钢管桁架结构的线条流畅,体形优美,易于实现建筑设计的艺术追求,因此钢管桁架在建筑中得到广泛的应用。某项目的空间弯扭管桁架结构,根据管桁架结构的特点、吊装设备的起重能力,划分为片状吊装单元。为减少高空散件的拼装工作量,桁架分为片单元在厂内拼装焊接成型,然后运至现场分片安装。
管桁架的优点 钢管结构因其具有优外观、合理的受力特点以及的经济性,在现代工业厂房、仓库、体育馆、展览馆、会场、航站楼、车站及办公楼、商住楼、宾馆等建筑中得到了广泛的应用,如上海体育场、上海科技城、都机场新航站楼、广州新白云及长航站楼、广州国际会展中心、上海新国际博览中心、南京国际会展中心、南京体育场、江苏省南通市体育会展中心等大型工程中均采用了钢管结构。工程实际表明,钢管结构既可以很好地满足建筑要求,又能够使结构达到安全、适用、经济等性能指标,符合钢结构的设计观念。
管桁架制作工艺规程适用于大型体育场馆、公共建筑和各种用圆管、矩管作为骨架构成各类形状的空间结构的建筑物以及构筑物。管桁架制作使用的管材、板材、焊材、铸钢,除材料牌号、型号规格和质量等级应符合相应设计文件的要求外还符合相关规定。
管桁架结构相贯节点的形式与其相连杆件的数量有关,可分为:单平面节点:腹杆与弦杆在同一平面内。多平面节点:腹杆与弦杆不在同一平面内。 管桁架结构在工作过程中,杆件只承受轴向力的作用,支管将轴向力直接传给主管,主管可能出现多种破坏形式。在支管轴向力强度(不被拉断)、连接焊缝强度、主管局部稳定、主管壁不发生层状撕裂的前提下,节点的主要破坏模式有以下几种:主管局部压溃,主管壁拉断,主管壁出现裂缝导致冲剪破坏,K形节点可能在支管间主管剪切破坏。节点出现明显的塑性变形或出现初裂缝以后,才会达到的破坏。 一般认为有如下破坏准则: 限荷载准则:使节点破坏、断裂。 2)限变形准则:变形过大。 3)初裂缝准则:出现肉眼可见的裂缝。 目前国际上公认的准则为限变形准则,即认为使主管管壁产生过渡的局部变形的承载力为其承载力,并以此来控制支管的轴向力。
管桁架结构优点: (1)节点形式简单。结构外形简洁、流畅,结构轻巧,可适用于多种结构造形。 (2)刚度大,几何特性好。钢管的管壁一般较薄,截面回转半径较大,故抗压和抗扭性能好。 (3)施工简单,节省材料。管桁结构由于在节点处摒弃了传统的连接构件,而将各杆件直接焊接,因而具有施工简单、节省材料的优点。 (4)有利于防锈与清洁维护。钢管和大气接触表面积小,易于防护。在节点处各杆件直接焊接,没有难于清刷、油漆、积留湿气及大量灰尘的死角和凹槽,维护更为方便。管形构件在全长和端部封闭后,内部不易生锈。 (5)圆管截面的管桁架结构流体动力特性好。承受风力或水流等荷载作用时,荷载对圆管结构的作用效应比其他截面形式结构的效应要低得多。
空间网格结构—按一定规律布置的杆件,构件通过节点连接而构成的空间结构,包括网架、曲面形网壳以及立体桁架等。 立体桁架—由上弦、腹杆与下弦杆构成的横截面为三角形或四边形的格构式桁架。 工程中的管桁架结构主要用于大跨度屋面结构,一般可分为平面桁架和立体桁架,立体桁架由于稳定性高、承载能力及跨越跨度大,较为常用,可采用直线或曲线形式。空间网格结构的选型应结合工程的平面形状、跨度大小、支承情况、荷载条件、屋面构造及建筑设计等要求综合分析确定,杆件布置及支承设置应结构体系几何不变。