建筑实例分析:​管桁架结构的设计要点

作者:益韧培训      发布日期:2020-11-04 16:04:25

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?今天结构设计小编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。
框架结构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。
 


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