管桁架结构设计的要点分析

管桁架结构设计的要点分析

管桁架结构造型美观、方便制作安装、结构稳定、屋盖刚度大、经济效果好，到目前为止已经广泛应用于各种公共建筑中。那么管桁架结构的设计要点是什么呢？本文主要探讨的问题是桁架截面尺寸变化对其内力的影响。

在一个空间三角形钢管桁架中，如果截面高度、上弦宽度以及节间长度确定，那么截面形状确定且唯一。

保持弦杆的内力不变，随着上弦宽度的变化而变化，腹杆和跨中挠度则都会随着上弦宽度的变化有显著的变化：如果上弦宽度的增加，则竖面腹杆的倾角相应增加，那么竖面腹杆的轴力也会持续增加，而传递到水平面上垂直腹杆的力也增加。 如果增加竖面腹杆轴力，杆件剪切的形变也会增加。反映到结构中，结构跨中挠度也会增加。如果保持截面弯矩不变，上下弦杆的内力只会在截面高度有变化的时候发生较大幅度的变化，跟其它的截面参数没有关系。

另外，随着截面高度增加会使倾角减少，则腹杆的轴力表现也会持续减少，因为剪切变形及弯曲变形减少，跨中的挠度也会逐渐减小。 我们选择构件时，一定要考虑的因素是截面高度。尤其是选择弦杆时，截面高度对结构刚度的影响可以说是最大的，远远大于其他的影响因素。

节间长度可以使腹杆夹角发生改变。改变节间长度以后，弦杆的内力会发生变化，这会使腹杆的轴力发生相应的变化。如果节间长度增加，竖面腹杆的倾角也会相应增加，所以竖面腹杆的轴力会持续加大，那么传递到水平面上，垂直腹杆的力也会持续增加。

跨中挠度随着节间长度的增加会减少，最后保持稳定。我们可以看出，如果腹杆布置过密，对结构的刚度并不会起到积极的作用，反而加大了跨中挠度。 很明显，节间长度不一定是越大越好的。

通过以往的实践经验可知，如果要保证腹杆与弦杆的连接的可靠，倾角一般需要控制在35°～55°之间。 设计师们在在设计过程中，必须把握管桁架的受力特点，才能设计出安全可靠并且实用美观的管桁架项目。

管桁架的支点怎么设置？

1、整体安装：将在地面上拼装成的管桁架加工整体用滑升或提升到高空中的设计位置。（1）整体提升法方法：在结构柱上安装提升设备直接提升管桁架，或在提升管桁架的同时用滑升模板施工法进行柱子施工的方法。

适用：支点较多的周边支承管桁架，场地窄小的施工条件。

（2）整体顶升法方法：在设计位置的地面将管桁架拼装成整体，后用千斤顶和支承结构将管桁架逐步顶升到设计标高的施工方法。适用：支点较少的支承管桁架。2、整体吊装法方法：在设计位置的地面上错位将管桁架拼装成整体后，采用单（或多）根拔杆或单（多）台起重机进行吊装就位的施工方法。适用：各种类型管桁架，吊点位置、数量的选择应与管桁架使用时的受力状况尽量接近。

3、悬吊拼装方法：管桁架的杆件和节点先拼成小拼单元再在高空管桁架设计位置进行拼装的一种方法。适用：螺栓连接的各种类型管桁架。

桁架搭建的注意事项有哪些？

‍‍舞台桁架的搭建可以打造出令视觉受到冲击的舞台空间，给大众一种视觉上美的享受和倍有立体感。舞台桁架厂家提醒大家想要安全搭建舞台桁架应注意做到4点：最首要的考虑问题当然是安全性问题，搭建的时候要确保场地的平整性，并且搭建的舞台要符合力学原理确保受力均匀，防止在演出活动过程中出现安全问题。

其次各个连接部位要确保牢固性，确保舞台整体的牢固性来消除安全隐患。

如果是需要悬挂装饰灯光时尽量从舞台后面引线，或者通过空中架线的方式来引线，绝对不能从观众席间穿过。在搭建的舞台桁架边缘要合理的设置好上下的通道位置和数量，预留出足够的空间来方便演员的出场和离场。舞台桁架在使用的时候也要注意相互衔接是否合理妥当，要仔细的检查，一旦出现安装错误就要及时的纠正。

桁架设计要素是什么？

‍‍足够强度—不断裂或塑性变形；足够刚性—不发生过大的弹性变形；足够稳定性—不发生因平衡形式的突然转变而导致坍塌；良好的动力学特性—抗震、抗风性。桁架的设计要求：要有符合要求的杆件；要有良好的连接件，包括铆钉、销钉及焊缝的连接。

这些就涉及到桁架的类型、杆件的尺寸和材料，但首先是静力学分析。

考虑桁架各结点的平衡，结点承受汇交力系作用，逐次建立各结点的投影平衡方程，可求出所有的未知杆力，这种方法称结点法，最适用于简单桁架。求解时宜根据组成特点先判定零杆，并尽可能避免解联立方程。有时只需求少数杆件内力或者对于联合桁架和复杂桁架，结点法无法奏效时，需用截面法。有选择地截断杆件（一般不超过三杆）以桁架的局部为平衡对象，考虑其中任一部分平衡，由平衡方程即可求得所需杆件轴力。

对于某些桁架（如K式桁架），联合应用结点法和截面法更有效。对于杆件很多的复杂桁架或空间桁架，最好的选择应是计算机方法。