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桁架结构范文1
关键词：结构、桁架、节点。
中图分类号：TU318文献标识码： A
节点是结构中力的交汇之处，是结构的“关节”，无论什么样的结构，都必须要保证节点具备可靠的性能，使得节点在各种受力状态下都能可靠的传力。竹结构中的连接节点选用的型材与结构形式及其所用材料、加工制作和施工安装等有着密切的联系。竹结构中节点的性能与节点的连接形式、构造以及节点的类型等有关降。
一、桁架结构节点的分类
1、钢桁架结构节点
钢桁架整体节点以其制造安装简便、经济效益良好被广泛地应用于国内外的桥梁建造中，现已能够全面地了解整体节点的特点和性能，并且可以成功分析出钢桁架整体节点的相关研究成果。针对整体节点的构造设计、制作工艺、焊接工艺等相关问题进行分析、归纳和整理，对钢桁架整体节点的承载能力、疲劳试验、强度刚度等方面进行研究，通过对比国内外相关研究成果，对国内未来钢桁架整体节点的研究方向得出相应结论，为以后整体节点的使用提供参考依据。
2、木桁架结构节点
木结构节点可以承受一定荷载、具有较好的弹性性能、能在一定程度上抵消水平推力作用、有一定的抗弯能力、允许产生一定量的部分地震能量从而具有减少整个结构地震响应的性能优点。结构是由节点和构件组合而成，其中节点是工程结构中较为关键的部分，它对整个结构的强度、刚度及延性都具有重要的影响。长期以来对于木节点的研究主要以试验为主，理论及软件分析为辅，采用松木、杉木为试验原料，用均匀试验法来定性、定量的分析材木节点的力学性能与几何参数之间关系，通过试验现象分析研究了不同材质不同尺寸的木材在三角形嵌压时的破坏特点，并对试验结果进行分析拟合，得到弯矩M与转角θ的滞回曲线、包络线及函数关系式；解明影响三角形嵌压系的材料和几何影响规律并建立符合试验假设的三角形嵌压的荷载变形理论计算设计公式；测出木材三角形嵌压时不同位置不同方向的应变场分布，最后运用有限元ANSYS/LS-DYNA分析模块对三角形嵌压试验进行模拟分析。通过试验结果与模拟结果的对比分析研究，发现两者具有较好地吻合性，说明采用有限元模拟分析木材三角形嵌压的合理性。
3、现代竹桁架结构节点
现代竹桁架结构节点我们则以木结构与钢结构的理论和规范为借鉴，探索和总结出竹构件的研究方法。现代竹结构作为刚刚兴起的建筑结构概念，其科学研究也刚刚起步，同样，对其节点性能的研究也处于摸索阶段。
二、桁架结构节点模型的设定
便于更加清楚的了解桁架结构节点，设定模型的对象为桁架钢套节点，节点材料为现代竹，外包钢套管，并用加强肋将钢套管固定在节点上。
设定模型竹结构桁架钢套节点的形式是如图1-1所示，是本文将要展示的一种桁架结构节点，这种结构包括横梁3和支撑立柱4，还包括一个钢套1，所述钢套1内部具有呈T形的通道，所述横梁3横向套接在钢套1T形通道上部，所述支撑立柱4上端竖向套接在钢套1T形通道下部并与横梁3相抵接。所述钢套1外部沿纵向并列设置有若干向外凸起的加强肋2。具体建模时，钢套厚度优选为3-5mm，这样就可以更好地保障支撑连接强度。
建立模型如图1-1所示。
图1-1现代竹结构桁架钢套节点示意图
三、桁架结构节点在实例中的应用
1、武汉・中国光谷广场轻钢屋盖
武汉・中国光谷广场轻钢屋盖采用了柱顶树状支撑的三角形钢管桁架及单层椭圆旋转壳,该实例利用了双K型钢管相贯节点设计情况,并分析了桁架节点设计计算假定对结构计算的影响;对无间隙相贯管节点中不可见相贯线是否必须进行焊接进行了分析,并介绍了足尺节点试验研究的情况。
2、广州国际会议展览中心屋盖
广州国际会议展览中心屋盖采用了张弦桁架结构，该实例利用了双K型钢管相贯节点、大型铸钢节点、钢索抗滑节点、滑动铰支座节点等特殊节点式
结语
桁架结构节点运用在工程中将会避开了螺栓连接、钉连接等有一定的消弱截面，耐久性（孔进水）可能存在的一系列问题。并且可以分析出了该连接方式的受力性能及其影响因素（尺寸：厚度、长度，辅助销钉位置等），解决现桁架连接牢固可靠、经济、方便等问题，以便应用的推广。
参考文献：
[1] 范立础．桥梁工程[M]，北京：人民交通出版社，2001．
[2] 刘建平．钢管相贯节点的研究现状和动向[J]．钢结构．2003， 18(4)：13-15．
[3] 单波、周泉、肖岩．现代竹结构技术在人行天桥中的研究与应用[J]，湖南大学学报(自然科学版) 2009
桁架结构范文2
关键词：高层建筑结构；转换层；转换桁架；结构抗震分析。
1. 高层结构转换层的简介
带转换层结构设计概念最初是由前苏联和东欧的学者于五、六十年代提出，他们提出了柔性底层房屋的方案即是上部各层为剪力墙，下部为框架的结构体系，这也是首次通过设置转换层而取得底层大空间的尝试；但是，实践表明柔性底层房屋并不具有人们所期望的隔震、抗震能力，底层框架柱不能承受过大变形，在地震中容易破坏而使整座建筑物倒塌。我国在这方面的研究及实际工程应用始于70年代中期，1975年首先在上海天日路建成一栋13层底层大开间框架上部剪力墙的住宅，并对其进行了现场应力实测、光弹性试验、钢筋混凝土模型试验及框支剪力墙有限元分析等一系列研究。这些研究为底部大空间剪力墙结构的整体刚度和楼层相对刚度的选择和控制，提供了试验和理论上的技术依据。
1.1 高层结构转换层的分类
随着高层建筑的发展，因建筑功能需要下部大空间，上部部分竖向构件不能直接连续贯通落地而在高层建筑中设置转换层。转换结构一般可归纳为4种基本形式：梁式、桁架式、箱形、厚板。
2 高层建筑桁架转换层结构
2.1 桁架转换层结构的受力分析
转换桁架主要用于承受竖向荷载，转换桁架的受力特征主要表现为竖向荷载作用下的受力规律。转换桁架的工作机制可视为由多根截面较大的弦杆(梁)共同承担上部荷载的工作机制，各腹杆改变了竖向荷载的传力方向和位置，起卸载作用。根据桁架腹杆的分布情况的不同，高层建筑转换桁架的结构形式主要有：空腹桁架、斜杆桁架、交叉桁架：但由于转换桁架承受的竖向荷载往往是相当大的，有时上部较高的荷载，单层的转换桁架在计算上无法满足结构要求，此时就必须设置双层或多层的转换桁架结构，即叠层桁架转换体系，当然还包括由于建筑立面美观或结构简化受力的目的而采用的无竖腹杆的交叉斜杆桁架；以及由于桁架受力较大，为更好的保证桁架端部与柱的锚固及减小桁架端部柱的内力，实际工程中往往将桁架体系伸过所要转换跨的下一跨。
3 高层建筑转换桁架的设计原则及构造要求
1.带桁架转换层的结构应按“强化转换层及其下部、弱化转换层上部”的原则，使转换层上下主体结构的侧向刚度尽量接近，平滑过渡。
2．将转换桁架置于整体空间结构中进行整体分析。此时，腹杆作为柱单元，上、下弦杆作为梁单元，按空间协同工作或三维空间分析程序计算整体的内力和位移。计算时，转换桁架按实际杆件布置参与整体分析，但上、下弦杆的轴向刚度、弯曲刚度中应计入楼板的作用。整体结构计算需采用两个以上不同力学模型的程序进行抗震计算，还应进行弹性时程分析并宜采用弹塑性时程分析校核。
3．带钢桁架转换层的结构设计中应按转换层“强斜腹杆，强节点”：桁架转换层上部框架结构按“强柱弱梁、强边柱弱中柱”的原则，以保证转换层的结构具有较好的延性，确保塑性铰在梁端出现，能够满足工程抗震的要求。
4．换桁架的弦杆相邻位置设置边梁使其受力更为合理。如果在布置转换桁架弦杆的二、三、四层的弦杆相邻位置设置一根边梁，保证与桁架相邻的楼面的荷载通过与桁架节点相连的横梁以集中力的形式传递至桁架的节点上，这样可以使转换桁架的弦杆受力特点更与普通的桁架一致，即弦杆的受力形态以轴力为主，尽量减少弦杆受到弯矩作用，特别是平面外弯矩的作用，使转换桁架的受力更为合理。
5．转换钢桁架的下弦钢骨混凝土部分后浇使型钢钢骨预先受力。由于桁架下弦为主要受轴向拉力作用的构件，在计算中我们主要以型钢构件输入进行计算，而在实际的设计中为了使下弦杆与周边的梁与板更好的连接，设计人员将下弦枰设计成为以型钢为钢骨的钢骨混凝土。在轴向拉力的作用下，由于钢的极限拉应变远大于混凝土的极限拉应变(钢筋的极限拉应变将达001)，为了使型钢钢骨预先受力、混凝土内的裂缝开展较小，设计时采取了下弦杆混凝土后浇的做法。这样，当上部较大荷载作用至转换桁架时，下弦的型钢受到较大的拉力，产生了相当的拉应变，然后在浇筑混凝土时，型钢内增加的拉应力相对有限，大大的减缓了混凝土内裂缝的开展。
6．《高层混凝土结构技术规程》规定转换层结构的楼板厚度不宜小于180mm。并配置双层钢筋，而在前面的分析中我们已经知道，当弦杆考虑板的作用时，对转换桁架的受力更为有利。这一方面可以使设计人员在建筑的限定梁高的情况下充分加大弦杆的刚度：另一方面作为转换桁架弦杆平面外稳定最有力的支撑和保障构件，加厚楼板后可以更好的保证桁架弦杆的平面外的稳定。另外，结构的水平力传递主要依靠楼板和转换构件，因此楼板和转换构件都要承受较大的剪力，并且有一个交互和传递的过程，如果转换桁架的弦杆仅有一侧的楼板可以相连，可以加厚与之相连楼板的板厚，这样更好的保证转换桁架上的水平力向转换层楼层平面内转移，使转换层的整体受力更加均匀。
4 高层结构的抗震分析方法
除特殊规定外，建筑结构应进行多遇地震作用下的内力和变形分析，此时，可假定结构与构件处于弹性工作状态，内力和变形分析可采用线性静力方法或线性动力方法。规则且具有明显薄弱部位可能导致地震时严重破坏的建筑结构，应按规范有关规定进行罕遇地震作用下的弹塑性变形分析。此时，可根据结构特点采用静力弹塑性分析或弹塑性时程分析方法。
模态分析用于确定设计结构的振动特性，即结构的固有频率与振型，它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时，也是后面要进行的谱分析和动力时程分析的前期分析过程。
非线性静力分析(pushover)法是一种简化的非线性地震反应评估方法。其基本原理是：在结构分析模型上施加按某种方式分布的荷载(如均匀荷载，倒三角荷载，一阶振型荷载等)模拟地震水平惯性力，并逐级按比例增大，直到结构达到预定的状态(位移超限或位移达到目标位移)，然后评估结构的性能。它没有严密的理论基础，基于两个假定：(1)结构的地震反应受单一振型控制，可以忽略高阶振型的影响，因此多自由度体系可以等效为单自由度体系；(2)控制结构地震反应的振型不发生变化。显然，对于大多数结构，这两个假定都无法满足，但是它提供了一个评估结构地震反应尤其是非线性地震反应的简单而有效的方法，该分析法能追踪结构从屈服直到极限状态的整个非弹性变形过程。许多学者的研究表明，对于短周期和响应为一阶振型为主的结构，利用上述两个假定来预测其地震峰值响应，能得到令人比较满意的结果。同一般的非线性静力分析方法相比，pushover分析法有以下特点：(1)pushover分析需要预先假定一个荷载分布模式，这同一般的非线性静力分析确定的外荷载不一样。(2) pushover分析需要预先确定同结构性能相关的位移极限，如屈服位移、倒塌破坏极限位移等。(3) pushover分析的结果是特征荷载和特征位移之间相互作用的曲线。(4) pushover分析还需要同能谱分析相结合，以完成最终对结构性能的评估。
2000年Balram Gupta,M.EERI,和Sashi K.Kunnath提出了改进的基于反应谱理论的pushover分析法，与传统的pushover分析法相比该方法的不同之处在于：(1)现行的方法采用某一特征场地的反应谱定义加载模式；(2)随着结构动力特性的改变所加的荷载大小也随之改变。改进的适应谱pushover分析法的基本步骤如下：
建立结构的数学模型
确定结构中不同单元的非线性力-位移关系，即确定初始刚度，屈服弯矩和屈服后刚度。
求解特定场地下的有阻尼弹性反应谱。
求解结构体系的周期和振型向量和振型参与系数。
其中：第j阶振型的振型参与系数
第i个质点在j阶模态下的位移
第i个质点的重量
N层数
计算n个模态下的力分布模式：
其中：第j阶模态下第i个质点的恢复力
第j阶模态的加速度反应谱值
6）.求解各阶模态下的基底剪力并按SRSS(或CQC法)组合得到基底总剪力：
7）.将各层所受的力按系数均匀增大：
其中：
，结构所受基底剪力的估计值； 需要施加的荷载步
8）.逐级施加荷载进行静力分析。
9）.计算单元力，位移，层间位移，转角等
10）.在每一荷载步计算结束后检查单元内力是否超过屈服值。当任何一个单元屈服后须重新计算单元刚度矩阵。
11）.重复以上步骤直至达到最大基底剪力或最大层间位移。
为便于对相关分析结果进行对比，桁架转换层高层建筑拟采用Gupta等人提出的改进的pushover分析法的基础上做适当的改进。采用这样的方法能比较好的形成对比与掌握分析过程。
5 展望
由于时间和水平有限，本文需要解决的问题还有很多，为了深入研究此类带桁架转换层结构的抗震性能，仍有以下工作值得开展：
(1)竖向地震作用对此类带转换层的高层结构有一定影响，值得深入探讨。
(2)对于静力弹塑性推覆分析，如何合理的选取水平荷载模式，在理论和实际应用中，仍需进一步研究。
(3)在罕遇地震作用下，用弹塑性时程分析会得到比较精确的结果，但由于弹塑性时程分析计算复杂，特别是对这类桁架转换层结构。其工作量非常大，具体实施起来较为困难。
参考文献
[1] 中华人民共和国国家标准(GB50011-2001),建筑抗震设计规范.中国建筑工业出版社,2001．
[2] 中华人民共和国行业标准(JGJ3-2002),高层建筑混凝土结构技术规.中国建筑工业出版社2002．
[3] 廖红兵,带高位转换层的高层结构抗震设计及性能分析[d],重庆大学,2006.
桁架结构范文3
【关键词】 ANSYS 桁架结构 优化选型
1 工程概况
混凝土运输系统是大体积混凝土工程顺利实施的关键。混凝土熟料从拌和系统出来后经水平运输和垂直运输到浇筑作业面，施工中，根据地形、工程量、混凝土性质和企业能力等采用不同的运输方式。对于水平运输，中小型工程一般采用斗车或罐车，大型工程一般采用罐车、自卸汽车或皮带机运输；对于垂直运输，中小型工程一般采用溜槽、人工翻仓、汽车吊、输送泵等，大型工程一般采用塔式起重机、门式起重机、塔带机和缆机等。
某水库是一座大（2）型水库，其进水塔为2级建筑物，相邻的两个进水塔高度分别为102m和86m，均为岸坡式建筑物，混凝土工程量13.2万m3，塔体采用限裂设计。[1]
结合两个进水塔均为岸坡式建筑物，根据现场地形确定了以下运输方案。在施工道路旁架设皮带机（简称1#机）进行水平运输，通过铅直布设的box管进行垂直运输，box管的下端再架设一条皮带机（简称2#机）把混凝土输送给仓面布料机，360°旋转的仓面布料机两端挂直径420mm的象鼻溜管进行仓面布料，当完成2～3个浇筑层（一般每层3m）需要上升布料机时，用900tm塔式起重机把2#皮带机和布料机提升布设，进行下一循环的作业。
该方案虽然能够满足施工强度要求，资金投入相对较少，但亟待解决混凝土输送桁架结构选型这一技术问题。
2 桁架结构的有限元模型
有限元模型建立是否恰当会直接影响到工程计算结果的可靠性。所谓建立模型，就是结构的离散化，对结构施加约束条件和荷载，然后进行计算分析。因此，选择合适的计算模型和单元模型是十分重要的。
本文中，在建立ANSYS模型时采用杆单元Link8来模拟二力杆，可用梁单元Beam4来模拟可承受拉、压、弯、扭的受力单元。根据设计规范的要求设置荷载布置，然后荷载由横梁传递到桁架的各节点引起桁架共同受力。本文主要从两个方面对桁架结构进行优化，（1）对钢站柱个数进行优化；（2）对结构中钢站柱的位置进行优化。备选方案总共3个，A方案：钢站柱两个，横坐标分别为23m和46m，施加的等效荷载为547.9KN；B方案：刚站柱一个，横坐标为23m，施加的等效荷载仍为547.9KN；C方案：刚站柱一个，横坐标为35m，即位于皮带机的中间位置下方位置在2/3处，施加的等效荷载仍为547.9KN。不同方案的钢站柱的位置及其数量如表1所示。该桁架结构三维模型中包含单元939个，结点387个。不同方案对应的有限元分析模型如图1、图2、图3所示。
有限单元法是一种有着坚实的理论基础和广泛的应用领域的数值分析方法。从选择未知量的角度来看，有限单元法可以分为三类，即位移法、力法及混合法，其中最常用的是有限元位移法。本文拟用混合法对三种方案下桁架架构模型进行ANSYS仿真分析，并对三种方案进行对比优选。该桁架结构三维模型中包含单元939个，结点387个。不同方案对应的有限元分析模型分别如图1、图2、图3所示。
3 结果分析
应用ANSYS软件对产品进行模拟和分析时，一般要经历三个步骤，即前处理、求解计算和后处理。具体本文中结构优化设计的步骤如下：1）参数化建立模型；2）求解；3）提取并指定状态变量和目标函数；4）进行优化设计；5）查看设计结果。本文桁架结构仿真优化分析所使用的材料参数如下：弹性模量E=2.06×105；泊松比0.3；材料密度7.8×103；容许应力215。
空间桁架结构的设计应验算其强度，刚度和稳定性。理论分析和工程实例都表明，当空间桁架结构跨度比较大时，其设计一般是受稳定性控制的，且稳定分析首要的是计算其临界荷载。
综合不同方案的ANSYS仿真计算结果，分析可知：三种方案中单元的最大拉应力及最大压应力均小于Q235钢的强度215Mpa，即三种方案均满足强度要求；三种方案桁架结构的位移满足规范的要求，均不会发生失稳破坏。结合工程所处的地质条件及地形，并对三种方案计算结果进行横向对比分析可知：A方案，可满足设计要求及工程实际需要，但其桁架结构搭设难度大，造价高，维修难度大；B方案，可满足设计要求及工程实际需要，较A方案而言整体造价有所降低，但刚站柱高度需达到46m；C方案，可满足设计要求及工程实际需要，较A、B方案而言造价低，经济效益高，且刚站柱高度只需达到30m，而且桁架结构搭设难度较A、方案也较低。综合分析可知，该桁架结构应选用C方案。
在工程实际中，在选用C方案的基础上，又对桁架结构杆件的截面进行了进一步优化。为工程创造了更大的经济效益及社会效益。
4 结语
本文根据工程的设计要求及实际需要，在ANSYS10.0环境下，建立了桁架结构的三维有限元模型，通过仿真计算得出不同方案中各杆的应力、结构的位移。有限元计算结果表明：三种方案下的桁架结构均能够安全承载，其最大应力值和最大变形量均在允许的设计范围内，不会引起结构的破坏或变形量过大。结合桁架的实际工作环境及工程造价、经济效益，我们优选C方案为最终方案。基于ANSYS的有限元三维仿真分析为结构安全验算及方案优选提供了理论依据和积极的现实意义。
参考文献：
桁架结构范文4
关键词：高空散装；异型钢管桁架；施工
Abstract: the use of space as a steel truss roof structure has many advantages, and to not only satisfy the stadium the large span requirements, and as a structure system, it is in line with the development of large spatial reticulated structures need to create the perfect combination of art and mechanics of the design concept. Such structure form a wide range of engineering practice, has a strong momentum of development. Combined with a steel structure engineering practice, the steel structure truss construction method made Suggestions, and peer discussion.
Keywords: high altitude bulk; Alien steel truss; construction
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号
1、引言
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也日益广泛,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。
2.工程概况
某结构钢管桁架工程，共由38榀主桁架组成，平面形状呈半椭圆形，轴线位置复杂，悬挑长度不一，最大悬挑长度15m，造型飘逸。桁架种类多，拼装难度大。能有一种安全便捷的方法解决该类型桁架的安装，必将带来良好的经济效益和社会效益。
3、施工准备
3.1方案的选择
采用桁架地面组装，单榀桁架吊装的施工方法。采用此方法施工，钢结构的安装、焊接、防腐可在地面上完成，施工人员操作起来安全便捷将施工图节点不完整的部分进行二次设计，通过分解先绘制成三维效果图，根据三维效果图设计出单榀桁架结构面施工图，最后形成单榀桁架的最终实物模型。
3.2施工工艺
单榀桁架安装---桁架焊接---防腐涂装---竣工验收。
4、施工方法
4.1单榀桁架安装
4.1.1测量放线。桁架由上弦、下弦、腹杆和支撑组成。使用经纬仪、钢尺、垂线等放线工具找出支座位置，确定桁架下弦、上弦所在平面及桁架各节点的坐标位置，并在脚手架上相应位置做好标记，调整脚手架的高度及支撑点位置。
4.1.2下弦杆安装。下弦杆安装在支座及钢管柱安装完成后进行，安装时必须复核支座跨度、桁架弦长、弧长、弦高等，并用脚手架支撑牢固。
4.1.3上弦杆及腹杆安装。上弦杆及腹杆的安装应从桁架中心向两侧顺序安装，安装前依据设计图纸的节点坐标在桁架上下弦安装腹杆的位置标出节点，并标明腹杆的规格、编号、安装方向等参数。安装宜两侧同时进行，对称安装以减小变形和累计误差。
4.1.4安装过程中随时检查桁架的几何尺寸，如网格的对角线、桁架每个单元的弦长、弧长、高度及节点安装的误差等，发现问题及时进行调整。
4．2桁架焊接
4.2.1桁架弦杆对接焊缝采用全熔透的焊接工艺，焊接设备采用逆变直流弧焊机，所选用的焊条型号应与主体金属相匹配，本工程采用型号为E4303焊条。不同强度的钢材焊接时，焊接材料的强度应按强度较低的钢材采用。所有的熔透焊缝处均需打焊工钢号。焊工必须考试合格后方可施焊。构件焊接前将焊接区域的铁锈污物等清除干净，复查焊区坡口情况确认符合设计要求方可施焊。焊接后应清除熔渣和飞溅物，并在焊缝附近打上焊工的钢印代号，焊缝金属表面焊波均匀，不允许有裂缝、弧坑裂缝、焊瘤、表面夹渣等缺陷。焊接要求符合JGJ81―2002建筑钢结构焊接技术规程。
4.2.2焊接质量检查：a．焊接完毕，焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝外观质量。检查合格后应在工艺规定的焊缝及部位打上焊工钢印。b．焊缝外形尺寸应符合现行国家标准GB10854―1989钢结构焊缝外形尺寸的规定。
4.2.3对于对接接头、T形接头和十字接头坡口焊接，在工件放置条件允许或易于翻身的情况下，宜采用双面坡口对称顺序焊接；对于有对称截面的构件，宜采用对称于构件中和轴的顺序焊接。
4.2.4对双面非对称坡口焊接，宜采用先焊接深坡口侧部分焊缝、后焊浅坡口侧、最后焊完深坡口侧焊缝的顺序。
4.2.5引进技术，提高相贯线精度。钢桁架结构的最大难点就在于对相贯线切割的控制上，相贯线精度的把握直接关系到下面焊缝的焊接质量。传统的相贯线确定方法为手工制图，手工方法效率低、精度差，显然不适用于这种大型构件的工程。为此，在施工中我们引用了一套电脑软件，根据图纸将每根杆件的长度、管径及相交的角度等等相关数据输入程序，就会得到这个节点的相贯线，然后由打印机直接打出大样图。通过这套软件，不但确保了相贯线的精度，而且大大提高了工作效率。
4.3除锈
经除锈后的钢材表面，应无可见的油脂和污垢，并且几乎没有附着不牢的氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物，才能进行下道工序，除锈合格后的钢材表面，如在涂底漆前已返锈，需重新除锈。
4.3.1表面清理
刷前将需涂装部位的铁锈、焊缝药皮、焊接飞溅物、油污、尘土等杂物清理干净。本工程现场需要进行底漆补涂的区域主要是现场焊缝区域，包括钢管间焊缝及支座焊缝。对于在运输和安装过程中发生了破损的底漆也应补涂。底漆补涂之前应对涂漆部位进行清理，去除油污等，对于发生锈蚀的应采用手工除锈方法除锈。
4.3.2防腐涂装
严格控制涂料质量，要求必须符合国家标准，不合格及过期涂料严禁使用，所使用的任何一种涂料都应具备下列条件：产品说明书、产品批号、生产日期、防火标志、合格证及检验资料。
涂料工艺参数：包括闪点、比重、固体含量、表干、实干时间、涂覆间隔时间、理论涂覆率、一道涂层的干湿膜厚度；规定温度下的粘度范围；规定稀释剂、稀释比例降低的粘度及对各种涂覆方法的适应性等；涂料主要机械性能指标及组成的原料性能指标；涂料厂对表面除锈等级，涂装施工环境的要求等；多组分涂料的混合比及混合后使用时间的指导性说明；构成涂层系统的各层涂之间应有良好的配套性，底、中、面漆应选同一厂家的产品。补涂金属表面温度低于露点以3℃和相对湿度大于85％时，不得进行涂装(具体按涂料性质和涂装说明书进行)，涂装作业应在清洁和有遮蔽环境的涂装工作间中进行。
4.3.3防腐油漆刷涂的基本操作法
使用漆刷时，一般应采用直握方法，用腕力进行操作；涂刷时就应蘸少量油漆，刷毛浸入油漆的部分应为毛长的1／3～1／2；对干燥较慢的涂料，应按涂敷、抹平和修饰三道工序进行；对干燥较快的涂料，应从被涂物一边按一定的顺序快速边连续地刷平和修饰，不宜反复刷涂；刷涂顺序，一般应按自上而下，从左到右，先里后外，先斜后直，先难后易的原则，使漆膜均匀、致密、光滑和平整；刷涂的走向，刷涂垂直平面时，最后一道应由上向下进行。刷涂水平表面时，最后一道应按光线照射的方向进行；刷涂完毕后，要将刷子妥善保管，若长期不使用，须用溶剂清洗干净晾干，用塑料薄膜包好，存放在干燥的地方，以便再用。
4.3.4涂层的外观要求
涂层表面色泽均匀、平整光滑、无流挂、不产生明显桔纹，不允许存在各类污物及斑痕等。涂层的外观应符合设计规范及厂方要求，并达到设计厚度。
4.4安全注意事项
搞好职工安全教育，使施工人员熟知本工种的安全技术规程。构件吊起时，吊索必须绑扎牢固，绳子扣必须在吊钩内锁牢，严禁用板钩钩吊构件。高空作业人员必须系安全带，地面作业人员必须戴安全帽。高空作业人员必须系安全带，地面作业人员必须戴安全帽。构件起吊过程中，构件旋转范围内严禁站人，吊运构件真地按设计图纸尺寸进行钢筋配料，严禁用板钩钩吊构件。
结束语
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；钢管截面惯性半径较大，可减轻自重，从而经济优良，因此钢管桁架在建筑中得到广泛的应用。焊接技术在钢管结构的施工安装中占有重要的地位，无论从焊接节点构造、焊接工艺和无损检测技术都有些特殊的要求。
参考文献
[1]屈桂林.奥运“道”场里的科技之光[N].中华建筑报.2007年.
桁架结构范文5
关键词：钢结构 复杂桁架施工难点施工技术
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
随着城市建筑类型的多元化，建筑结构以及材料也得到了发展，尤其是钢结构的采用得到了拓展，已经形成了体系化。钢结构的质量在很大程度上得到了提高，这就使得跨度更大结构更加负载的钢结构体系被应用到建筑上，在为工程项目提供了丰富结构选择的同时也增加了施工的难度，尤其是飘带类重型负载桁架解结构的施工，对施工组织与管理都提出了更高的要求。
项目概况
某酒店的主体结构采用的是钢框架结构体系，其结构设计为十二层以上为悬梁结构，所以在二层设置了转换正交桁架，在桁架间设置了交叉的斜支撑，以此提高整个结构的抗扭转强度，提高建筑的稳定性。在转换层的以下仅仅设计了两排受力支撑柱，其横向间隔和纵向间隔分别为5.4m和13.2m。
项目施工的难点
在施工前分析整个工程的难度可以总结为以下几点：首先，是施工量大且面积广，针对桁架的安装和制作必须进行一体化管理，而工程中预计采用钢材近万吨，而主建筑面积为7万平方，属于典型的量大面积广的工程类型，这就给施工技术选择、指挥管理、工程构件生产带来较大的困难。
其次，工程要求紧张，按照业主的要求施工的时间仅为150天左右，而现场垂直运输工具不仅仅要为钢材吊装服务，也要为土建工程服务，这就对其调度与管理提出了难题，尤其塔吊与塔群之间的配合问题亟待解决。
再有，施工过程中专业多，施工交叉多，管理协调难度大，工程因为时间期限短，所以多工种施工时间交叉的情况严重，这就必须制定合理的施工计划来协调。
最后，因为地基属于细泥砂土质，所以比对其进行固化处理，以防止其在降水后出现超过标准的沉降，从而影响吊装机械的行走，进而出现安全隐患或者影响工程质量。
3、桁架施工的总体思路
针对上述的困难，结合实际情况与经验，施工前制定了相应的安装施工总体方案，以此提高管理与协调的效果。确定的桁架安装方案为：按照伸缩缝的位置对整个施工面进行单元划分，将建筑分为三个施工单元，从东面开始施工，然后进行西面单元施工，中间单元跟进，每个单元在安装时以单元的核心筒为中心进行合拢，顺序为先柱子后梁件吊装，高空原位对接的方式完成作业，立面上从下向上，水平向从核心筒向两边辐射，这样既可进行同时施工作业。其中地下钢柱和预埋件、二次桁架连接杆、二层以上的柱、梁、散装桁架等采用沿着主体楼框架布置的塔吊完成施工，而二层平面纵向桁架结构先完成拼装成榀后再由履带吊完成吊装。
4、具体的施工技术
4.1桁架的拼装
桁架的拼装与吊装是按照拼装后吊装的思路进行的，所以吊装桁架前应进行组装。首先，本工程桁架的结构为平面结构，桁架的散件按照批次发到施工现场，进行检查后进行拼装施工，其采用的卧式拼装。即在拼装现场设置10cm的碎石渣道并平整压实，然后铺上胎架板，因为当地的细砂地质在降雨后会出现沉降，这样会影响整体平拼装的精度，同时工程中桁架的单体重量大，所以就要胎架必须具备较好的整体性。根据实际情况需求，胎架可以采用20mm标准钢板，尺寸为2000×8000密码，以保证受力面积。每一个胎平行铺设四块钢板，现场设置四个拼装胎架，钢板铺设完成后利用角钢连接，使之成为整体，并在钢板的四周置入螺纹钢筋加以固定。然后将桁架定点精确放样到钢板上，按照分段位置调整拼装胎架，并将胎架与地面钢板焊接固定。胎架为H型钢材，制作为马镫状，高度为80cm。
4.2桁架拼接
在胎架铺设完成后，就可展开对桁架的拼装，顺序是先主弦杆再腹杆，等所有的杆件都拼装完成后在进行尺寸检验，确认无误后才能进行焊接固定。
4.3拼装质量要求
地面拼装质量的优劣将直接决定高空对接以及工程的质量，所以在拼装是应对其进行严格的测量与审核，这是保证钢结构质量的关键工序，测量验收应贯穿与拼装工序的始终，对各个工序都要进行尺寸的核定，各种检测需要全方位实施，使得拼装过程与尺寸都满足规范需求，以及项目设计要求。
5、钢柱、梁的安装
工程中地下结构往往会跟随土建进行，在具备安装条件后应同步开展。圆管柱分为两段进行吊装，起重量划分应按照吊装设备的情况设置，如工程中每段重量小于7吨，长度4-8m；方管柱则按照3层1节和两层1节的方式进行吊装，钢梁按照自然分段进行施工。
转换桁架的施工
工程中桁架的结构较为复杂，分为横纵两向，同时存在与二层的主体结构上，桁架顶面的高度为10m，桁架的高度为2m，现场地面的标高为-7m，安装顶部高度为18m。桁架安装的过程中，所有的纵向桁架平都是拼装为榀后进行整体化吊装，横向桁架则为散件拼装，安装前面的总体方案进行施工。下面就注意介绍纵横两向的施工过程：
纵向桁架施工，采用的整体吊装，拼装成榀后进行吊装，每个单元从核心筒附近构件开始进行向中间推进，每一跨由内向外进行。每段桁架吊装最重设置为21t，采用39m主吊臂的履带吊即可完成其吊装工作。履带吊投入使用前应对其行走道路进行处理，铺垫碎石以保证其承载吊装时出现在载荷，要求地面耐力应大于12吨每平米，每台履带吊在吊装前还应在吊位铺设路基箱，保持其稳定。
横向桁架的施工，在安装中横向的桁架构件数量较少，所以不能拼装成榀后进行安装，所以直接采用散件的安装方式完成组合，同时桁架间的连接杆也是利用散装方式完成，安装是先下弦在腹杆，然后再安装上弦杆，完成与整体的拼装。
结束语：
从总体看，工程中因为整个钢结构的施工量大且面积广，结构相对复杂，所以在施工技术上必须采用更加合理的方式才能完成对桁架的安装，并保证在工期内竣工。所以本项目采用的是单元化的施工模式，并对钢结构的情况进行分类，组织纵向桁架先拼装后吊装，而横向桁架则是散装完成安装，保证了工程的顺利完成。
参考文献：
[1]金立伟.钢结构焊接变形的成因与控制措施[J].建筑. 2012(05)
[2]龙玉辉.大跨度钢结构管桁架的设计及施工安装技术探究[J].科技传播. 2013(01)
[3]顾亚君.赞比亚卢萨卡体育场屋盖钢结构吊装技术[J].建筑施工.2012(11)
桁架结构范文6
Cao Jingchao
（Guangdong Province Erguang Expressway Co.，Ltd.，Huaiji 510006，China）
摘要：吊篮在施工过程中运用广泛，但对于吊篮的理论研究，特别是对于特殊情况下大跨度吊篮理论研究较为缺乏。本文对某桥梁大跨施工吊篮桁架结构采用Midas/Civil进行有限元分析和设计，通过理论计算，结果得出该吊篮结构强度与刚度符合要求。为了检验有限元分析的理论计算，采取理论计算方法与之对比，结论显示，两者基本相符合。结论可为吊篮施工与设计计算提供参考。
Abstract: Basket was widely used in the construction process. However, the theoretical research on basket is relatively deficiency, especially long-span basket theory under the special condition. This paper used Midas/Civil to conduct Finite Element Analysis and Design on long-span basket truss structure. Through calculating, the results indicated that the basket structure strength and stiffness meets the requirement. In order to check the finite element analysis of theoretical calculation, we adopted the theoretical calculation method to compare with it, and the result shows that the two of them is basically in accordance with each other. The conclusion could provide the reference for basket construction and design calculation.
关键词：吊篮 桁架结构 有限元分析
Key words: basket；truss structure；Finite Element Analysis
中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）21-0088-02
0引言
吊篮是建筑工程高空作业的一种建筑结构，作为幕墙安装，外墙清晰，表面粉刷等之用。目前，吊篮在我国得到了广泛的应用，使我国不仅成为世界上最大的生产大国，而且成为世界最大的吊篮使用国家之一。虽然吊篮在我国已有近25年的发展历史，但其基本结构、作业范围和外观形状并没有显著变化，而就我国吊篮的品种和规格而言，与发达国家相比还有较大的差距。发达国家吊篮产品的技术发展主要表现在：①驱动和摩擦传动方式的改进以达到节能或提高功效为目的，使产品向多样化发展；②篮体结构的异型化和模块化组合以及提升能力的不断增加，扩大了吊篮的应用范围；③悬吊支承结构的改进，使吊篮的支承体系多样化和轻便化，适用不同建筑结构的要求。这三个方面的改变，是吊篮产品中技术发展的具体体现，从而使吊篮的应用范围更加广阔。本文以一工程为背景，针对篮体结构的异型化和模块化组合以及提升能力的不断增加，扩大了吊篮的应用范围这一方面的技术欠缺有一定的补充，通过有限元计算和理论验证，证明了大跨度吊篮桁架结构设计的合理性。
1工程概况
吊篮通常多采用钢桁架结构，下面为某钢筋混凝土箱型桥梁的施工吊篮，该吊篮桁架的跨度为48.0m，桁架高1.7m，其结构形式如立面图1所示。
2Midas/Civil进行建模与有限元分析
2.1模型建立对吊篮钢桁架模型立采用立体建模，共374个节点，872个单元，材料选用Q235钢，截面分别有弦杆截面、斜杆截面和竖杆截面，约束为一个在16号节点处的铰接和三个竖直向上的链接，分别为14号、360号、362号节点，如图2吊篮模型图所示。
2.2 有限元分析结果与分析边界条件分为两组，一个是支撑边界组，另一个是铰接组，支撑边界组是指约束整体吊篮桁架，铰接组是吊篮节段单元之间的连接。经过计算每个吊篮阶段单元的自重为7.91kN，平均到下弦杆单元也就是1.32kN/m；考虑到附加荷载，因此额外增加0.2倍自重荷载，由此自重为1.584kN/m。采用均布荷载施加，每根下弦杆单元承受均布荷载为0.792kN/m。移动荷载主要为人群荷载，采用8个80kg的小车在建立在下弦杆梁单元上的车道之上来回跑动。
荷载组合主要考虑1.2自重+1.4移动荷载的最不利组合，查看在该组合下的支反力，应力，弯矩和挠度。
通过Midas/Civil软件对吊篮桁架的模拟运算，得出最大支反力为32.24kN，最大剪力为16.96kN，最大弯矩为3.21kN・m，组合应力最大值为98.6MPa,最大挠度为121.5mm,在下弦杆上最大挠度值为113.0mm。
3理论计算
桁架的挠度计算：桁架钢结构的挠度一般由两部分组成，一是由单销间隙产生的非弹性挠度，另一部分是有荷载引起的弹性挠度，两者叠加为桥梁的挠度。
①非弹性挠度的计算。先定义α，α为相邻两跨拼装单位之间由销孔间隙产生的响度转角（弧度制），?琢＝■=■=1.17×10-5，
式中：?驻l――单销与销孔之间的间隙，?驻l=1mm；h――桁架拼装单位的高度，桁架高h=1700mm。
由此，可以计算出吊篮的非弹性挠度值:
fo=d■sin■?琢=6000×8×sin?琢=56.16mm，
式中fo:――简支梁跨的非弹性挠度（mm）；d――桁架拼装单位的长度（mm）；n――每一跨的桁架拼装单位数；
②采用B.C.卡秋林公式计算由荷载引起的桁架弹性挠度如下：
f=■1+（tan?准1+cot?准1）×■×（1.61-0.335■）Kdf
式中：f――桁架由活载引起的弹性挠度（m）；l――桁架的计算跨度（m）；ho――桁架在支座处的计算高度（m）；h――桁架的计算高度（m）；?准1――跨中斜杆与垂直线之间的夹角（°）；E――桁架所用材料的弹性模量（kgf/cm2）；Kdf――活载的横向分配系数，Kdf=0.1767；I――桁架截面的惯性矩，I=7.36×105cm4；Keq――活静载的等挠度等代荷载（kgf/cm）。
该吊篮跨度48m，桁架在支座的计算高度h=1.7m，跨中斜杆与垂直线的夹角正余弦值为tan?准1=■=0.588，cot?准1=1.7钢材的弹性模量为E=2.1×106Kgf/cm2，活静载等挠度的等代荷载Keq=0.8+0.66=9.37Kgf/cm，则可求出桁架由活载引起的弹性挠度f=6.21cm。因此理论计算的吊篮桁架挠度值为56.16+62.1=118.3mn。
根据钢结构规范，“楼（屋）盖梁、工作平台梁和平台板的主梁或桁架（包括设有悬挂起重设备的梁和桁架）的允许挠度值L/400=120mm，可知该挠度计算满足要求。
4分析与结论
通过对吊篮杆件的受力和挠度的理论计算，得出吊篮钢桁架结构中构件的承载能力，以及桁架结构在荷载作用下的竖向变形值。再通过Midas/Civil软件的建模和计算，得出，吊篮桁架的模型实体，并在动静荷载作用下得出的剪力、弯矩、应力和挠度。综上所述可以出以下结论：①下弦杆在第一节段与第二阶段相接处剪力与弯矩最大，而该处最大剪力、最大弯矩都相当小，显然满足要求。②计算得出组合应力最大值?滓＝98.6Mpa＜[?滓]=235Mpa，满足要求。③最大挠度值位于跨中两边加强圆钢杆件上，为121.5mm，跨中受力构件，即下弦杆最大挠度值为118.3mm＜L/400＝120mm，满足要求。
通过以上计算从理论上证实了6m×8=48m大跨度的桁架吊篮安全可行。
参考文献：
[1]张华，董威，於海.我国高处作业吊篮的几个技术问题建筑机械：上半月-2009(12)：73-76.
[2]王栋,李晶.空间桁架结构动力学形状优化设计工程力学[J].2007,24(4).