化、刚度、稳定性和施工方便等
优点。

2. 施工工艺方案优化：大跨度钢桁架结构在施工时面临的诸多挑战，如高空操作、
安全保障、设备和物料运输等。

因此，在施工工艺方案上，应通过合理的选材、建立安全
管理体系、装备先进的运输和吊装设备等方式，实现高效、安全、无事故的施工过程。

3. 经济性比选：在施工中，成本是一个至关重要的指标。

因此，应通过综合分析多
个方案，如材料成本、施工工资、工程周期等多个维度，进行经济性比选，选择最合适的
方案。

4. 工期进度控制：钢桁架结构施工周期长，需要在施工前制定详细的工期计划，及
时控制施工进度，缩短工期，确保工程顺利进行。

综上所述，大跨度钢桁架施工方案的优化与经济论证比选，需要从结构设计方案、施
工工艺方案、经济性比选和工期进度控制四个方面进行分析，以实现施工效果的最大化。

大跨度飞机定检库钢屋盖结构选型及经济性对比分析

大跨度飞机定检库钢屋盖结构选型及经济性对比分析

大跨度飞机定检库钢屋盖结构选型及经济性对比分析摘要：大型飞机定检库一般下部为混凝土框架结构，屋盖为轻型大跨结构，由于机型较稳定，故定检库沿跨度方向的尺寸较为固定，本文利用3D3S计算分析软件，通过对江西宜春某结构尺寸为66m*63m的大跨度飞机定检库钢屋盖进行结构选型分析及用钢量对比，得出了此类定检库的合理结构选型。

分析表明，对于主体结构，空间管桁架的用钢量约为网架用钢量的1.16倍，对于檩条等非次要结构构件，空间管桁架的用钢量约为网架的1.45倍。

综合分析对比，从总用钢量而言，采用网架结构要优于空间管桁架结构，管桁架结构的总用钢量约为网架结构用钢量的1.2倍。

关键词：钢结构，屋盖，选型，经济性分析1、工程概况及荷载取值项目位于江西省宜春市，结构沿跨度方向的尺寸为66m，沿长度方向的尺寸为63m，距离地面净空要求18m。

结构抗震设防烈度为6度，设计使用年限50年，安全等级为二级，不上人屋面恒荷载取值0.35KN/m2，活荷载取值0.5KN/m2，考虑到屋盖下弦承受一定的灯光荷载，按0.2KN/m2考虑屋架下弦荷载，基本风压（100年重现期）、基本雪压（50年重现期）及温度荷载的取值按照《建筑结构荷载规范》[1]相关条文进行取值。

2、结构选型分析门式刚架工厂加工方便，构件生产速度快，结构施工周期短，能解决现场施工周期紧张的问题，且据了解，目前国内已有较多跨度60m以上采用门式刚架的工程实例[2]，因此，结构选型首推门式刚架，但《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》[3]只适用于房屋高度不大于18m的建筑，若采用门式刚架，突破规范的同时结构的安全性难以保证，本项目经过充分讨论后另选其他结构形式。

与网架相比，管桁架省去了球节点，结构简单，造型方便，本文将网架与管桁架均作为候选方案，此两种结构形式通过比选综合钢材用量来确定最终的结构选型。

2.1空间管桁架方案空间管桁架选用Q355级钢材，采用三角形断面，断面三角形底边长3.3m，高4.2m，每榀桁架的轴线距离13.2m，为保证管桁架整体稳定性，沿纵向布置七道纵向平面桁架支撑，同时，边桁架上、下弦沿横向布置十字交叉撑，每榀桁架均采用下弦支撑。

大跨度管桁架胎架拼装、整体吊装施工工法(2)

大跨度管桁架胎架拼装、整体吊装施工工法(2)

大跨度管桁架胎架拼装、整体吊装施工工法大跨度管桁架胎架拼装、整体吊装施工工法一、前言随着现代建筑技术的不断发展，大跨度管桁架胎架拼装、整体吊装施工工法在大型建筑项目中得到了广泛应用。

该工法以其快速、安全、经济的特点，成为了大跨度建筑施工的首选工法。

本文将对该工法的特点、应用范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析进行详细介绍。

二、工法特点大跨度管桁架胎架拼装、整体吊装施工工法的特点是快速、安全、经济、可靠。

该工法通过在地面进行预制胎架拼装，并采用整体吊装的方式进行安装，不仅可以节省施工时间，还能够最大限度地减少施工成本。

此外，该工法采用优质的材料和工艺，使得施工后的管桁架胎架具有较强的承载能力和稳定性。

三、适应范围大跨度管桁架胎架拼装、整体吊装施工工法适用于各种大型建筑项目，尤其适用于大跨度、大空间的建筑结构。

例如，体育馆、会议中心、机场航站楼等都可以采用该工法进行施工。

四、工艺原理大跨度管桁架胎架拼装、整体吊装施工工法的工艺原理主要是通过对施工工法与实际工程之间的联系的分析与解释，采取相应的技术措施。

具体来说，该工法首先在地面进行管桁架胎架的预制拼装，并在施工现场进行必要的调整和加固。

然后，通过起重设备将拼装好的胎架整体吊装到指定位置，并进行定位和固定。

最后，完成胎架的安装和连接，形成稳定的建筑结构。

五、施工工艺大跨度管桁架胎架拼装、整体吊装施工工法的施工工艺主要包括以下几个阶段：1. 基础施工：根据设计要求，在施工现场进行基础的施工，包括浇筑混凝土、埋设钢筋等工作。

2. 胎架拼装：在地面进行胎架的预制拼装，包括连接管件、组装构件等工作。

3. 胎架整体吊装：使用起重设备将拼装好的胎架整体吊装到指定位置，并进行定位和固定。

4. 安装和连接：完成胎架的安装和连接，包括拼接钢梁、焊接接头等工作。

5. 检验和验收：对完成的胎架进行检验和验收，确保符合设计要求和质量要求。

大跨度钢桁架施工方案优化与经济论证比选

大跨度钢桁架施工方案优化与经济论证比选

大跨度钢桁架施工方案优化与经济论证比选大跨度钢桁架是一种常用的结构形式，广泛应用于体育馆、展览馆、会议中心等大型建筑中。

针对大跨度钢桁架施工，需要进行方案优化与经济论证比选，以确保在满足施工要求的实现经济效益。

方案优化的目标是提高施工效率，并降低施工成本。

在施工方案中应考虑以下几个方面：1. 施工序列优化：通过合理安排施工的先后顺序，减少工序之间的冲突和依赖关系，提高施工的连续性。

需要合理安排材料和设备的进场次序，以最大程度地减少等待和停工时间。

2. 建设设备选择：选择适当的施工设备和工具，以提高施工效率。

使用大型起重机可以减少吊装次数和时间，降低施工成本。

3. 建设工艺改进：优化施工工艺，采用现代化的施工方法和技术，如预制加工和现浇施工相结合，减少现场操作，提高施工效率。

应合理安排材料的运输和存放，避免浪费和损坏。

然后，进行经济论证比选，以确定最经济的施工方案。

经济论证比选主要从以下几个方面考虑：1. 施工成本：比较不同施工方案的直接施工成本，包括人工成本、材料成本、设备成本等。

需要综合考虑各项费用，并进行详细的成本核算和比较。

2. 施工周期：比较不同施工方案的施工周期，包括进场准备时间、实际施工时间和竣工时间。

需要考虑施工周期对项目整体进度的影响，并选取施工周期较短的方案。

3. 工程质量：比较不同施工方案的工程质量，包括结构安全性、建筑外观质量等。

需要评估施工方案对工程质量的影响，并选择施工质量较高的方案。

4. 技术可行性：比较不同施工方案的技术可行性，包括施工方法、设备技术等。

需要考虑施工方案是否符合相关规范和标准，并评估技术风险。

根据方案优化和经济论证比选的结果，选择最优的施工方案。

需要综合考虑方案的施工效率、经济效益和技术可行性，并根据具体项目情况进行权衡和选择。

还需进行合理的预测和风险评估，以确保项目的成功实施。