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以下是基于知識庫信息整理的鋼結(jié)構(gòu)平面桁架技術(shù)要點總結(jié),涵蓋設(shè)計、選型、施工及維護等方面的關(guān)鍵內(nèi)容:
一、設(shè)計關(guān)鍵要點
1. 荷載分析
荷載類型:需明確恒載、活載、風(fēng)載、地震作用等,并重點關(guān)注節(jié)點集中力和桿件穩(wěn)定性。
動態(tài)荷載:橋梁等動態(tài)荷載結(jié)構(gòu)需采用焊接節(jié)點或高強度螺栓連接,以提高疲勞性能。
2. 桿件截面選擇
材料規(guī)格:
常用鋼材:Q235、Q345等,需滿足強度、延性、耐腐蝕和可焊性要求。
截面形式:圓管(抗壓性能好)、H型鋼(便于連接)、角鋼(輕型桁架)、箱形截面(大跨度或復(fù)雜結(jié)構(gòu))。
驗算要求:
受壓桿:長細(xì)比需≤150,防止失穩(wěn)。
受拉桿:控制應(yīng)力比≤0.9,避免斷裂。
截面優(yōu)化:H型鋼或箱形截面可提高承載力,但需注意拼接長度和焊縫質(zhì)量(如H型鋼翼緣拼接長度≥2倍板寬)。
3. 節(jié)點設(shè)計
節(jié)點類型:
鉸接節(jié)點:螺栓連接或銷軸,允許轉(zhuǎn)動,適用于可拆卸結(jié)構(gòu)。
剛接節(jié)點:焊接或高強度螺栓,需驗算彎矩傳遞能力,避免偏心連接(偏心≤公式限值)。
焊接節(jié)點:
管桁架直接焊接節(jié)點需注意:
主管與支管軸線偏心需控制,受壓桿需考慮偏心彎矩。
焊縫連續(xù)平滑,焊腳尺寸≤支管壁厚的2倍。
箱型截面或H型鋼節(jié)點需預(yù)留蓋板或牛腿,便于現(xiàn)場焊接和安裝。
4. 支撐系統(tǒng)
支撐類型:
水平支撐:上弦、下弦平面支撐,增強平面外剛度。
垂直支撐:布置于桁架兩端及中間,防止側(cè)向失穩(wěn)。
系桿:用于減小弦桿平面外計算長度。
布置原則:
長細(xì)比超限時,增設(shè)綴板或減小計算長度。
大跨度或復(fù)雜結(jié)構(gòu)需結(jié)合交叉腹桿或K形/菱形腹桿體系。
5. 高跨比與腹桿體系
高跨比:通常為1/5~1/12,三角形桁架由屋面坡度決定(如坡度1/2~1/3對應(yīng)高跨比1/4~1/6)。
腹桿形式:
人字式:腹桿數(shù)量少,應(yīng)用廣泛。
單斜式:長斜桿受拉、短豎桿受壓,適合大跨度。
K形/菱形:適用于高度較大、節(jié)間較小的桁架。
交叉式:用于塔架等承受變向荷載的結(jié)構(gòu)。
6. 起拱設(shè)計
起拱目的:抵消自重及荷載引起的撓度,一般起拱度為跨度的1/500。
二、施工關(guān)鍵要點
1. 材料與加工
材料檢驗:鋼管需符合規(guī)格和性能要求,優(yōu)先選擇信譽良好的供應(yīng)商。
加工精度:
管桁架采用數(shù)控切割機確保相貫線光滑,減少焊接變形。
H型鋼或箱形截面桿件需整體放樣制作,避免現(xiàn)場安裝錯邊。
2. 連接與安裝
連接方式:
焊接:應(yīng)用最廣,需設(shè)置引弧板,焊縫質(zhì)量需符合規(guī)范(如角焊縫連續(xù)平滑)。
高強度螺栓:用于重型桁架工地連接,施擰順序為“先翼緣后腹板,從中央向四周”。
高強螺栓施工:初擰、復(fù)擰、終擰需在一天內(nèi)完成,且安裝螺栓數(shù)量≥1/3總孔數(shù)。
吊裝要點:
設(shè)備選擇:根據(jù)構(gòu)件重量和高度選擇液壓吊車,驗算吊裝位置輪壓。
吊裝順序:上過渡層鋼柱→水平拉桿→斜桿,確??臻g位置正確后緩慢就位。
臨時支撐:安裝后用鋼管臨時架支撐,校正水平度和凈距離。
3. 質(zhì)量控制
焊接質(zhì)量:焊工需持證上崗,焊縫需進行無損檢測(如超聲波探傷)。
節(jié)點處理:
管桁架腹桿與弦桿連接需避免插入式,采用相貫線切割。
箱型截面節(jié)點焊接前需預(yù)留操作空間,切除安裝夾板后打磨平整。
4. 特殊處理
防腐與防火:
鋼材表面需涂防銹底漆和面漆,或采用鍍鋅處理。
高溫環(huán)境需加涂防火涂料。
預(yù)應(yīng)力施工(如組合桁架):
鋼筋與型鋼需精確聯(lián)結(jié),確保中心對齊,模板支撐需驗算荷載。
三、選型與應(yīng)用場景
1. 跨度與結(jié)構(gòu)類型
中小跨度(<30m):優(yōu)先三角形或平行弦桁架,經(jīng)濟性佳。
大跨度(>50m):采用拱形、張弦桁架或組合桁架,降低撓度。
動態(tài)荷載場景(如橋梁):選用焊接節(jié)點或高強度螺栓連接,增強抗疲勞性。
美觀需求:空腹桁架或曲線形桁架,結(jié)合建筑造型設(shè)計。
2. 截面形式選擇
普通鋼桁架:T形、十字形截面,構(gòu)造簡單,應(yīng)用廣泛。
重型鋼桁架(橋梁、大跨度屋蓋):工形或箱形截面,承載力強。
輕型鋼桁架(小跨度屋蓋):小角鋼或薄壁型鋼,自重輕。
四、維護與注意事項
1. 定期檢查:
監(jiān)測焊縫、螺栓連接處的銹蝕、開裂或松動。
大跨度結(jié)構(gòu)需定期檢測撓度變化,必要時調(diào)整預(yù)拱度。
2. 環(huán)境適應(yīng)性:
潮濕或腐蝕環(huán)境需加強防腐措施(如熱浸鍍鋅)。
高震區(qū)需驗算節(jié)點抗震性能,增設(shè)支撐系統(tǒng)。
3. 施工安全:
遵守焊接規(guī)范,防止火災(zāi)和電弧傷害。
吊裝時確保設(shè)備穩(wěn)定,避免構(gòu)件碰撞或傾覆。
五、深化設(shè)計要點
H型鋼桁架:
上下弦桿對接焊縫需錯開≥200mm,變截面位置避開節(jié)點。
箱形截面桁架:
腹桿與弦桿連接處設(shè)置牛腿,簡化現(xiàn)場焊接。
角鋼桁架:
連接螺栓中心靠近桿件形心,避免偏心受力。
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