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管桁架结构设计要点有哪些?

2022-10-10 10:07:05

管桁架结构的受力特点
管桁架,是指用圆杆件在端部相互连接而组成的格构式结构。与传统的开口截面(H型钢和I字钢)钢桁架相比,管桁架结构截面材料绕中和轴较均匀分布,使截面同时具有良好的抗压和抗弯扭承载能力及较大刚度。这种钢构不用节点板,构造简单,制作安装方便、结构稳定性好、屋盖刚度大。
空间三角形钢管桁架在受到竖向均布荷载作用的时候,表现出腹杆抗剪、弦杆抗弯的受力机理。弦杆轴力的主要影响因素是截面的高度,而竖面斜腹杆轴力的主要影响因素是竖面腹杆与竖直线的倾角。水平腹杆在竖向荷载作用下的受力较小,但是如果受到明显的扭矩作用的话,必须考虑适当加大其截面尺寸。
静力计算。管桁架结构应经过位移、内力计算后进行杆件截面设计,如杆件截面需要调整应重新进行设计,使其满足设计要求。设计后,杆件不宜替换,如因备料困难等原因必须进行杆件替换时,应根据截面及刚度等效的原则进行,被替换的杆件应不是结构的主要受力杆件且数量不宜过多(通常不超过全部杆件的5%),否则应重新校核。分析管桁架结构因温度变化而产生的内力,可将温差引起的杆件固端反力作为等效荷载反向作用在杆件两端节点上,然后按有限元法分析。
抗震计算。在单维地震作用下,进行多遇地震作用下的效应计算时,可采用振兴分解反应谱法,对于体形复杂或重要的大跨度结构应采用时程分析进行补充计算。采用时程分析法时,应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于两组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线,其平均地震影响系数曲线应与振形分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。加速度曲线峰值应根据与抗震设防烈度相应的多遇地震的加速度时程曲线大值进行调整,并应选择足够长的地震动持续时间。
当采用振形分解反应谱法进行管桁架结构地震作用分析时,建议至少取前25~30个振形,对体形特别复杂或重要的需要取更多振形进行效应组合。在抗震分析时,应考虑支承体系对其受力的影响。此时可将桁架结构与支承体系同时考虑,按整体分析模型进行计算;也可把支承体系简化为管桁架结构的弹性支座,按弹性支承模型进行计算。在进行结构地震作用效应分析时,对于周边落地的管桁架结构,阻尼比可取0.02,对有混凝土结构支承的管桁架结构,阻尼比取0.03。对于体形复杂或较大跨度的管桁架结构,宜进行多维地震作用下的效应分析。进行多维地震效应计算时,可采用多维随机振动分析方法、多维反应谱法或时程分析法。

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