『工程建设与设计 丽
某屋盖钢桁架结构分析与设计
Ｓｔｅｅｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｏｎｅ Ｒｏｏｆ
陈婕 （国家知识产权局专利局，北京１０００８８） Ｃ既ＮＪｉｅ （ＳｔａｔｅｌｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌＰｒｏｐｅｒｔｙＯｆｆｉｃｅｏｆＣｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８８，Ｃｈｉｎａ） 【摘要】主要介绍了某屋盖钢桁架结构的体系、分析条件、相关计算结果及支座节点的设计等。通过整体模型与钢 结构单一模型分析的结果对比表明，整体模型所得结果更加符合实际工程，而采用单一模型由于结构计算的偏差而 导致结构设计的不合理。 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎａｌｙｓｉｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｒｅｌａｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓａｎｄ ｄｅｓｉｇｎｆｏｒｊｏｉｎｔ ｓｕｐｐｏｒｔａｒｅｍａｌ￣ｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｅｄｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｍｏｄａｌｃｏｎｆｏｒｍｓｔｏｒｅａｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｓｉｎｇｌｅｓｔｅｅｌｍｏｄａｌｌｅａｄｓｔｏｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎ． 【关键词】桁架；结构设计；合理性 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ｔｒｕｓｓ；ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎ；ｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅ 【中图分类号］ＴＵ３７８．６；ＴＵ２３１ 【文献标志码】Ｂ 【文章编号】１００７．９４６７（２０１２）０９．００５４－０２
１工程概况
某建筑工程为钢桁架屋盖与混凝土框架的组合结构形式
（见图１），平面投影尺寸为１ １ ０ｍｘ４４ｍ。其中两侧单层混凝土
框架结构柱网为７．５ｍｘ９．０ｍ，混凝土梁顶标高为１ １．Ｏ００ｍ；中
间为四坡钢结构屋面，最高点处建筑标高为１４．Ｏ００ｍ。
图１结构三维轴测图
２屋盖结构体系
钢屋盖部分平面尺寸为７２ｍｘ ３７．５ｍ，混凝土柱柱网为
第7课管桁架设计1、钢管结构简述
钢管结构是由圆管和矩形管（含方管）制作加工而成的结构。钢管结构可以是独
立的梁、柱构件，也可以组合成格构式构件。钢管材料的加工有热加工管和冷成
型管。由于钢管结构在力学、防腐性能和经济指标上的优越性，逐渐为人们所认识。钢管结构的种类
A按生产方法分类
（1）无缝管——热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管
（2）焊管
（a）按工艺分——电弧焊管、电阻焊管（高频、低频）、气焊管、炉焊管
（b）按焊缝分——直缝焊管、螺旋焊管B按断面形状分类
（1）简单断面钢管——圆形钢管、方形钢管、椭圆形钢管、三角形钢管、六角
形钢管、菱形钢管、八角形钢管、半圆形钢圆、其他
（2）复杂断面钢管——不等边六角形钢管、五瓣梅花形钢管、双凸形钢管、双
凹形钢管、瓜子形钢管、圆锥形钢管、波纹形钢管、表壳钢管、其他钢管结构的特点：
1管材截面的几何特性好，截面材料绕行心分布，截面回转半径大，抗扭能力
强。作为受压或压弯和双向受弯构件，其承载力较高。
2从抗流体动力特性来说，圆管截面最好。在风力和水流作用下，其作用效应大
为降低。矩形管截面与其他开口截面相类同。3在平均厚度和截面积相同的情况下，钢管的外表面积约为开口截面50~60%
左右。对防腐蚀有利，而且可以节约涂层材料。50~60%左右。对防腐蚀有利，
而且可以节约涂层材料。
4其节点连接适合采用直接对接焊接。可不通过节点板和其它连接件，即省工
又省料。
5外形比较美观。
6必要时，还可以在管内灌注混凝土，以形成组合构件。
由于管结构具有上述优点，故用钢量省，与由开口截面制作的结构相比，在
工业建筑中能节约钢材20%左右，在塔架结构中节约量可达50%。
钢管结构可根据构件的受力情况，采用圆管结构或矩形管结构，也可混合使
用。矩形管一般用作弦杆，而圆管用作腹杆。弦杆也可采用工字钢或H作腹杆。
弦杆也可采用工字钢或H型钢，而腹杆用矩形管或圆管。结论：圆管适用于轴心受力和受扭构件，轴心受压时稳定性最好。矩形管适
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。上海体育馆的膜结构屋盖主要由钢管相贯而成的32榀桁架、环梁组成，呈东西南北对称的马鞍形状，最大跨度288.4m，标高31.74-70.54m，主桁架最大钢管直径508mm，采用直接焊接K型节点。最长的悬挑梁74.162m，材料采用英钢50D。南京国际展览中心的第三层展厅是一个长243m、宽75m的无柱大空间，屋面呈弧形，南北下端主入口各有15m悬挑，西侧又有14m悬挑。采用的是切割机拱架、檩架的结构方案。
一 工程概况3
1.1 工程简述3
1.2 滑移区域3
1.3 方案简介错误!未定义书签。
1.4 滑移工程的特点错误!未定义书签。
1.4.1 滑移工程的难点错误!未定义书签。
1.4.2 滑移方案的优点错误!未定义书签。
1.5 滑移关键技术错误!未定义书签。
二 施工工期错误!未定义书签。
三 施工组织安排错误!未定义书签。
四 施工流程错误!未定义书签。
五 施工部署错误!未定义书签。
5.1 滑移轨道错误!未定义书签。
5.2 滑靴10
5.2.1 滑靴的设计10
5.2.2 采用滑靴的优点：11
5.3支座之间的连接11
5.4滑移设备的选取及布置11
5.4.1 爬行器的选取12
5.4.2 爬行器的推进过程12
5.5 动力同步控制系统13
5.6 滑移速度及加速度13
5.6.1 滑移速度13
5.6.2 滑移加速度13
5.7 液压滑移同步性原理13
5.8 桁架滑移过程稳定性控制14
5.9 推进力的传递控制14
六 滑移前准备及检查工作15
6.1 设备的安装及检查15
6.2 滑移轨道与滑移钢梁间垫实、压板压紧15
6.3 爬行器夹紧装置与轨道固定情况15 2/21
一工程实例 6.4 轨道打磨光滑程度及黄油的涂抹16
6.5 轨道旁障碍物的清楚16
七 滑移前辅助工作16
7.1 支座间的临时连接16
八 桁架推进滑移16
8.1、试滑移阶段16
8.2、正式滑移阶段16
8.3、滑移到位17
九 卸载就位17
十施工用主要机械设备表19
错误!未定义书签。3/21
一工程概况
1.1工程简述
根据类似工程施工经验，为了不影响下部地基、基础和看台等混凝土结构的施工，避免大型吊装设备上混凝土楼板，合理利用机械、场地，使地面拼装与高空散拼同步展开，缩短工期，决定采用“高空拼装，累积滑移”的施工方案。
1.2滑移区域
屋面滑移的区域X向为M-10轴至M-24轴，Y向为Mc-E轴至
