大跨度钢桁架受力性能实测与分析
重型大跨度钢桁架吊装技术
重型大跨度钢屋架吊装技术【摘要】： FAB12a厂房B区二层柱柱顶至屋面之间的结构形式为重型钢桁架，为超长、超大、超重件，工期紧且作业半径大。在传统吊装工艺无法实施的情况下，探 索出了全新的吊装技术。 【关键词】：重型钢桁架高空拼装分单元累积推移分区就位 FAB12a厂房工程B区二层为超洁净室，是整个建筑至关重要的功能部分，该矩形区域尺寸为99.6×126m，因工艺要求需有大面积无障碍空间，故在近13000m2的面积内长方向仅在两侧及中央轴线上设有柱子，单跨达46.2m。在如此大跨度的情况下，三层板的结构简支不可能通过混凝构件梁实现，因此设计中采用了钢桁架的结构形式，三层板及屋面板进而可采用钢承板+钢筋+混凝土的组合楼板。 由于单榀钢桁架几何尺寸非常大，单榀单重也特别大，无法直接用吊机直接吊装到位，散件吊装则无法满足工期要求，故施工难度特别大。 一、工程概况 FAB12a厂房B区二层建筑面积近13000m2，在B轴、N轴、1/G轴线上设置有3线钢筋混凝土柱，单跨46.2m。二层柱顶（+14.200m）至屋面采用结构形式为跨度方向起拱的钢桁架结构。 桁架共14榀，每榀长92.4米，桁架高度为8.586m，桁架的上下弦、腹杆均为H型钢形式，两桁架之间连接的檩条也为H型钢形式，单榀净重为156吨，桁架与桁架间以系杆和支撑件相连接，形成刚性稳定结构。
桁 架示意图 （每榀桁架长约92.4m，高度为8.586m，净重156吨） 二、施工工艺和施工顺序的确定： 本工程施工重点和难点在屋盖系统的吊装，由于厂房单榀钢桁架自重大（每榀重约156吨），单榀钢桁架跨度达92.4m，高度达8.586m，安装位置位于23m高处，为超长、超大件，且第一层与第二层平台为混凝土结构平台，吊机无法在该平台上就近站位作业，必须在厂房外围站位作业，作业半径达50m，常规吊机和常规吊装方案无法实施，必须采用“组合体滑移”的方法进行安装，即——“先在厂房柱牛腿顶部安装临时滑道，散件现场拼装成小单元体、小单元体高空拼接、单片推移、分单元累计推移、分区就位”的安装方法进行安装。 “高空拼装、分单元累积推移、分区就位”的基本思路是： （一）第一层楼砼顶板和第二层砼墙柱与连系梁施工完毕后，在主厂房35轴线一侧布置一台150t履带式坦克吊； （二）搭设高空拼装平台：利用H400×400×12×8的型钢做胎具的底座（二条通长）紧贴7.3m平台楼面，用H300×300×12×8的型钢做胎具的立柱焊在H400×400×12×8型钢上，H200×200×10×8的型钢焊接在立柱上用来稳定钢柱和保证屋架梁的定位，并在H200×200×10×8的型钢上设置限位挡块和抱杆，保证单片屋架的固定、调整和加快吊车
大型桁架模板受力计算(版)
中交第一航务工程局第五工程有限公司 模板受力计算书 （胸墙模板） 单位工程：锦州港第二港池集装箱码头二期工程计算内容：胸墙模板计算 编制单位：主管：计算： 审批单位：主管：校核：
锦州港第二港池集装箱码头二期工程 胸墙模板计算书 一、设计依据 1.中交第一航务工程勘察设计院图纸 2.《水运工程质量检验标准》JTS257-2008 3.《水运工程混凝土施工规范》JTJ268-96 4. 《组合钢模板技术规范》（GB50214－2001） 5. 《组合钢模板施工手册》 6. 《建筑施工计算手册》 7. 《港口工程模板参考图集》 二、设计说明 1、模板说明 在胸墙各片模板中，1#模板位于码头前沿侧，浇筑胸墙高度为3.15m，承受的侧压力最大，同时胸墙外伸部分的重量也由三角托架来承受，因此选取1#模板来进行计算。 1#模板大小尺寸为17.9m（长）×3.15m（高）。采用横连杆、竖桁架结构形式大型钢模板 面板结构采用安装公司统一的定型模板，板面为5mm钢板制作，背后为50×5竖肋。 内外横连杆采用单[10制作，间距为75cm； 桁架宽度为650cm，最大水平间距75cm，上弦杆采用背扣双[6.3，下弦杆为双∠50×50×5，腹杆为方管50×5。 2、计算项目 本模板计算的项目 ⑴模板面板及小肋 ⑵模板横连杆的验算。 ⑶模板竖桁架的验算。 ⑷模板支立的各杆件的验算。
模板计算 1、混凝土侧压力计算 混凝土对模板的最大侧压力： Pmax = 8K S +24K t V 1/2=8×2.0+24×1.33×0.57? =40.1kN/m 2 式中: Pmax ——混凝土对模板的最大侧压力 Ks ——外加剂影响系数，取2.0 Kt ——温度校正系数 10℃时取Kt ＝1.33 V ——混凝土浇筑速度50m 3 /h ，取0.57m/h 砼坍落度取100mm ＝＝倾倒侧P P P max 40.1+6×1.4=48.5 kN/m 2取50KN/ m 2 其中倾倒P 为倾倒砼所产生的水平动力荷载，取6kN/㎡×1.4=8.4kN/㎡。 2、板面和小肋验算 ⑴板面强度验算 取1mm 宽板条作为计算单元，计算单元均布荷载 q=0.05×1=0.05 N/mm q 5mm 钢板参数：I=bh 3/12=300×5×5×5/12=3125mm 4 ω= bh 2/6=300×5×5/6=1250mm 3 q=0.05×300=15 N/mm σ=M/ω=0.078 ql 2/ω=0.078×15×3002/1250=85 N/mm 2＜[σ]=215 N/mm 2 f max =K f ×Fl 4 /B 0=0.00247×0.05×3004 /2358059=0.43mm ＜300/500=0.6mm ， 钢板满足要求 其中K f 为挠度计算系数，取0.00247 B 0为板的刚度，B0=Eh 3x /12(1-γ2)=2.06×105×53/12(1-0.32)=2358059 γ钢板的泊松系数，取0.3 h 为钢板厚度，h=5mm
桁架结构分析
2013-2014年度学生研究计划（SRP）“桁架结构模型结构优化及试验” 结题论文 姓名骆辉军 学院土木与交通学院 专业土木工程（卓越全英班） 学号 201230221450 指导老师范学明 时间 2014年10月
一.实验背景 随着科学技术的发展和计算机软件技术的应用，应用相关的软件来进行桁架结构模型的优化已经可以成为现实。桁架结构中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。在桥梁结构中，桁架结构也应用广泛。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。合理地设计桁架结构，就能够最大限度地利用材料的强度，起到减轻桁架重量，节省材料的目的，从而也能为工程实际应用提供相关的依据和参考。 但桁架的结构模型形式千变万化，仅仅从理论上分析桁架的受力特征和破坏特征，而不进行相应的试验研究是无法取得实质性的进展的。正是基于这样一个原则，我们需要在理论研究的基础上通过试验来优化桁架的结构模型，在各式各样的桁架结构中挑选出受力合理的结构，最大限度地使材料的强度得以利用。 研究桁架结构模型优化的意义 桁架结构中，各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。结构布置灵活，应用范围非常广。桁架梁和实腹梁（即我们一般所见的梁）相比，在抗弯方面，由于将受拉与受压的截面集中布置在上下两端，增大了内力臂，使得以同样的材料用量，实现了更大的抗弯强度。在抗剪方面，通过合理布置腹杆，能够将剪力逐步传递给支座。这样无论是抗弯还是抗剪，桁架结构都能够使材料强度得到充分发挥，从而适用于各种跨度的建筑屋盖结构。更重要的意义还在于，它将横弯作用下的实腹梁内部复杂的应力状态转化为桁架杆件内简单的拉压应力状态，使我们能够直观地了解力的分布和传递，便于结构的变化和组合。 由于杆件之间的互相支撑作用，且刚度大，整体性好，抗震能力强，所以能够承受来自多个方向的荷载。而且具有结构简单，运输方便等优点，其应用于各个工程领域。古代木构建筑，而今的2008北京奥运会的主体育馆鸟巢；太空中的大型可展天线，地面上的跨海大桥，随处都可见到桁架的身影。由于桁架的结构模型千变万化，不同的桁架结构形式对桥梁或者屋架的受力特征有很大的影响，因而，研究桁架结构模型的优化具有重大的意义。 二．实验的相关资料 1.桁架结构的常见构造方式 桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构，即一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。 桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。其主要结构特点在于，各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。结构布置灵活，应用范围非常广。桁架梁和实腹梁（即我们一般所见的梁）相
大跨度钢管桁架
大跨度钢管桁架 空间钢管桁架结构体系是大跨空间结构中的一个重要成员。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，限制了外部径向桁架滑动支座端的径向位移，从而减小了整个结构的竖向挠度，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。该屋盖平面的水平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圆周方向错开布置，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，并为类似结构的应用提供依据。 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广泛，钢管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、哈尔滨冰雪展览馆、上海“东方明珠”电视塔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教堂；单层大空间建筑领域，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，如新加坡章楦机场机库，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，如天线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是国内首次采用相贯节点的曲线钢管桁架结构。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二层展厅是一个长243m、宽75m的无柱大空间，屋面呈弧形，南北两端主入口各有15m悬挑，西侧又有14m悬挑。采用的是钢管拱架、檩架的结构方案。 2 钢管桁架结构的形式及特点 2.1 管桁架的分类:根据受力特性和杆件布置不同，可分为平面管桁结构和空间管桁结构。平面管桁结构的上弦、下弦和腹杆都在同一平面内，结构平面外刚度较差，一般需要通过侧向支撑保证结构的侧向稳定。在现有管桁结构的工程中，多采用Warren桁架和Pratt桁架形式，Warren桁架一般是最经济的布置，与Pratt
桁架内力计算
15-1 多跨静定梁
031=+-=+'=qx qa qx y Q D X a x 3 1 = 2 当l X = α cos 2 l q Q B -= αα0sin sin =--qx y N A X
因在梁上的总载不变：ql l q =11 αcos 11 111q l l q q l l q === ()()()111221122111 1 1 d p l V f H M H H x a p a p l V M b p b p l V A A C B A B A A -?= ===+==+= ∑∑∑
f M H V V V V C A B B A A = = = f=0时，H A =∞，为可弯体系。 简支梁： ① 1 P V Q A - = ()a x P V A- - 1 H=+H A ，（压为正） ②()y H a x p x V M A A - - - = 1 1 即y H M M A - = D截面M、Q、N ()y H a x p x V M A A x ? - - - = 1 1 即y H M M A x - = ? ? ? ? sin sin sin cos H Q N H Q Q x x + = - = 说明：?随截面不同而变化，如果拱轴曲线方程()x f y=已知的话，可利用 dx dy tg= ?确定?的值。 二.三铰拱的合理轴线（拱轴任意截面 = = Q M ） 据：y H M M A ? - = 当0 = M时， A H M y = M是简支梁任意截面的弯矩值，为变值。 说明：合理拱轴材料可得到充分发挥。 f M H c A =（只有轴力，正应力沿截面均匀分布） c M 为简支跨中弯矩。
大跨度钢结构桁架起拱工艺
大跨度钢结构桁架起拱工艺在工业管道安装过程中，大型管道经常会跨越公路、河流等。在一定范围内不能安装支架等承重构件。为解决上述问题，经常需要制作大跨度桁架作为主要承重构件。常用三面、四面或多面平面桁架组成具有空间结构的钢桁架。为抵消自重及载荷作用下的全部或部分挠度，通常规定在钢桁架制造时预先进行起拱。起拱值一般为跨度的1/500或1/700。桁架起拱工艺的好坏直接影响到整个钢桁架制作质量，故大跨度钢桁架制作关键之一便是起拱。本文将以今年工安工程处制作的多种形状大跨度钢桁架（30M左右），详细介绍钢桁架制作过程中的起拱工艺。并将有争议的起拱方法一并提出。抛砖引玉，供大家进行探讨。 第一部分：钢桁架起拱线详细画法。 以跨度30M钢桁架，起拱度为50mm为例。如图一所示： 在AUTOCAD中画水平直线AB，作A、B垂直平分线OC。设AB=跨度=30M，OC=挠度=50mm，以O点为圆心，OC 为半径画1/4圆周C-4。4等分C-4以及O-4。并连接。如图二所示：
在AUTOCAD中截取每份长 度并记录下来以备用。如图三 所示： 4等分AO，由等分点引上垂线，取各线长度对应上述记录数据值50mm、47mm、37mm、21m m、0mm绘于等分点上。过上述几点连接成光滑曲线，再对称画出右侧曲线即得出所需起拱线。如图四所示： 上述画法为起拱线详细画法。在实际制作中，为获得更加理想的起拱弧度。可将AB段，OC，O4段等分为7等分，或8等分、9等分。确保更好的起拱效果。 第二部分：实际操作 （1）对于由四面组成类似于通廊的大跨度桁架实际起拱：在施工现场按第一部分所获得起拱线段，在钢板上画出桁架
桁架结构实例分析
桁架结构实例分析 上海大剧院所采用的建筑结构为月牙形钢桁架结构。为满足上海人民日益增长的文化需要和艺术表演需求，特此设计建造了上海大剧院。上海大剧院是以观演为主要功能的公共建筑。其包括演出、餐厅、咖啡厅、画廊以及地下车库组成。除了体现了现代化的剧院建筑成就，还融入了中国传统文化。 其平面布置的格局为中国建筑的传统布局方法—“井”字形划分布局。前为大厅，后为表演及专业技术活动场地。大剧院包括1800座的大剧场和600座的中剧场及300座的小剧场。上海大剧院对于空间的利用达到近乎完美的境地。大剧场分三层看台，采用“法国式”结构。无论从座位设置到观剧视觉和听觉感受效果均达到国际第一流剧院的优级配置标准。此外大剧院还拥有目前国际上容纳面积最大、动作变换最多的舞台设备。 大剧院的展向天空的屋顶如桥梁般承接着宇宙和人类的联系。融合了东西方的文化韵味。白色弧形拱顶和具有光感的玻璃幕墙的有机结合，在灯光的烘托下如水晶宫一般。大剧院的设计特点非常鲜明。首先在营造外观气势上，其拱顶屋架起到了一定作用，延伸了建筑向上的高度以及横向的广度。同时形成了较强的视觉冲击力。此外其向上反翘的拱顶并不只是摆设，还有实际效用。其实在剧院设计上，拱顶设计更具优势。剧院建筑对于声学效果要求很严，大剧院的拱顶由六根柱子支撑，中间留有空隙，因此设计将机房设备安置于此。除了
能有效利用建筑面积外，更能避免地下震动对主题观众厅的噪声影响，架空的钢结构顶部可以有效延缓噪声到达建筑主体的时间，从而减弱固体传声的影响。更增加了剧场内部空间，增加了观众的座位数。 大剧院钢屋该既是覆盖整个大剧院下部结构的屋顶，又是一个称重结构。为了达到建筑和结构的完美统一。大剧院采用了巨型框架的结构体系，它具有侧向刚度较大，给建筑提供大开间和大高度室内空间，能满足建筑多功能要求的特点。大剧院内六个钢筋混凝土电梯筒体作为主框架柱，承担着上部结构全部的竖向荷载、风载及地震荷载，两榀纵向主桁架及十二榀横向月牙形桁架形成主框架梁，承担着全部钢屋盖的竖向荷载，并将这传至电梯筒体，钢屋盖内部三层楼面结构组成巨型结构的次框架部分。充分满足了建筑设计需求。
米大跨度管桁架整体安装工法完成
米大跨度管桁架整体安装工法－-完成
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５4米大跨度管桁架整体安装工法 关辉辉 1．前言 随着建筑行业的不断发展,钢桁架结构在建筑结构中应用越来越普遍。大跨度管桁架的安装施工，由于管桁架自重大、空间体积庞大,其整体安装一直是桁架施工的难点和重点。 图1 洛阳市人力资源综合市场 洛阳市人力资源综合市场（图1）三层的会展中心屋顶部分，东西向总长约210米,南北向92米也属于超长结构,总体建筑平面呈圆弧形,且外高内低，倾斜度约4度。设计采用十品钢桁架由北向南扇形辐射状分布,由于会展中心三层四周均为全现浇混凝土框架和抗震结构墙结构,现场空间不足,现场塔吊起重能力不足于满足屋顶钢桁架安装施工,现场采用大型吊装机械作业时受到很多限制,对钢结构合理选择施工方法是本工程的难点。河南六建建筑集团有限公司结合其特点和现场的实际情况进行分析研究，选用了“分段吊装、胎架上拼装、整体滑移、整体吊装”的方法,取得了成功经验，经过对施工技术的认真总结形成本工法。 该工法中攻关桁架整体安装技术的人力资源综合市场项目部QC小组,获2010年全国工程建设优秀质量管理小组二等奖、获2010年河南省工程建筑级QC小组一等奖，该工法
的桁架提升技术目前正在申请专利。 ２．工法特点 ２.1采用迈达斯软件建模,对桁架安装全过程的变形受力进行分析，桁架安装质量及安全易于控制；采用Auto CAD放样,绘制测量定位平面图，确保测量定位精度。 2．2采用该工艺使钢桁架的分段吊装、胎架上拼装（组对、焊接、测量校正)、油漆等工序都可在同一胎架上重复进行,即可提高桁架的安装质量、改善施工操作条件，又可以增加施工过程中的安全性。 2.3该工艺充分利用桁架下部的楼面或地面结构,使用轨道滑移、抱杆和龙门架组合提升技术,解决了现场场地狭小,有建筑障碍安装的施工难题，相对于使用大型机械整体桁架吊装、桁架整体高空滑移等技术，既降低了施工难度，又降低施工成本，并且提高了桁架的安装效率和精度。 2.４本工艺对起重设备、牵引设备要求不高。胎架、轨道、抱杆、龙门架制作安装简单，可重复使用，同样适用于各种环境下钢桁架及重型构件的吊装。 3.适用范围 ３．１适用重量大、跨度大的构件在各种环境下的安装工程。 ３．２适用建筑平面为矩形、梯形、多边形及扇形等平面的工程。 3.３适用现场场地不足、山区等地区施工;也可适用于跨越施工,如建筑内或桁架就位位置范围有建筑物阻碍的工程。 4.工艺原理 4．１使用迈达斯软件建立模型,对桁架滑移和吊装所受的力进行全过程受力分析，在此基础上进一步调整机具、设备,确保控制桁架受力和变形满足规范及设计要求;采用AotoCAD放样技术，根据测量定位平面图，对现场的扇形滑移轨道轴线位置、桁架就位位置进行放样控制，数据准确可靠,现场定位点、轴线位置,直接在图中量取，减少计算工作量,保证测量定位精度。 4.2结合现场条件搭设胎架，并在胎架下布置扇形滑移轨道（如现场有设备基础或其他阻碍桁架滑移的障碍，可适当调整轨道，使轨道高度高于阻碍),轨道从胎架位置延伸至桁架就位位置的下方,垂直起重设备（抱杆及龙门架）和胎架沿着屋盖结构组装方向单向
大跨度钢桁架专项吊装方案
42m大跨度钢桁架 专项吊装方案 编制人： 审批人： 中国化学工程第十四建设有限公司 2015年10月14日
★75~78轴间钢结构的吊装 钢结构吊装已经进行到75-78轴施工段，此施工段是横跨化工中路的一段大跨度的钢桁架的吊装。吊装跨度为44米是吊装难度最高、单体吊装时间最长的施工段，在施工中我单位将会采用大吨位的吊装设备进行吊装，由于化工中路上的交通比较密集，为保证安全施工，在吊装时将会对化工中路进行选择型断路，计划断路时间为：2011年7月9日--2011年7月10日的某时段，具体断路时段根据天气情况我单位会提前两日提供给甲方及监理单位，断路时间内我方将会邀请当地的交通管理部门给予交通管理的支持，并通知相关企业单位车辆间断绕行。 一、桁架梁组拼及焊接 1、做组装平台：组装平台要搭做牢固，搭好后要测平，以保证组装人员的安全和组装构件的精度。 2、组装前，零部件应经检查合格，连接接触面和沿焊缝边缘每边30~50mm范围内的铁锈、毛刺、污垢、水渍等要清除干净。 3、板材、型材的拼接，应在组装前进行，构件的组装在部件组装、焊接、矫正后进行，拼接时腹板及翼缘拼接焊缝间距应不大于200mm，并在组装前完成。翼缘板只允许横向拼接。 4、组装时采用螺丝夹或卡具夹紧固定，同时要考虑焊接收缩量，对全熔透焊缝可用临时垫板以保证间隙，定位焊所采用的焊接材料型号，应与焊件材质相匹配，焊缝厚度不亦超过设计焊缝厚度的2/3，焊缝长度不小于25mm，定位焊位置应布置在焊道以内，并应由持合格证的焊工施焊，所用焊条与正式用焊条相同。 5、施焊的焊工必须持有焊工合格证，严禁无证上岗操作，焊工停焊时间超过6
桁架承重架设计计算书
桁架承重架设计计算书 桁架承重架示意图(类型一) 二、计算公式 荷载计算:1.静荷载包括模板自重、钢筋混凝土自重、桁架自重(×1.2)； 2.活荷载包括倾倒混凝土荷载标准值和施工均布荷载(×1.4)。 弯矩计算: 按简支梁受均布荷载情况计算 剪力计算： 挠度计算： 轴心受力杆件强度验算： 轴心受压构件整体稳定性计算: 三、桁架梁的计算 桁架简支梁的强度和挠度计算 1.桁架荷载值的计算. 静荷载的计算值为 q1 = 62.18kN/m. 活荷载的计算值为 q2 = 16.80kN/m. 桁架节点等效荷载 Fn = -39.49kN/m.
桁架结构及其杆件编号示意图如下： q 桁架横梁计算简图 2.桁架杆件轴力的计算. 经过桁架内力计算得各杆件轴力大小如下： 桁架杆件轴力图 桁架杆件轴力最大拉力为 Fa = 105.31kN. 桁架杆件轴力最大压力为 Fb = -139.62kN. 3.桁架受弯杆件弯矩的计算. 桁架横梁受弯杆件弯矩图桁架受弯杆件最大弯矩为M = 2.468kN.m 桁架受弯构件计算强度验算= 18.095N/mm 钢架横梁的计算强度小于215N/mm2，满足要求！
4.挠度的计算. 最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度 桁架横梁位移图 简支梁均布荷载作用下的最大挠度为 V = 0.425mm. 钢架横梁的最大挠度不大于10mm ，而且不大于L/400 = 1.25mm ，满足要求！ 5.轴心受力杆件强度的计算. 式中 N —— 轴心拉力或轴心压力大小； A —— 轴心受力杆件的净截面面积。 桁架杆件最大轴向力为139.622kN, 截面面积为14.126cm 2 . 轴心受力杆件计算强度 = 98.841N/mm 2. 计算强度小于强度设计值215N/mm 2，满足要求！ 6.轴心受力杆件稳定性的验算. 式中 N —— 杆件轴心压力大小； A —— 杆件的净截面面积； —— 受压杆件的稳定性系数。
桁架受力分析
3.4 静定平面桁架 教学要求 掌握静定平面桁架结构的受力特点和结构特点，熟练掌握桁架结构的内力计算方法——结点法、截面法、联合法 3.4.1 桁架的特点和组成 静定平面桁架 桁架结构是指若干直杆在两端铰接组成的静定结构。这种结构形式在桥梁和房屋建筑中应用较为广泛，如南京长江大桥、钢木屋架等。 实际的桁架结构形式和各杆件之间的联结以及所用的材料是多种多样的，实际受力情况复杂，要对它们进行精确的分析是困难的。但根据对桁架的实际工作情况和对桁架进行结构实验的结果表明，由于大多数的常用桁架是由比较细长的杆件所组成，而且承受的荷载大多数都是通过其它杆件传到结点上，这就使得桁架结点的刚性对杆件内力的影响可以大大的减小，接近于铰的作用，结构中所有的杆件在荷载作用下，主要承受轴向力，而弯矩和剪力很小，可以忽略不计。因此，为了简化计算，在取桁架的计算简图时，作如下三个方面的假定： （1）桁架的结点都是光滑的铰结点。 （2）各杆的轴线都是直线并通过铰的中心。 （3）荷载和支座反力都作用在铰结点上。 通常把符合上述假定条件的桁架称为理想桁架。 桁架的受力特点 桁架的杆件只在两端受力。因此，桁架中的所有杆件均为二力杆。在杆的截面上只有轴力。 桁架的分类 （1）简单桁架：由基础或一个基本铰接三角形开始，逐次增加二元体所组成的几何不变体。（图3-14a） （2）联合桁架：由几个简单桁架联合组成的几何不变的铰接体系。（图3-14b） （3）复杂桁架：不属于前两类的桁架。（图3-14c）
3.4.2 桁架内力计算的方法 桁架结构的内力计算方法主要为：结点法、截面法、联合法 结点法――适用于计算简单桁架。 截面法――适用于计算联合桁架、简单桁架中少数杆件的计算。 联合法――在解决一些复杂的桁架时，单独应用结点法或截面法往往不能够求解结构的内力，这时需要将这两种方法进行联合应用，从而进行解题。 解题的关键是从几何构造分析着手，利用结点单杆、截面单杆的特点，使问题可解。 在具体计算时，规定内力符号以杆件受拉为正，受压为负。结点隔离体上拉力的指向是离开结点，压力指向是指向结点。对于方向已知的内力应该按照实际方向画出，对于方向未知的内力，通常假设为拉力，如果计算结果为负值，则说明此内力为压力。 常见的以上几种情况可使计算简化： 1、不共线的两杆结点，当结点上无荷载作用时，两杆内力为零（图3-15a）。 F1=F2=0 2、由三杆构成的结点，当有两杆共线且结点上无荷载作用时（图3-15b），则不共线的第三杆内力必为零，共线的两杆内力相等，符号相同。 F1=F2 F3=0 3、由四根杆件构成的“K”型结点，其中两杆共线，另两杆在此直线的同侧且夹角相同（图3-15c），当结点上无荷载作用时，则不共线的两杆内力相等，符号相反。
桁架承重架设计计算书
桁架承重架设计计算书 桁架承重架示意图（类型一） 二、计算公式 荷载计算:1.静荷载包括模板自重、钢筋混凝土自重、桁架自重（X 1.2）； 2. 活荷 载包括倾倒混凝土荷载标准值和施工均布荷载（X 1.4）。 弯矩计算：按简支梁受均布荷载情况计算 剪力计算： 挠度计算： 轴心受力杆件强度验算： 轴心受压构件整体稳定性计算： 三、桁架梁的计算 桁架简支梁的强度和挠度计算 1. 桁架荷载值的计算. 静荷载的计算值为 q1 = 62.18kN/m. 活荷载的计算值为q2 = 16.80kN/m. 桁架节点等效荷载 Fn二-39.49kN/m. 桁架结构及其杆件编号示意图如下： 桁架横梁计算简图 2. 桁架杆件轴力的计算. 经过桁架内力计算得各杆件轴力大小如下：桁架杆件轴力图 桁架杆件轴力最大拉力为 Fa = 105.31kN. 桁架杆件轴力最大压力为 Fb = -139.62kN. 3. 桁架受弯杆件弯矩的计算. 桁架横梁受弯杆件弯矩图 桁架受弯杆件最大弯矩为M二2.468kN.m 桁架受弯构件计算强度验算=18.095N/mm 钢架横梁的计算强度小于215N/mrf,满足要求！ 4. 挠度的计算. 最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度桁架横梁位移图 简支梁均布荷载作用下的最大挠度为 V二0.425mm. 钢架横梁的最大挠度不大于10mn,而且不大于L/400 = 1.25mm，满足要求！ 5. 轴心受力杆件强度的计算.
式中N ——轴心拉力或轴心压力大小； A ——轴心受力杆件的净截面面积。 桁架杆件最大轴向力为139.622kN,截面面积为14.126cm2. 轴心受力杆件 计算强度■>= 98.841N/mm2. 计算强度小于强度设计值215N/mrf，满足要求！ 6. 轴心受力杆件稳定性的验算. 式中N——杆件轴心压力大小； A ——杆件的净截面面积；「一一受压杆件的稳定性系数。 轴心受力杆件稳定性验算结果列表 杆件单元长细比稳定系数轴向压力kN 计算强度N/mm2 1 37.948 0.914 0.000 2 37.948 0.914 105.310 3 37.948 0.91 4 -52.655 40.770 4 40.046 0.907 -139.622 109.010 5 37.948 0.914 0.000 6 40.046 0.90 7 83.774 7 37.948 0.914 -26.327 20.385 8 37.948 0.914 -26.327 20.385 9 37.948 0.914 -39.491 30.577 10 37.948 0.914 -52.65 5 40.770 11 37.948 0.914 -52.65
54米大跨度管桁架整体安装工法10-12-完成.
54米大跨度管桁架整体安装工法 关辉辉 1.前言 随着建筑行业的不断发展，钢桁架结构在建筑结构中应用越来越普遍。大跨度管桁架的安装施工，由于管桁架自重大、空间体积庞大，其整体安装一直是桁架施工的难点和重点。 图1 洛阳市人力资源综合市场 洛阳市人力资源综合市场（图1）三层的会展中心屋顶部分，东西向总长约210米，南北向92米也属于超长结构，总体建筑平面呈圆弧形，且外高内低，倾斜度约4度。设计采用十品钢桁架由北向南扇形辐射状分布，由于会展中心三层四周均为全现浇混凝土框架和抗震结构墙结构，现场空间不足，现场塔吊起重能力不足于满足屋顶钢桁架安装施工，现场采用大型吊装机械作业时受到很多限制，对钢结构合理选择施工方法是本工程的难点。河南六建建筑集团有限公司结合其特点和现场的实际情况进行分析研究，选用了“分段吊装、胎架上拼装、整体滑移、整体吊装”的方法，取得了成功经验，经过对施工技术的认真总结形成本工法。 该工法中攻关桁架整体安装技术的人力资源综合市场项目部QC小组，获2010年全国工程建设优秀质量管理小组二等奖、获2010年河南省工程建筑级QC小组一等奖，该工法
的桁架提升技术目前正在申请专利。 2.工法特点 2.1采用迈达斯软件建模，对桁架安装全过程的变形受力进行分析，桁架安装质量及安全易于控制;采用Auto CAD放样，绘制测量定位平面图，确保测量定位精度。 2.2采用该工艺使钢桁架的分段吊装、胎架上拼装（组对、焊接、测量校正）、油漆等工序都可在同一胎架上重复进行，即可提高桁架的安装质量、改善施工操作条件，又可以增加施工过程中的安全性。 2.3该工艺充分利用桁架下部的楼面或地面结构，使用轨道滑移、抱杆和龙门架组合提升技术，解决了现场场地狭小，有建筑障碍安装的施工难题，相对于使用大型机械整体桁架吊装、桁架整体高空滑移等技术，既降低了施工难度，又降低施工成本，并且提高了桁架的安装效率和精度。 2.4本工艺对起重设备、牵引设备要求不高。胎架、轨道、抱杆、龙门架制作安装简单，可重复使用，同样适用于各种环境下钢桁架及重型构件的吊装。 3.适用范围 3.1适用重量大、跨度大的构件在各种环境下的安装工程。 3.2适用建筑平面为矩形、梯形、多边形及扇形等平面的工程。 3.3适用现场场地不足、山区等地区施工；也可适用于跨越施工，如建筑内或桁架就位位置范围有建筑物阻碍的工程。 4.工艺原理 4.1使用迈达斯软件建立模型，对桁架滑移和吊装所受的力进行全过程受力分析，在此基础上进一步调整机具、设备，确保控制桁架受力和变形满足规范及设计要求；采用AotoCAD放样技术，根据测量定位平面图，对现场的扇形滑移轨道轴线位置、桁架就位位置进行放样控制，数据准确可靠，现场定位点、轴线位置，直接在图中量取，减少计算工作量，保证测量定位精度。 4.2结合现场条件搭设胎架，并在胎架下布置扇形滑移轨道（如现场有设备基础或其他阻碍桁架滑移的障碍，可适当调整轨道，使轨道高度高于阻碍），轨道从胎架位置延伸至桁架就位位置的下方，垂直起重设备（抱杆及龙门架）和胎架沿着屋盖结构组装方向单
第三章 桁架结构解析
第三章桁架结构 第一节桁架结构的特点 由简支梁发展成为桁架的过程――简支梁在均布荷载作用下，沿梁轴线弯曲，剪力的分布及截面正应力的分布（分为受压区和受拉区两个三角形）在中和轴处为零。截面上下边缘处的正应力最大，随着跨度的增大，梁高增加。根据正应力的分布特点，要节省材料，减轻自重，先形成工字型梁――继续挖空成空腹形式――最后，中间剩下几根截面很小的连杆时，就发展成为“桁架”。 由此可见，桁架是从梁式结构发展产生出来的。桁架的实质是利用梁的截面几何特征的几何因素――构件截面的惯性矩I增大的同时，截面面积反而可以减小。梁结构的梁高加大时，自重随之增加很多，桁架结构无此弊端。 Z在实际工作中，由于其自重轻，用料经济，易于构成各种外形适应不同的用途，桁架成为一种应用极广泛的形式，除经常用于屋盖结构外，（我们常说的屋架），还用于皮带运输机栈桥、塔架和桥梁等。（如图示各种组合屋架、武汉长江大桥采用的桁架形式等） 一．桁架结构计算的假定（基本特点） 1．杆件与杆件之间相连接的节点均为铰接节点 2．所有杆件的轴线都在同一平面内。（这一平面称为桁架的中心平面） 3．所有外力（包括荷载与支座反力）都作用在桁架的中心平面内，且集中作用在节点上实际桁架与上述假定是有差别的，尤其是节点铰接的假定。例如：木桁架常常为榫接，它与铰接的假定是接近的。而钢桁架有些杆件在节点处是连续的，腹杆采用的是节点板焊接或铆接，节点具有一定的刚性；混凝土节点构造往往采用刚性连接。尽管如此，科学试验和工程实践均表明，上述不符合假定的因素对桁架影响很小，只要采取适当的构造措施，就能保证这些因素产生的应力对结构和杆件不会造成危害。故桁架在计算中仍按“节点铰接”处理。 假定3 “集中力作用在节点上”是保证桁架各杆件仅承受轴向力的前提。对于桁架上直接搁置屋面板或屋架下弦承受吊顶荷载时，当上下弦间有荷载作用时，则会使原来杆件的受力形式发生变化（纯压、纯拉变为压弯、拉弯构件），从而使得上、下弦截面尺寸变大，材料用料增加。为了避免这些情况发生，可以采取下列办法：A.上弦屋面板宽度与桁架上弦的节点长度相等，使屋面板的主肋支承在上弦节点上。B.吊顶梁放置在下弦节点处，屋面板设置檩条在上弦节点处。C.对于钢桁架，采用再分式屋架，保证荷载传至节点上 二、桁架结构的杆件内力 1、以节点荷载作用下的平行弦桁架为例 通过取脱离体，分别对“A”“B”取矩，利用节点平衡法则，可以得出 弦杆内力：N2＝－M0/h（压），N3＝M0/h 腹杆内力：N1＝V0/sinα 竖腹杆内力：N4＝V0 M0：按简支梁计算相应于屋架各节点处的截面弯矩 V0：按简支梁计算相应于屋架各节点处的截面剪力
大跨度钢结构桁架吊装施工工法
大跨度钢结构桁架吊装施工工法 1前言 大跨度钢结构桁架吊装施工工法是我公司立足于现有机具装备，针对山区施工现场狭窄，经过施工安装工艺可行性研究、施工方案优化及调研工作，自行开发的具有首创性和先进性的施工工法。 本工法2005年首次应用于攀钢新3#高炉易地大修工程，在狭窄的施工场地，完成了总长210m，单段跨度达75m重约184t的钢结构通廊的安装； 2006年应用于攀钢白马矿一期建安工程，取得了良好的经济和社会效益。实践证明，该工法技术先进，安全适用，经济社会效益显著。 新3#高炉上料主皮带钢结构通廊总重750t(不含顶部镀锌瓦及侧面雨搭部分) 横跨出铁场、主控楼等建筑物，截面尺寸4.95m×4.95m，总长209m，坡度10.92°，共分成三段四个支架。2#、3#、4#支架顶部标高分别为33.381m、46.602m、59.904m，其中2#支架—3#支架段（第二段）和3#支架—4#支架段（第三段）跨长(节点长)分别为70m、75 m，4#支架设在高炉之上。通廊示意见下图。
未组装成框架前单片钢结构桁架最重达68t ，其中，桁架上弦为焊接H 型钢450×450×20×30，下弦为焊接H 型钢450×450×18×24，材质均为Q345B 钢。
图4 表1 通廊有关参数表 对于这种大型桁架，特别是在现场狭窄并有建筑物阻隔条件下，即使采用大型起重机吊装，其施工技术难度也是不言而喻的，而片状钢结构桁架失稳控制又是必须重点考虑的问题，3#支架介于中控楼与出铁场厂房之间，采用多机抬吊作业其安全风险性较大，在筛选了多个施工方案后，针对各桁架段及支架特点，结合现有的技术和装备水平，研究采用分片加固吊装，两机、三机抬吊、临时架设高架桥以及增设临时支架的施工方法完成了本次施工。并由此总结出了本工法。 2工法特点 2.1 在狭窄的施工场所，对大跨度钢结构桁架安装，由于地域限制，不能采用地面组对焊接，整体吊装的方法。只能将其分解成单片进行吊装，最后在空中完成整个钢结构桁架的组对。 2.2 由于单片桁架的刚度、强度较小，吊装过程中容易造成失稳，在施工前应对其进行加固处理，以防止失稳造成重大事故的发生。下图为加固完毕的桁架。 2.3 合理选择每段桁架的吊装顺序。采用两机、三机抬吊完成桁架的安装。 3 适用范围 本工法适用于跨度在120m以内的各类钢结构桁架安装，特别是场地狭窄、大型、超重、单机或多机无法完成整体吊装的大跨度钢结构桁架安装。 4 工艺原理 4.1 充分利用吊装设备的能力，将其分解成单片进行吊装，最后在空中完成整个钢结构桁架的组对。 4.2 利用桁架自身的刚度、强度，同时对其加固，保证在安装过程中不发生失稳造成事故。 5 施工工艺流程及操作要点 5.1 工艺流程
钢桁架桥的结构设计与分析
钢桁架桥的结构设计与分析 1、概述 钢桁架桥以其跨越能力强、施工速度快、承载能力强、耐久性好普遍应用于铁路桥梁。长期以来，由于钢材价格高，材料养护费用高，钢桁架桥梁在公路领域应用较少。近年来，随着我国炼钢水平的提高，国产的钢材品质已经完全能满足结构安全的需要，同时随着钢结构防腐技术的提高，钢结构桥梁越来越多的在公路工程领域得到应用。 相比较我国当前100m左右中等跨径常用的桥型如连续梁、系杆拱、矮塔斜拉桥等结构，钢桁架桥梁虽然建筑成本高，但刨去成本控制的因素，钢桁架桥具有以下的几点优越性： 1.建筑高度低，由于钢桁架结构主桁主要由拉杆和压杆构成，对杆件界面的抗弯刚度要求不大，因此钢桁架的建筑高度由横梁控制，在桥梁宽度不是非常大时可极大的降低桥梁建筑高度，尤其适用于对桥梁建筑高度有严格限制的桥梁； 2.施工周期短，速度快。钢桁架施工可在工厂制作杆件，运到现场拼装成桥，可采用顶推和支架拼装等方法，这使它在很多工期较紧的工程（如重要道路的桥梁改建）和跨越重要道路的跨线桥上成为桥型首选之一； 3.随着钢结构防腐技术的提高，钢桁架桥的耐久性大为提高，同时钢材作为延性材料，结构安全性较混凝土桥梁高。正
因为钢桁架桥梁的这几方面的优点，桁架桥梁成为特定条件下的经济而合理的桥型选择。 2、结构设计 公路桥位于江苏省境内，正交跨越京杭大运河，河口宽95m，通航净空要求90x7m，桥梁主跨采用97m，由于桥梁中心至桥头平交处距离仅140余米，若采用其他结构纵坡将达到5%以上，经综合考虑，主桥采用97m下承式钢桁架结构。 2.1主桁 主桁采用带竖杆的华伦式三角形腹杆体系，节间长度 5.35m，主桁高度8m，高跨比为1/12.04。两片主桁中心距为8.6m，宽跨比为1/11.2，桥面宽度为8m。
大跨度钢管桁架结构设计分析
大跨度钢管桁架结构设计分析 [摘要] 近些年来，随着经济的发展，钢产量的提升。大跨度结构迅速发展，钢管结构以其力学性能优，造型适应性好，建筑表现力佳而越来越受到建筑师和结构师的青睐。由于生产工艺及空间的要求，厂房的屋面也开始采用大跨度结构，钢管桁架屋面梁由于可以充分利用材料的特性，本文结合某工业厂房为例,对管桁架结构设计和施工进行了阐述，仅供同仁参考。 关键词：钢管桁架设计施工吊装 一、钢结构厂房设计的要点 1钢结构厂房设计采用的结构体系 钢结构厂房因为工艺布置的要求，一般都需要大空间，结构通常采用框架结构，在层数较多、工艺条件许可的情况下也可以采用框剪结构。结构布置的原则是：尽量使柱网对称均匀布置，使房屋的刚度中心与质量中心相近，以减小房屋的空间扭转作用，结构体系要求简捷、规则、传力明确。避免出现应力集中和变形突变的凹角和收缩，以及竖向变化过多的外挑和内收，力求沿竖向的刚度不突变或少突变。由于多层厂房跨度方向尺寸较大，柱子少；而柱距方向尺寸较小，柱子多。一般都是横向控制，使纵横向的抗震能力大致相同，不仅有利于抗震，也使设计更为经济合理。 2框架结构的节点设计 连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一，“三强”设计原则中有两条涉及到节点的设计.在结构分析前就应对节点的形式有充分思考与确定，最终设计的节点与结构分析模型应与使用形式完全一致.按传力特性不同，节点分刚接、铰接和半刚接. 节点设计主要包括以下内容：①焊接.对焊接焊缝的尺寸及形式等，规范有强制规定，应严格遵守，焊条的选用应和被连接金属材质适应，E43对应Q235，E50对应Q345，Q235与Q345连接时应该选择低强度的E43，而不是E50.焊接设计中不得任意加大焊缝，焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近.②栓接.普通螺栓抗剪性能差，可在次要结构部位使用.高强螺栓使用日益广泛，常用8.8级和10.9级两个强度等级，根据受力特点分承压型和磨擦型，两者计算方法不同，高强螺栓最小规格M12，常用M16~M24，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用. ③连接板.可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm，然后验算净截面抗剪等. ④梁腹板.应验算栓孔处腹板的净截面抗剪，承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压. ⑤节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等，此外，还应尽可能使工人能方便地进行现场定位与临时固定. ⑥节点设计必须考虑制造厂的工艺水平，比如钢管连接节点的相贯线的切口需要