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数控机床等设备才能完成.二、工程概况1、工程概况该项目位于江苏省昆山市，为框排架结构，局部二层,一层为钢筋砼柱，钢结构屋面，局部二层为钢筋砼框架结构，独立承台桩基础。
由于该厂房的平面尺寸达到200mX120m,所以采用设置伸缩缝。
排架柱的柱距为6m。
钢屋面的最大跨度为48m（见图一），最终选用管桁架作为单榀钢屋架，，钢屋架与钢筋砼排架柱通过设置牛腿连接。
钢屋面的垂直支撑采用管桁架，已保证钢屋面的侧向稳定。
由于钢屋面的跨度较大，在制作加工时对管桁架的跨中按照进行L/500(L为屋架的跨度)预先起拱，以减小钢屋架的挠度。
2、钢结构设计2.1主要结构材料：钢管桁架屋面梁的上弦杆：φ219x10，下弦杆：φ203x10，斜腹杆：φ102x6,垂直腹杆：φ63x4.0，材质全部采用Q345B型钢材（屈服强度为345N/mm² ）2.2计算荷载荷载计算包括钢结构自重荷载、屋面板自重荷载、屋面活荷载、风荷载（左风和右风）。
2.3节点设计节点焊接采用钢管相贯节点连接，焊缝为E50XX型，全熔透焊接。
采用T、Y、K钢管的相贯节点的验算公式进行验算。
由于圆钢管杆件具有截面各向等强、无弱轴、抗扭刚度大、密闭空间防锈性能较好等优点，但是由于相贯节点杆件和节点设计的独立性小，决定了杆件的节点性能。
三、结构设计本工程属于某大型企业二期工程,要求室内大空间,根据建筑及工艺设备要求,采用平面钢管桁架结构,桁架间距6 000,各榀桁架之间采用纵向支撑进行连接,结构计算采用钢结构设计程序3D3S计算,采用SAP2000软件进行复核。
本工程主桁架为平面拱形桁架,半径为24 m,上弦杆采用热轧无缝钢管*******,下弦杆采用热轧无缝钢管*******,腹杆采用两肢热轧无缝钢管******,上下弦杆垂直距离1 600 mm,跨度L=46.5 m;桁架跨度大,平面外刚度小,故各榀桁架间采用K形支撑系统以保证平面外稳定性,支撑横杆采用热轧无缝钢管******,两肢采用热轧无缝钢管76@4.0。
四、施工质量控制3.1 原材料质量控制本工程所使用的主要材料均采用Q235焊接钢管。
材料采购时选择信誉好、质量稳定的大企业生产的材料。
材料进厂后组织监理工程师、甲方代表、项目部质检人员对到货的材料进行初验,核对合格证书、炉号、规格品种、主要技术性能是否符合设计要求,对材料的外观和尺寸进行检查,要求表面无明显锈蚀、麻坑等缺陷。
根据GB 50205-2001钢结构工程施工质量验收规范的要求对材料进行抽样送检,经检测合格,监理工程师签字同意后方可进行下料加工。
焊接材料电焊条进场时要检查材料的质量证明书并对焊条进行外观检查,要求所有的焊条药皮应干燥牢固、完整、不能有裂纹、气孔及刻痕等。
3.2 加工制作质量控制3.2.1 数控相贯线切割机加工由于主材均采用圆钢管,腹杆与主管连接均为相贯连接,因此,腹杆端头必须加工成立体曲面,与上、下弦主管的相应位置立体曲率相吻合。
并且,为满足焊接要求,杆件端头边缘需按要求切割成一定的坡口角度,这靠人工是很难完成的,需用三维以上的数控切割机加工才能保证质量。
为了保证钢管材的加工质量,本工程所有钢管原材加工制作均在加工厂内进行;为满足运输和对接焊缝错开设置要求,将上、下弦杆分七段进行下料制作;经预拼装检验合格后,分七段制作;把各段运至现场,在现场进行正式组装焊接。
在确定杆件长度时考虑焊接收缩量,按JGJ 81-2002建筑钢结构焊接规程执行,各杆件每个接口的收缩为1 mm。
上、下弦杆曲率的加工在工厂内用中频数控弯管机进行弯管。
3.2.2 车间拼装质量控制各构件出厂前应做预拼装检验,合格后方准出厂。
车间预拼装是检验杆件加工质量的最好办法。
预拼装在相应的拼装架和胎架上按照设计图纸要求进行整跨拼装。
车间预拼装完成后,项目部质检员及监理工程师到场共同验收,检查桁架的长度、高度、接口偏差、坡口间隙等是否满足钢结构工程施工质量验收规范要求。
预拼装后分为七段制作,做好组装顺序、编号等各项记录,便于运输和现场拼装。
3.2.3 现场组装、焊接质量控制主桁架现场利用经验收合格的拼装架及专用胎具进行整体组装。
组装时,按预拼装中所做的各种记录和相同的拼装顺序及拼装工艺拼装主桁架。
组装中,应保证主桁架平面外的稳定性,保证主桁架的水平。
本工程钢管桁架部分节点均在现场焊接完成。
两段桁架之间上下弦采用对接焊缝,内加套管,焊接难度大,焊缝质量要求高,腹杆与弦杆采用角焊缝,支撑弦杆与腹杆采用角焊缝焊接,支撑与主桁架上下弦杆采用普通螺栓连接(主桁架与支撑相应位置均有连接板),弦杆连接及支撑形式见图2。
焊接质量是保证整个钢管桁架施工质量的关键。
焊接完成后,经外观检查、超声波探伤检测全部符合要求后,再进入下一道工序。
我们从以下几方面来控制焊接质量:1)桁架现场焊接对焊工的要求较高,必须由熟练操作技能并持有上岗证的焊工施焊,严禁无上岗证的焊工进场进行焊接作业。
2)现场使用的焊条必须有质量证明书,并按规定进行烘焙和保温,用时取出放在保温桶中,随用随取。
3)被焊部位表面必须干燥、清洁、无锈、无油脂、无油漆(可焊性好的底漆除外)等,坡口角度、钝边、间隙及错口量应经事先检查并符合设计及施工验收规范的有关要求。
4)桁架焊接时应先焊主管,弦管对接时先焊衬管,即衬管与母材管应贴紧且与母材点焊牢固;对接焊接时,第一道应封焊坡口内母材与衬管连接处,然后逐层逐道焊至填满坡口,逐层清渣焊好。
5)焊接应严格按照先焊中间节点,再向桁架两端节点扩展的施工顺序。
这样,桁架始终处于能够自由伸张的状态,可避免由于焊缝收缩向一端累积而引起桁架各节点的尺寸误差,同时,配合做好偏差预留值,能有效地控制焊接收缩时产生的内应力。
采用合理的焊接顺序,可杜绝或减少焊接变形、焊缝裂纹,有效提高焊接质量。
6)同一腹杆的两端不得同时施焊,应当在焊完一端并冷却后,再焊另一端。
焊接完成后,应按照GB 50205-2001钢结构工程施工质量验收规范验收焊缝。
本工程上下弦杆对接为二级焊缝,经无损检测单位检测,二级焊缝按20%探伤检测,合格率100%。
满足钢结构工程施工质量验收规范要求。
五、钢管主桁架吊装方案本工程主桁架共47榀,每榀重4.9 t。
因施工现场场地内均有设施,可利用场地狭小,故现场纵向拼装,两侧柱脚(高6.88 m)先安装,其余五短弧形桁架现场组装完成后,采用两台25 t汽车吊,吊装至预定高度后,与两侧柱脚相应结点对接焊接,弦杆采用内套管做衬管,确保对接准确。
前三榀的吊装最为困难。
吊装方案见图3。
首先,现场组装三榀桁架(¹轴、º轴、»轴三榀,从¹轴开始)及¹轴五根抗风柱,同时安装两侧相应柱脚,两侧柱脚旁搭设6 m高可移动脚手架;相应支撑系统现场组装好。
正式吊装第一天,现场四台25 t(编号A,B,C,D),一台12 t汽车吊(用来吊装支撑),A,B两台起吊第一榀至相应位置,与柱脚对接安装,C,D两台吊车随后起吊第二榀至相应位置与柱脚对接安装,每榀桁架均系有缆风绳,焊接前调整桁架位置,保证每榀桁架位于同一平面,调整就位后,开始焊接,焊接完成后,吊车保持吊装状态;同时两组人员开始安装桁架间支撑,支撑先安装15榀,对称安装,确保两榀桁架平面外的稳定性。
支撑安装完毕后,A,B两台汽车吊收工,调整位置。
A,B两台汽车吊开始吊装第三榀,同样方式,安装完第三榀,安装相应支撑,确保平面外稳定性和整体性。
A,B 两台汽车吊收工,吊装南侧五根抗风柱。
安装完毕后,采用两侧缆风绳微调,对桁架进行复校,待复校合格并经监理工程师检查签字,至此,前三榀主桁架吊装完毕。
后续吊装,按2 d三榀的施工进度,前一天拼装三榀,现场采用一台25 t汽车吊;次日吊装,现场采用两台25 t汽车吊、一台12 t汽车吊,按轴线顺序安装,吊装就位焊接完毕后,安装相应支撑。
同时安排人员将前面未安装支撑全部安装完毕。
所有操作人员都要服从指挥,应有专人观察缆风绳、钢索及其支垫等的工作情况,发现问题,应立即停止吊装作业,及时处理。
本工程钢管桁架为平面桁架,平面外稳定性较差,为保证空中安装的顺利进行,各项安全防护措施必须设置到位,以确保空中对接装、焊接工作的顺利进行。
维斯塔斯矩形钢管空间桁架连廊结构设计(全文)
维斯塔斯矩形钢管空间桁架连廊结构设计(全文)范本一：正文：一、引言维斯塔斯矩形钢管空间桁架连廊结构设计主要目的是为了满足建筑物中连廊结构的承重和抗震需求。
本文将详细介绍该结构的设计思路、参数计算、构件选择、荷载分析等内容。
二、设计思路该连廊结构采用矩形钢管空间桁架作为主要承重结构，以满足建筑物连廊的跨度要求。
设计思路主要包括结构形式的选择、受力分析和稳定性分析。
2.1 结构形式选择在连廊结构的设计中，考虑到跨度较大，矩形钢管空间桁架结构能够在保证结构稳定性的同时满足承重要求。
因此选择矩形钢管空间桁架结构作为主要承重结构。
2.2 受力分析在受力分析中，首先需要计算连廊结构的自重荷载。
然后考虑到连廊上可能发生的活载荷载和风荷载，进行荷载分析。
最后结合连廊的抗震设计，确定连廊结构的主要受力情况。
2.3 稳定性分析稳定性分析是为了保证连廊结构在使用过程中不发生倾覆或失稳。
需要考虑到连廊结构的刚度，通过横向稳定分析和纵向稳定分析，确定连廊结构的稳定性。
三、参数计算参数计算是在设计中必不可少的环节，包括截面尺寸、材料强度、构件节点的设计等。
3.1 截面尺寸根据连廊的跨度和荷载情况，计算连廊结构所需的最大截面尺寸。
一般情况下，矩形钢管的高度和宽度需要满足一定的宽高比要求，以保证结构的稳定性。
3.2 材料强度在材料的选择中，需要考虑到矩形钢管的强度、刚度和耐久性等。
通过计算材料的抗弯强度、抗压强度和抗拉强度，确定矩形钢管的材料强度。
3.3 构件节点设计构件节点的设计是确保连廊结构的节点连接紧固可靠、不发生脱开或错位的重要环节。
通过合理的节点设计，保证矩形钢管的连接稳定性。
四、荷载分析荷载分析是为了确定连廊结构的最大受力情况，包括自重荷载、活载荷载和风荷载。
4.1 自重荷载自重荷载主要考虑连廊结构本身的重量。
根据材料的密度和结构的截面尺寸，计算出连廊结构的自重荷载。
4.2 活载荷载活载荷载主要考虑连廊上可能承载的人员和设备等活动荷载。
大跨度钢结构设计施工方案(3篇)
第1篇一、项目背景随着我国经济的快速发展，大型公共建筑、体育场馆、展览中心等大跨度钢结构建筑越来越多。
大跨度钢结构建筑具有结构轻盈、空间灵活、施工周期短等优点，因此在现代建筑中得到了广泛应用。
本方案旨在为一个大跨度钢结构项目提供设计施工方案，以确保项目顺利进行。
二、项目概况1. 项目名称：XX体育馆2. 项目地点：XX市XX区3. 项目规模：建筑面积约5万平方米，最大跨度为120米。
4. 项目功能：体育馆内设篮球场、羽毛球场、乒乓球馆等运动场地，并具备举办大型文体活动的能力。
三、设计原则1. 安全可靠：确保结构在正常使用和特殊情况下具有良好的安全性。
2. 经济合理：在满足功能需求的前提下，力求降低工程成本。
3. 美观大方：注重建筑外观的协调性和美观性。
4. 施工便捷：便于施工、安装和维护。
四、设计内容1. 结构设计（1）结构形式：采用网壳结构，由多根杆件组成，具有良好的承载能力和稳定性。
（2）材料选择：采用Q345B高强度钢材，具有良好的焊接性能和抗腐蚀性能。
（3）连接方式：采用高强度螺栓连接，确保结构连接的可靠性。
2. 基础设计（1）基础形式：采用独立基础，基础埋深根据地质条件确定。
（2）基础材料：采用C30混凝土，具有良好的抗压性能。
3. 钢结构节点设计（1）节点形式：采用焊接节点，确保节点连接的可靠性。
（2）节点材料：采用Q345B钢材，具有良好的焊接性能。
4. 钢结构防腐设计（1）表面处理：采用喷砂除锈，确保钢材表面清洁。
（2）涂层材料：采用环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆和聚氨酯面漆，具有良好的防腐性能。
五、施工方案1. 施工准备（1）施工图纸：严格按照设计图纸进行施工，确保施工质量。
（2）施工材料：提前准备足够的钢材、混凝土、焊接材料等施工材料。
（3）施工设备：准备施工所需的各种机械设备，如焊接设备、吊装设备等。
2. 施工流程（1）基础施工：按照设计要求进行基础施工，确保基础稳定性。
（2）钢结构安装：采用分段、分片、分层安装的方式，确保安装质量。
跨河钢管桁架施工方案设计
跨河钢管桁架施工方案设计1. 引言跨河钢管桁架是一种常用于大跨度桥梁、高架道路等工程中的施工方案。
它由钢管组成的桁架结构可以提供足够的支撑和稳定性，使得施工过程中能够安全地跨越河道或其他障碍物。
本文将介绍跨河钢管桁架施工方案的设计过程和相关要点。
2. 施工方案设计步骤2.1 跨河桁架的选型在设计跨河钢管桁架施工方案之前，首先需要根据具体情况选择合适的桁架型号。
这包括考虑桁架的承重能力、横向刚度、施工材料成本等因素。
一般而言，桁架的选型应符合相关标准和规范的要求。
2.2 跨河桁架的布置根据桥梁或道路的几何形状和跨度，在设计施工方案时需要合理布置跨河桁架的位置和数量。
通过计算和分析，确定出最优的桁架布置方案，以满足施工和使用的要求。
2.3 桁架支撑系统设计跨河钢管桁架需要合理的支撑系统来保证其稳定性和安全性。
在设计施工方案时，需要考虑桁架支撑系统的类型、位置和布置。
常见的桁架支撑系统包括临时支撑墩、承台等。
2.4 桁架安装顺序设计根据具体工程情况，在施工方案设计中需要确定桁架的安装顺序。
这涉及到桁架组装、架设和拆除等过程。
合理的安装顺序能够提高施工效率，并确保施工过程中的安全性。
2.5 施工过程中的安全措施在跨河钢管桁架施工过程中，安全措施是非常重要的。
在设计施工方案时，需要考虑并规划好相关的安全措施，包括人员防护、材料运输、施工现场的临时设施等。
3. 施工方案设计要点3.1 结构稳定性分析在设计跨河钢管桁架的施工方案时，需要进行结构稳定性的分析。
这包括对桁架的承载力、刚度及其他影响结构稳定性的因素进行计算和评估。
3.2 施工工序设计施工工序的设计对跨河钢管桁架的施工过程影响巨大。
在设计施工方案时，需要考虑并合理安排各个工序的顺序和时间，以便提高施工效率。
3.3 施工材料选择跨河钢管桁架施工过程中，需要选择合适的施工材料。
这包括桁架材料、连接件等。
在设计施工方案时，需要考虑材料的性能、成本、可供性等因素。
空间管桁架结构设计探讨
空间管桁架结构设计探讨摘要：本文通过具体工程阐述大跨度整体空间管桁架的设计思路、设计过程，并结合计算分析对空间结构设计应用做一些探讨。
关键词：空间管桁架、相贯节点、模态及反应谱分析、屈曲分析•工程概况：本工程为公路收费大棚，主要构成为管桁柱和空间管桁架屋盖（见图1）。
长向两跨，短向一跨，总长度95米，宽度20米。
最大跨度35米左右，主体高度10米。
屋面为弧形的柱面切割面，屋面板轻型屋面板。
结构采用空间管桁架梁柱结构体系，工程所在地区抗震烈度6度，地震分组二组，场地类别为二类场地。
结构选型及结构布置：近年来，随着我国空间钢结构技术的不断发展，空间管桁架在大跨度建筑结构中的应用越来越多，它的最大优点是能将人们对建筑物的功能要求、感观要求以及经济效益要求完美地结合在一起。
本工程即采用空间管桁架结构。
管桁结构具有节点形式简单，在节点处采用相贯节点，结构外形简洁流畅；施工和维护简单，节省材料易于清洁维护；可满足各种不同建筑形式的要求，建筑造型更丰富、视觉效果更有优势。
本工程由五根三角形桁架柱和四榀三角形桁架主梁组成主体结构。
共布置两排三列柱，最右端为单柱。
柱间两个方向布置倒三角形管桁架梁，主桁架高度和顶面宽度分别为1.7米、1.4米，四周均有悬挑。
为避免主桁架侧向失稳，沿长向每隔5.7米布置短跨向次桁架，次桁架高度和顶面宽度为1.0米、1.2米，周边做小桁架封边梁见（图2）。
管桁采用空间倒三角形桁架以增大侧向刚度，提高侧向稳定性以增大次桁架间距。
这样布置传力途径直接，有效承担竖向荷载同时形成双向门式结构抵抗水平荷载。
结构计算：本工程使用sap2000通用结构分析与设计软件进行设计分析。
一、主要荷载1. 恒荷载：屋面自重包括屋面板和檩条上弦0.4KN/m2,下弦节点0.3KN,结构自重程序可自动计算。
2. 活荷载：上弦0.5 KN/m23. 风荷载：基本风压0.35 KN/m2,二、计算及分析本工程进行了恒、活荷载以及风荷参与的静力分析、模态分析和振型反应谱分析、屈曲分析。
某大跨度钢管桁架风雨棚结构设计
较 为 详 细 地 介 绍 某 火车 站 大跨 度 钢 管 桁 架 风 雨 棚 的 结 构设 计 过 程 ， 括 结 构 选 型 、 构 分 析 、 点 设 计 、 包 结 节
基 础 设 计 等 。该 结 构 采 用 变截 面 三 角 形 钢 管 桁 架 ， 管 间 直 接 相 贯 焊 接 。应 用 空 间钢 结 构 软 件 ３ ３ 钢 Ｄ Ｓ对 结 构 进 行
ｍｅｈ ｄｏ ｈ ｅ ｉｎｃ ｎ ｂ ｅｅｅ ｃ ｏ ｉ ｌｒｐ ｏｅ ｔ． ｔ ｏ ｆｔ ｅｄ ｓｇ ａ ｅａｒ ｆｒ ｎ ｅｆｒｓｍｉ ｒｊｃｓ ａ
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２ 结 构 选 型
１ 工 程 概 况
结 构 形 式 采 用 变 截 面 双跨 三 角 形 钢 管 桁 架 结 构， 此种 结构是 弦杆 贯通 、 杆与 弦杆 间采用 相贯节 腹
该 大 跨 度 钢 管 桁 架 风 雨 棚 的总 建 筑 面积 约 为
Ｔｉｎ Ｌｍｅ ＬｕＺ ｅｎ ｕ ＹｕＺｈ ｎｉ ｎ Ｌ Ｊ ａ ａ ｉ ｉ ｉ ｈ ｈａ ｅ ｊａ ｇ ｉｕｎ
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钢结构课程设计-24米跨厂房桁架设计
目录一、设计资料 (1)二、结构简图 (2)三、荷载计算 (4)四、内力计算 (5)五、杆件设计 (6)六、节点设计 (10)钢结构课程设计一、设计资料1.厂房纵向长度90m，纵向柱距6m。
采用钢桁架屋架屋架跨度为24m。
2.结构采用梯形。
3.屋架采用Q235B钢材，构件选用热轧角钢。
节点采用焊接，焊条为E43型。
4.屋盖结构采用型钢檩条，压型钢板作屋面板，荷载为：屋架及支撑自重标准值：q=0.12+0.011L,L以m为单位，q以kN/m2为单位屋架铺设管道荷载标准值：0.20kN/m2屋面自重标准值：0.35kN/m2屋面活荷载标准值：0.50kN/m2积灰荷载：1.20kN/m2二、结构形式及支撑布置1.绘出屋架屋面的横向支撑及檩条图2.对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算，并进行最不利内力组合；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点。
结构形式及支撑桁架支撑布置符号说明：SC ：上弦支撑； XC ：下弦支撑； CC ：垂直支撑GG ：刚性系杆； LG ：柔性系杆桁架及桁架上弦支撑布置桁架及桁架下弦支撑布置垂直支撑 1-1垂直支撑 2-2三、荷载计算桁架及屋盖沿屋面分布的永久荷载乘以1/cosa=1.006换算为沿水平投影面分布的荷载。
1.荷载标准值按屋面水平投影计算的永久荷载标准值标准永久荷载：屋面自重 1.006*0.35=0.352kN/m2管道荷载 0.20kN/m2屋架和支撑自重 0.120+0.011x24=0.384kN/m2_____________________________共 0.936kN/m2标准可变荷载：屋面活荷载 0.50kN/m2积灰荷载 1.20kN/m2_____________________________共 1.7kN/m2考虑以下三种荷载组合①全跨永久荷载+全跨可变荷载②全跨永久荷载+半跨可变荷载③全跨屋架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载效应控制的组合）全跨节点荷载设计值：F1=(1.35*0.936+1.4*0.7*0.50+1.4*0.9*1.2）*1.5*6=29.39F2=(1.2*0.936+1.4*0.5+1.4*0.9*1.2)*1.5*6=30.02F3=(1.2*0.936+1.4*0.7*0.5+1.4*1.2)*1.5*6=29.63 取F2=30.02 （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载设计值：对结构不利时：F12=1.35*0.936*1.5*6=11.37 （按永久荷载效应控制的组合）F12=1.2*0.936*1.5*6=10.11 （按可变荷载效应控制的组合）对结构有利时：F13=1.0*0.936*1.5*6=8.42 取F12=11.37半跨可变荷载设计值：F21=1.4*（0.7*0.50+0.9*1.2）*1.5*6=18（按永久荷载效应控制的组合）F22=1.4*（0.50+0.9*1.2）1.5*6=19.89（按可变荷载效应控制的组合）F22=1.4*（0.7*0.50+1.2）1.5*6=19.53 取F22=19.89（3）全跨桁架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载效应控制的组合）全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时：F31=1.2*0.384*1.5*6=4.15对结构有利时：F32=1.0*0.384*1.5*6=3.46 取F31=4.15半跨节点屋面板自重+半跨节点屋面活荷载设计值：F4=（1.2*0.35+1.4*0.50)*1.5*6=10.08四、内力计算桁架内力组合表五、杆件设计（1）上弦杆整个上弦杆采用等截面，按FG、GH杆件的最大设计内力设计。
拱形桁架结构设计
拱形桁架结构设计
拱形桁架结构设计是一种支撑力和稳定性强、可承受较大荷载、适用于大跨度建筑物的结构设计。
它的形式像一个拱形，由一系列钢管或钢杆组成，通过节点连接起来形成桁架结构，同时弯曲形状使其具有响应自然力的能力。
设计拱形桁架结构时需要考虑以下因素：
1. 荷载：拱形桁架结构需要承受建筑物的荷载，以及可能出现的突发荷载，例如地震、暴风雨等。
设计时需要按照国家规范和标准确定荷载。
2. 材料：选用的材料需要具有足够的强度和刚度，以满足荷载要求。
钢管、钢板、钢杆等是常用材料。
3. 稳定性：拱形桁架结构需要有足够的稳定性，以避免变形或应力过大导致结构损坏。
设计时需要考虑稳定性要求和节点处的支撑方式。
4. 空间限制：拱形桁架结构占用空间较大，需要考虑其所处的场地空间要求和建筑物整体设计。
在设计拱形桁架结构时，需要进行计算和模拟分析，以确保其荷载承受能力和稳定性满足设计要求。
同时，还需要考虑施工和安装的可行性、建筑物使用期间的维护和修缮等因素。
某火车站站房及雨棚钢结构施工方案(大跨度空间管桁架)(1)
1 工程概况1.1 建筑设计简介 序号 项目内容1建筑功能 集国铁、口岸、轨道交通、长途汽车、各种城市常规公交于一体的大型综合高速铁路客运车站2建筑特点本工程分主站房和雨棚两部分：主站房有车站站台层、站台夹层、高架候车层、4#6#线车站层等候车、售票、办公、设备等功能型用房，大空间，大跨度，使用功能齐全，要求很高；雨棚为无站台柱雨棚。
3建筑面积总建筑面积（m 2） 181035 用地面积（m 2）152290站台层（m 2） 13211 站台夹层（m 2） 3295 高架候车层（m 2） 52589 楼梯（m 2）5478防空地下室（m 2）（不计入建筑面积）1463站前平台（m 2） 34146主体屋面东西侧悬挑（m 2）4292无站台柱雨棚（m 2） 68024 4#、6#轨道交通（m 2）（不计入建筑面积）27125地下建筑面积（m2）1463地上建筑面积（m2）1795724建筑层数地上共三层:站台层、站台夹层、高架层总高42.93 m 地下一层5建筑层高地上部分层高（m）站台层：4.5（候车厅8.7）；站台夹层：4.2；高架层：5.1地下部分层高（m）3.56 建筑高度±0.000标高（m）81.96 室内外高差（m）0.15 檐口高度（m）东广场42.795；西广场32.5237 建筑平面横轴编号1-1～1-8轴、2-1～2-10轴纵轴编号1/OA轴～K轴横轴距离28m/11m/27m/18m/11m总长435m纵轴距离21.5m/33.5m/25.75m/43m/42.56m/42.75m/18m/9m/17m总长339m8建筑防火防火分类为二类高层建筑，耐火等级不低于二级，所有钢结构均应涂刷防火涂料；各功能分区均有两个以上对外直接出口或疏散楼梯，大面积厅室均有两个以上的疏散门；设置专用消防电梯9建筑防水地下防水等级二级，抗渗等级S12防水混凝土+3.0厚聚氨酯防水涂料防水层+30厚聚苯烯泡沫板保护（侧壁）屋面防水等级Ⅱ级精选资料可修改编辑厨卫间10外装修站台层外立面采用30厚花岗石板及玻璃组合幕墙；高架站厅层周圈立面采用单索点驳式玻璃幕墙，玻璃采用钢化透明反射（LOW-E ）中空玻璃。
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。
建筑大跨度结构案例分析
折板网格结构由双层正交正放网格结构构成，厚度为2.5m，采用焊接空心球 节点。管桁架与折板网格桁架之间的连接单元，与管桁架相连一端采用相贯 焊形式，另一端为焊接空心球节点
10.1张弦梁结构：延安车站雨棚
安车站站台雨棚张弦梁钢结构跨度54米，共60榀，截至11月16日， 已成功吊装14榀。
10.2张弦梁结构：张弦梁采光顶
随着国民经济的快速发展， 大型公共民用建筑的大量兴 建，建筑物的跨度越来越大， 通过门窗、幕墙玻璃进入室 内的光线越来越不能，遇到不少 技术问题，其中最为重要的 是结构支撑体系。常规的桁 架、网架、网壳等与玻璃配 合时，往往显得杆件比较粗 笨和凌乱。因此，研究开发 能与玻璃协调配合的现代张 拉结构，充分利用钢材的抗 拉强度，从而做到杆件纤细、 结构通透和造型美观，这成 为解决玻璃采光顶支撑结构 时的一个重要课题。
7.1悬索结构：北卡罗来纳州雷里
世界上第一座现代悬索结构是1953年建成体育馆 屋盖采用以两个斜放抛物线拱为边缘构件的马鞍 形正交索网，其平面尺寸92*97.该索网被公认为 第一个具有现代意义的大跨度索网屋盖结构
7.2：悬索结构：张家口通泰大桥
张家口通泰大桥是 世界上跨度最大的 下承式钢结构悬索 拱桥，也是国内第 一例主梁为下承式 钢结构悬索拱桥
悉尼歌剧院
6.2:薄壳结构：黄石新体育馆
该体育馆造型 具有不规则、 多面、薄壳结 构的特点，是 全国第二座薄 壳结构设计建 筑——第一座 是广州歌剧院。 该体育馆的最 大跨度为111 米
6.3薄壳结构：广州歌剧院