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桁架結(jié)構(gòu)范文1

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)、桁架、節(jié)點(diǎn)。

中圖分類號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

節(jié)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)中力的交匯之處，是結(jié)構(gòu)的“關(guān)節(jié)”，無論什么樣的結(jié)構(gòu)，都必須要保證節(jié)點(diǎn)具備可靠的性能，使得節(jié)點(diǎn)在各種受力狀態(tài)下都能可靠的傳力。竹結(jié)構(gòu)中的連接節(jié)點(diǎn)選用的型材與結(jié)構(gòu)形式及其所用材料、加工制作和施工安裝等有著密切的聯(lián)系。竹結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)的性能與節(jié)點(diǎn)的連接形式、構(gòu)造以及節(jié)點(diǎn)的類型等有關(guān)降。

一、桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的分類

1、鋼桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)

鋼桁架整體節(jié)點(diǎn)以其制造安裝簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)效益良好被廣泛地應(yīng)用于國內(nèi)外的橋梁建造中，現(xiàn)已能夠全面地了解整體節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)和性能，并且可以成功分析出鋼桁架整體節(jié)點(diǎn)的相關(guān)研究成果。針對(duì)整體節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造設(shè)計(jì)、制作工藝、焊接工藝等相關(guān)問題進(jìn)行分析、歸納和整理，對(duì)鋼桁架整體節(jié)點(diǎn)的承載能力、疲勞試驗(yàn)、強(qiáng)度剛度等方面進(jìn)行研究，通過對(duì)比國內(nèi)外相關(guān)研究成果，對(duì)國內(nèi)未來鋼桁架整體節(jié)點(diǎn)的研究方向得出相應(yīng)結(jié)論，為以后整體節(jié)點(diǎn)的使用提供參考依據(jù)。

2、木桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)

木結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)可以承受一定荷載、具有較好的彈性性能、能在一定程度上抵消水平推力作用、有一定的抗彎能力、允許產(chǎn)生一定量的部分地震能量從而具有減少整個(gè)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的性能優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)是由節(jié)點(diǎn)和構(gòu)件組合而成，其中節(jié)點(diǎn)是工程結(jié)構(gòu)中較為關(guān)鍵的部分，它對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度及延性都具有重要的影響。長期以來對(duì)于木節(jié)點(diǎn)的研究主要以試驗(yàn)為主，理論及軟件分析為輔，采用松木、杉木為試驗(yàn)原料，用均勻試驗(yàn)法來定性、定量的分析材木節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能與幾何參數(shù)之間關(guān)系，通過試驗(yàn)現(xiàn)象分析研究了不同材質(zhì)不同尺寸的木材在三角形嵌壓時(shí)的破壞特點(diǎn)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析擬合，得到彎矩M與轉(zhuǎn)角θ的滯回曲線、包絡(luò)線及函數(shù)關(guān)系式；解明影響三角形嵌壓系的材料和幾何影響規(guī)律并建立符合試驗(yàn)假設(shè)的三角形嵌壓的荷載變形理論計(jì)算設(shè)計(jì)公式；測(cè)出木材三角形嵌壓時(shí)不同位置不同方向的應(yīng)變場(chǎng)分布，最后運(yùn)用有限元ANSYS/LS-DYNA分析模塊對(duì)三角形嵌壓試驗(yàn)進(jìn)行模擬分析。通過試驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果的對(duì)比分析研究，發(fā)現(xiàn)兩者具有較好地吻合性，說明采用有限元模擬分析木材三角形嵌壓的合理性。

3、現(xiàn)代竹桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)

現(xiàn)代竹桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)我們則以木結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)的理論和規(guī)范為借鑒，探索和總結(jié)出竹構(gòu)件的研究方法?，F(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)作為剛剛興起的建筑結(jié)構(gòu)概念，其科學(xué)研究也剛剛起步，同樣，對(duì)其節(jié)點(diǎn)性能的研究也處于摸索階段。

二、桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)模型的設(shè)定

便于更加清楚的了解桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，設(shè)定模型的對(duì)象為桁架鋼套節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)材料為現(xiàn)代竹，外包鋼套管，并用加強(qiáng)肋將鋼套管固定在節(jié)點(diǎn)上。

設(shè)定模型竹結(jié)構(gòu)桁架鋼套節(jié)點(diǎn)的形式是如圖1-1所示，是本文將要展示的一種桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，這種結(jié)構(gòu)包括橫梁3和支撐立柱4，還包括一個(gè)鋼套1，所述鋼套1內(nèi)部具有呈T形的通道，所述橫梁3橫向套接在鋼套1T形通道上部，所述支撐立柱4上端豎向套接在鋼套1T形通道下部并與橫梁3相抵接。所述鋼套1外部沿縱向并列設(shè)置有若干向外凸起的加強(qiáng)肋2。具體建模時(shí)，鋼套厚度優(yōu)選為3-5mm，這樣就可以更好地保障支撐連接強(qiáng)度。

建立模型如圖1-1所示。

圖1-1現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)桁架鋼套節(jié)點(diǎn)示意圖

三、桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)在實(shí)例中的應(yīng)用

1、武漢?中國光谷廣場(chǎng)輕鋼屋蓋

武漢?中國光谷廣場(chǎng)輕鋼屋蓋采用了柱頂樹狀支撐的三角形鋼管桁架及單層橢圓旋轉(zhuǎn)殼,該實(shí)例利用了雙K型鋼管相貫節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)情況,并分析了桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)算假定對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算的影響;對(duì)無間隙相貫管節(jié)點(diǎn)中不可見相貫線是否必須進(jìn)行焊接進(jìn)行了分析,并介紹了足尺節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究的情況。

2、廣州國際會(huì)議展覽中心屋蓋

廣州國際會(huì)議展覽中心屋蓋采用了張弦桁架結(jié)構(gòu)，該實(shí)例利用了雙K型鋼管相貫節(jié)點(diǎn)、大型鑄鋼節(jié)點(diǎn)、鋼索抗滑節(jié)點(diǎn)、滑動(dòng)鉸支座節(jié)點(diǎn)等特殊節(jié)點(diǎn)式

結(jié)語

桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)運(yùn)用在工程中將會(huì)避開了螺栓連接、釘連接等有一定的消弱截面，耐久性（孔進(jìn)水）可能存在的一系列問題。并且可以分析出了該連接方式的受力性能及其影響因素（尺寸：厚度、長度，輔助銷釘位置等），解決現(xiàn)桁架連接牢固可靠、經(jīng)濟(jì)、方便等問題，以便應(yīng)用的推廣。

參考文獻(xiàn)：

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桁架結(jié)構(gòu)范文2

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)換層；轉(zhuǎn)換桁架；結(jié)構(gòu)抗震分析。

1. 高層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的簡(jiǎn)介

帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念最初是由前蘇聯(lián)和東歐的學(xué)者于五、六十年代提出，他們提出了柔性底層房屋的方案即是上部各層為剪力墻，下部為框架的結(jié)構(gòu)體系，這也是首次通過設(shè)置轉(zhuǎn)換層而取得底層大空間的嘗試；但是，實(shí)踐表明柔性底層房屋并不具有人們所期望的隔震、抗震能力，底層框架柱不能承受過大變形，在地震中容易破壞而使整座建筑物倒塌。我國在這方面的研究及實(shí)際工程應(yīng)用始于70年代中期，1975年首先在上海天日路建成一棟13層底層大開間框架上部剪力墻的住宅，并對(duì)其進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)力實(shí)測(cè)、光彈性試驗(yàn)、鋼筋混凝土模型試驗(yàn)及框支剪力墻有限元分析等一系列研究。這些研究為底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)的整體剛度和樓層相對(duì)剛度的選擇和控制，提供了試驗(yàn)和理論上的技術(shù)依據(jù)。

1.1 高層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的分類

隨著高層建筑的發(fā)展，因建筑功能需要下部大空間，上部部分豎向構(gòu)件不能直接連續(xù)貫通落地而在高層建筑中設(shè)置轉(zhuǎn)換層。轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)一般可歸納為4種基本形式：梁式、桁架式、箱形、厚板。

2 高層建筑桁架轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)

2.1 桁架轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的受力分析

轉(zhuǎn)換桁架主要用于承受豎向荷載，轉(zhuǎn)換桁架的受力特征主要表現(xiàn)為豎向荷載作用下的受力規(guī)律。轉(zhuǎn)換桁架的工作機(jī)制可視為由多根截面較大的弦桿(梁)共同承擔(dān)上部荷載的工作機(jī)制，各腹桿改變了豎向荷載的傳力方向和位置，起卸載作用。根據(jù)桁架腹桿的分布情況的不同，高層建筑轉(zhuǎn)換桁架的結(jié)構(gòu)形式主要有：空腹桁架、斜桿桁架、交叉桁架：但由于轉(zhuǎn)換桁架承受的豎向荷載往往是相當(dāng)大的，有時(shí)上部較高的荷載，單層的轉(zhuǎn)換桁架在計(jì)算上無法滿足結(jié)構(gòu)要求，此時(shí)就必須設(shè)置雙層或多層的轉(zhuǎn)換桁架結(jié)構(gòu)，即疊層桁架轉(zhuǎn)換體系，當(dāng)然還包括由于建筑立面美觀或結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化受力的目的而采用的無豎腹桿的交叉斜桿桁架；以及由于桁架受力較大，為更好的保證桁架端部與柱的錨固及減小桁架端部柱的內(nèi)力，實(shí)際工程中往往將桁架體系伸過所要轉(zhuǎn)換跨的下一跨。

3 高層建筑轉(zhuǎn)換桁架的設(shè)計(jì)原則及構(gòu)造要求

1.帶桁架轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)應(yīng)按“強(qiáng)化轉(zhuǎn)換層及其下部、弱化轉(zhuǎn)換層上部”的原則，使轉(zhuǎn)換層上下主體結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度盡量接近，平滑過渡。

2．將轉(zhuǎn)換桁架置于整體空間結(jié)構(gòu)中進(jìn)行整體分析。此時(shí)，腹桿作為柱單元，上、下弦桿作為梁?jiǎn)卧?，按空間協(xié)同工作或三維空間分析程序計(jì)算整體的內(nèi)力和位移。計(jì)算時(shí)，轉(zhuǎn)換桁架按實(shí)際桿件布置參與整體分析，但上、下弦桿的軸向剛度、彎曲剛度中應(yīng)計(jì)入樓板的作用。整體結(jié)構(gòu)計(jì)算需采用兩個(gè)以上不同力學(xué)模型的程序進(jìn)行抗震計(jì)算，還應(yīng)進(jìn)行彈性時(shí)程分析并宜采用彈塑性時(shí)程分析校核。

3．帶鋼桁架轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)按轉(zhuǎn)換層“強(qiáng)斜腹桿，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”：桁架轉(zhuǎn)換層上部框架結(jié)構(gòu)按“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)邊柱弱中柱”的原則，以保證轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)具有較好的延性，確保塑性鉸在梁端出現(xiàn)，能夠滿足工程抗震的要求。

4．換桁架的弦桿相鄰位置設(shè)置邊梁使其受力更為合理。如果在布置轉(zhuǎn)換桁架弦桿的二、三、四層的弦桿相鄰位置設(shè)置一根邊梁，保證與桁架相鄰的樓面的荷載通過與桁架節(jié)點(diǎn)相連的橫梁以集中力的形式傳遞至桁架的節(jié)點(diǎn)上，這樣可以使轉(zhuǎn)換桁架的弦桿受力特點(diǎn)更與普通的桁架一致，即弦桿的受力形態(tài)以軸力為主，盡量減少弦桿受到彎矩作用，特別是平面外彎矩的作用，使轉(zhuǎn)換桁架的受力更為合理。

5．轉(zhuǎn)換鋼桁架的下弦鋼骨混凝土部分后澆使型鋼鋼骨預(yù)先受力。由于桁架下弦為主要受軸向拉力作用的構(gòu)件，在計(jì)算中我們主要以型鋼構(gòu)件輸入進(jìn)行計(jì)算，而在實(shí)際的設(shè)計(jì)中為了使下弦桿與周邊的梁與板更好的連接，設(shè)計(jì)人員將下弦枰設(shè)計(jì)成為以型鋼為鋼骨的鋼骨混凝土。在軸向拉力的作用下，由于鋼的極限拉應(yīng)變遠(yuǎn)大于混凝土的極限拉應(yīng)變(鋼筋的極限拉應(yīng)變將達(dá)001)，為了使型鋼鋼骨預(yù)先受力、混凝土內(nèi)的裂縫開展較小，設(shè)計(jì)時(shí)采取了下弦桿混凝土后澆的做法。這樣，當(dāng)上部較大荷載作用至轉(zhuǎn)換桁架時(shí)，下弦的型鋼受到較大的拉力，產(chǎn)生了相當(dāng)?shù)睦瓚?yīng)變，然后在澆筑混凝土?xí)r，型鋼內(nèi)增加的拉應(yīng)力相對(duì)有限，大大的減緩了混凝土內(nèi)裂縫的開展。

6．《高層混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的樓板厚度不宜小于180mm。并配置雙層鋼筋，而在前面的分析中我們已經(jīng)知道，當(dāng)弦桿考慮板的作用時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)換桁架的受力更為有利。這一方面可以使設(shè)計(jì)人員在建筑的限定梁高的情況下充分加大弦桿的剛度：另一方面作為轉(zhuǎn)換桁架弦桿平面外穩(wěn)定最有力的支撐和保障構(gòu)件，加厚樓板后可以更好的保證桁架弦桿的平面外的穩(wěn)定。另外，結(jié)構(gòu)的水平力傳遞主要依靠樓板和轉(zhuǎn)換構(gòu)件，因此樓板和轉(zhuǎn)換構(gòu)件都要承受較大的剪力，并且有一個(gè)交互和傳遞的過程，如果轉(zhuǎn)換桁架的弦桿僅有一側(cè)的樓板可以相連，可以加厚與之相連樓板的板厚，這樣更好的保證轉(zhuǎn)換桁架上的水平力向轉(zhuǎn)換層樓層平面內(nèi)轉(zhuǎn)移，使轉(zhuǎn)換層的整體受力更加均勻。

4 高層結(jié)構(gòu)的抗震分析方法

除特殊規(guī)定外，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行多遇地震作用下的內(nèi)力和變形分析，此時(shí)，可假定結(jié)構(gòu)與構(gòu)件處于彈性工作狀態(tài)，內(nèi)力和變形分析可采用線性靜力方法或線性動(dòng)力方法。規(guī)則且具有明顯薄弱部位可能導(dǎo)致地震時(shí)嚴(yán)重破壞的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)按規(guī)范有關(guān)規(guī)定進(jìn)行罕遇地震作用下的彈塑性變形分析。此時(shí)，可根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用靜力彈塑性分析或彈塑性時(shí)程分析方法。

模態(tài)分析用于確定設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性，即結(jié)構(gòu)的固有頻率與振型，它們是承受動(dòng)態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)。同時(shí)，也是后面要進(jìn)行的譜分析和動(dòng)力時(shí)程分析的前期分析過程。

非線性靜力分析(pushover)法是一種簡(jiǎn)化的非線性地震反應(yīng)評(píng)估方法。其基本原理是：在結(jié)構(gòu)分析模型上施加按某種方式分布的荷載(如均勻荷載，倒三角荷載，一階振型荷載等)模擬地震水平慣性力，并逐級(jí)按比例增大，直到結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定的狀態(tài)(位移超限或位移達(dá)到目標(biāo)位移)，然后評(píng)估結(jié)構(gòu)的性能。它沒有嚴(yán)密的理論基礎(chǔ)，基于兩個(gè)假定：(1)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)受單一振型控制，可以忽略高階振型的影響，因此多自由度體系可以等效為單自由度體系；(2)控制結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的振型不發(fā)生變化。顯然，對(duì)于大多數(shù)結(jié)構(gòu)，這兩個(gè)假定都無法滿足，但是它提供了一個(gè)評(píng)估結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)尤其是非線性地震反應(yīng)的簡(jiǎn)單而有效的方法，該分析法能追蹤結(jié)構(gòu)從屈服直到極限狀態(tài)的整個(gè)非彈性變形過程。許多學(xué)者的研究表明，對(duì)于短周期和響應(yīng)為一階振型為主的結(jié)構(gòu)，利用上述兩個(gè)假定來預(yù)測(cè)其地震峰值響應(yīng)，能得到令人比較滿意的結(jié)果。同一般的非線性靜力分析方法相比，pushover分析法有以下特點(diǎn)：(1)pushover分析需要預(yù)先假定一個(gè)荷載分布模式，這同一般的非線性靜力分析確定的外荷載不一樣。(2) pushover分析需要預(yù)先確定同結(jié)構(gòu)性能相關(guān)的位移極限，如屈服位移、倒塌破壞極限位移等。(3) pushover分析的結(jié)果是特征荷載和特征位移之間相互作用的曲線。(4) pushover分析還需要同能譜分析相結(jié)合，以完成最終對(duì)結(jié)構(gòu)性能的評(píng)估。

2000年Balram Gupta,M.EERI,和Sashi K.Kunnath提出了改進(jìn)的基于反應(yīng)譜理論的pushover分析法，與傳統(tǒng)的pushover分析法相比該方法的不同之處在于：(1)現(xiàn)行的方法采用某一特征場(chǎng)地的反應(yīng)譜定義加載模式；(2)隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的改變所加的荷載大小也隨之改變。改進(jìn)的適應(yīng)譜pushover分析法的基本步驟如下：

建立結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型

確定結(jié)構(gòu)中不同單元的非線性力-位移關(guān)系，即確定初始剛度，屈服彎矩和屈服后剛度。

求解特定場(chǎng)地下的有阻尼彈性反應(yīng)譜。

求解結(jié)構(gòu)體系的周期和振型向量和振型參與系數(shù)。

其中：第j階振型的振型參與系數(shù)

第i個(gè)質(zhì)點(diǎn)在j階模態(tài)下的位移

第i個(gè)質(zhì)點(diǎn)的重量

N層數(shù)

計(jì)算n個(gè)模態(tài)下的力分布模式：

其中：第j階模態(tài)下第i個(gè)質(zhì)點(diǎn)的恢復(fù)力

第j階模態(tài)的加速度反應(yīng)譜值

6）.求解各階模態(tài)下的基底剪力并按SRSS(或CQC法)組合得到基底總剪力：

7）.將各層所受的力按系數(shù)均勻增大：

其中：

，結(jié)構(gòu)所受基底剪力的估計(jì)值； 需要施加的荷載步

8）.逐級(jí)施加荷載進(jìn)行靜力分析。

9）.計(jì)算單元力，位移，層間位移，轉(zhuǎn)角等

10）.在每一荷載步計(jì)算結(jié)束后檢查單元內(nèi)力是否超過屈服值。當(dāng)任何一個(gè)單元屈服后須重新計(jì)算單元?jiǎng)偠染仃嚒?/p>

11）.重復(fù)以上步驟直至達(dá)到最大基底剪力或最大層間位移。

為便于對(duì)相關(guān)分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，桁架轉(zhuǎn)換層高層建筑擬采用Gupta等人提出的改進(jìn)的pushover分析法的基礎(chǔ)上做適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。采用這樣的方法能比較好的形成對(duì)比與掌握分析過程。

5 展望

由于時(shí)間和水平有限，本文需要解決的問題還有很多，為了深入研究此類帶桁架轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的抗震性能，仍有以下工作值得開展：

(1)豎向地震作用對(duì)此類帶轉(zhuǎn)換層的高層結(jié)構(gòu)有一定影響，值得深入探討。

(2)對(duì)于靜力彈塑性推覆分析，如何合理的選取水平荷載模式，在理論和實(shí)際應(yīng)用中，仍需進(jìn)一步研究。

(3)在罕遇地震作用下，用彈塑性時(shí)程分析會(huì)得到比較精確的結(jié)果，但由于彈塑性時(shí)程分析計(jì)算復(fù)雜，特別是對(duì)這類桁架轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。其工作量非常大，具體實(shí)施起來較為困難。

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桁架結(jié)構(gòu)范文3

【關(guān)鍵詞】 ANSYS 桁架結(jié)構(gòu) 優(yōu)化選型

1 工程概況

混凝土運(yùn)輸系統(tǒng)是大體積混凝土工程順利實(shí)施的關(guān)鍵?；炷潦炝蠌陌韬拖到y(tǒng)出來后經(jīng)水平運(yùn)輸和垂直運(yùn)輸?shù)綕仓鳂I(yè)面，施工中，根據(jù)地形、工程量、混凝土性質(zhì)和企業(yè)能力等采用不同的運(yùn)輸方式。對(duì)于水平運(yùn)輸，中小型工程一般采用斗車或罐車，大型工程一般采用罐車、自卸汽車或皮帶機(jī)運(yùn)輸；對(duì)于垂直運(yùn)輸，中小型工程一般采用溜槽、人工翻倉、汽車吊、輸送泵等，大型工程一般采用塔式起重機(jī)、門式起重機(jī)、塔帶機(jī)和纜機(jī)等。

某水庫是一座大（2）型水庫，其進(jìn)水塔為2級(jí)建筑物，相鄰的兩個(gè)進(jìn)水塔高度分別為102m和86m，均為岸坡式建筑物，混凝土工程量13.2萬m3，塔體采用限裂設(shè)計(jì)。[1]

結(jié)合兩個(gè)進(jìn)水塔均為岸坡式建筑物，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形確定了以下運(yùn)輸方案。在施工道路旁架設(shè)皮帶機(jī)（簡(jiǎn)稱1#機(jī)）進(jìn)行水平運(yùn)輸，通過鉛直布設(shè)的box管進(jìn)行垂直運(yùn)輸，box管的下端再架設(shè)一條皮帶機(jī)（簡(jiǎn)稱2#機(jī)）把混凝土輸送給倉面布料機(jī)，360°旋轉(zhuǎn)的倉面布料機(jī)兩端掛直徑420mm的象鼻溜管進(jìn)行倉面布料，當(dāng)完成2～3個(gè)澆筑層（一般每層3m）需要上升布料機(jī)時(shí)，用900tm塔式起重機(jī)把2#皮帶機(jī)和布料機(jī)提升布設(shè)，進(jìn)行下一循環(huán)的作業(yè)。

該方案雖然能夠滿足施工強(qiáng)度要求，資金投入相對(duì)較少，但亟待解決混凝土輸送桁架結(jié)構(gòu)選型這一技術(shù)問題。

2 桁架結(jié)構(gòu)的有限元模型

有限元模型建立是否恰當(dāng)會(huì)直接影響到工程計(jì)算結(jié)果的可靠性。所謂建立模型，就是結(jié)構(gòu)的離散化，對(duì)結(jié)構(gòu)施加約束條件和荷載，然后進(jìn)行計(jì)算分析。因此，選擇合適的計(jì)算模型和單元模型是十分重要的。

本文中，在建立ANSYS模型時(shí)采用桿單元Link8來模擬二力桿，可用梁?jiǎn)卧狟eam4來模擬可承受拉、壓、彎、扭的受力單元。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求設(shè)置荷載布置，然后荷載由橫梁傳遞到桁架的各節(jié)點(diǎn)引起桁架共同受力。本文主要從兩個(gè)方面對(duì)桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，（1）對(duì)鋼站柱個(gè)數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；（2）對(duì)結(jié)構(gòu)中鋼站柱的位置進(jìn)行優(yōu)化。備選方案總共3個(gè)，A方案：鋼站柱兩個(gè)，橫坐標(biāo)分別為23m和46m，施加的等效荷載為547.9KN；B方案：剛站柱一個(gè)，橫坐標(biāo)為23m，施加的等效荷載仍為547.9KN；C方案：剛站柱一個(gè)，橫坐標(biāo)為35m，即位于皮帶機(jī)的中間位置下方位置在2/3處，施加的等效荷載仍為547.9KN。不同方案的鋼站柱的位置及其數(shù)量如表1所示。該桁架結(jié)構(gòu)三維模型中包含單元939個(gè)，結(jié)點(diǎn)387個(gè)。不同方案對(duì)應(yīng)的有限元分析模型如圖1、圖2、圖3所示。

有限單元法是一種有著堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)值分析方法。從選擇未知量的角度來看，有限單元法可以分為三類，即位移法、力法及混合法，其中最常用的是有限元位移法。本文擬用混合法對(duì)三種方案下桁架架構(gòu)模型進(jìn)行ANSYS仿真分析，并對(duì)三種方案進(jìn)行對(duì)比優(yōu)選。該桁架結(jié)構(gòu)三維模型中包含單元939個(gè)，結(jié)點(diǎn)387個(gè)。不同方案對(duì)應(yīng)的有限元分析模型分別如圖1、圖2、圖3所示。

3 結(jié)果分析

應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模擬和分析時(shí)，一般要經(jīng)歷三個(gè)步驟，即前處理、求解計(jì)算和后處理。具體本文中結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟如下：1）參數(shù)化建立模型；2）求解；3）提取并指定狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)；4）進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；5）查看設(shè)計(jì)結(jié)果。本文桁架結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化分析所使用的材料參數(shù)如下：彈性模量E=2.06×105；泊松比0.3；材料密度7.8×103；容許應(yīng)力215。

空間桁架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)驗(yàn)算其強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性。理論分析和工程實(shí)例都表明，當(dāng)空間桁架結(jié)構(gòu)跨度比較大時(shí)，其設(shè)計(jì)一般是受穩(wěn)定性控制的，且穩(wěn)定分析首要的是計(jì)算其臨界荷載。

綜合不同方案的ANSYS仿真計(jì)算結(jié)果，分析可知：三種方案中單元的最大拉應(yīng)力及最大壓應(yīng)力均小于Q235鋼的強(qiáng)度215Mpa，即三種方案均滿足強(qiáng)度要求；三種方案桁架結(jié)構(gòu)的位移滿足規(guī)范的要求，均不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)破壞。結(jié)合工程所處的地質(zhì)條件及地形，并對(duì)三種方案計(jì)算結(jié)果進(jìn)行橫向?qū)Ρ确治隹芍篈方案，可滿足設(shè)計(jì)要求及工程實(shí)際需要，但其桁架結(jié)構(gòu)搭設(shè)難度大，造價(jià)高，維修難度大；B方案，可滿足設(shè)計(jì)要求及工程實(shí)際需要，較A方案而言整體造價(jià)有所降低，但剛站柱高度需達(dá)到46m；C方案，可滿足設(shè)計(jì)要求及工程實(shí)際需要，較A、B方案而言造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)效益高，且剛站柱高度只需達(dá)到30m，而且桁架結(jié)構(gòu)搭設(shè)難度較A、方案也較低。綜合分析可知，該桁架結(jié)構(gòu)應(yīng)選用C方案。

在工程實(shí)際中，在選用C方案的基礎(chǔ)上，又對(duì)桁架結(jié)構(gòu)桿件的截面進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化。為工程創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。

4 結(jié)語

本文根據(jù)工程的設(shè)計(jì)要求及實(shí)際需要，在ANSYS10.0環(huán)境下，建立了桁架結(jié)構(gòu)的三維有限元模型，通過仿真計(jì)算得出不同方案中各桿的應(yīng)力、結(jié)構(gòu)的位移。有限元計(jì)算結(jié)果表明：三種方案下的桁架結(jié)構(gòu)均能夠安全承載，其最大應(yīng)力值和最大變形量均在允許的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，不會(huì)引起結(jié)構(gòu)的破壞或變形量過大。結(jié)合桁架的實(shí)際工作環(huán)境及工程造價(jià)、經(jīng)濟(jì)效益，我們優(yōu)選C方案為最終方案。基于ANSYS的有限元三維仿真分析為結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算及方案優(yōu)選提供了理論依據(jù)和積極的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

桁架結(jié)構(gòu)范文4

關(guān)鍵詞：高空散裝；異型鋼管桁架；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

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)

1、引言

近年來,鋼管結(jié)構(gòu)不僅在海洋工程、橋梁工程中得到了廣泛應(yīng)用,而且在工業(yè)及民用建筑中的應(yīng)用也日益廣泛,鋼管結(jié)構(gòu)在我國建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也越來越多,如寶鋼三期工程中采用方管桁架,吉林滑冰練習(xí)館、哈爾濱冰雪展覽館、上?！皷|方明珠”電視塔和長春南嶺萬人體育館均采用方鋼管作為主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件,廣州體育館屋蓋采用了方鋼管和圓鋼管,上海虹口體育場(chǎng)采用圓鋼管作為屋面承力體系,成都雙流機(jī)場(chǎng)屋蓋采用了圓鋼管作為主要受力構(gòu)件。

2.工程概況

某結(jié)構(gòu)鋼管桁架工程，共由38榀主桁架組成，平面形狀呈半橢圓形，軸線位置復(fù)雜，懸挑長度不一，最大懸挑長度15m，造型飄逸。桁架種類多，拼裝難度大。能有一種安全便捷的方法解決該類型桁架的安裝，必將帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3、施工準(zhǔn)備

3.1方案的選擇

采用桁架地面組裝，單榀桁架吊裝的施工方法。采用此方法施工，鋼結(jié)構(gòu)的安裝、焊接、防腐可在地面上完成，施工人員操作起來安全便捷將施工圖節(jié)點(diǎn)不完整的部分進(jìn)行二次設(shè)計(jì)，通過分解先繪制成三維效果圖，根據(jù)三維效果圖設(shè)計(jì)出單榀桁架結(jié)構(gòu)面施工圖，最后形成單榀桁架的最終實(shí)物模型。

3.2施工工藝

單榀桁架安裝---桁架焊接---防腐涂裝---竣工驗(yàn)收。

4、施工方法

4.1單榀桁架安裝

4.1.1測(cè)量放線。桁架由上弦、下弦、腹桿和支撐組成。使用經(jīng)緯儀、鋼尺、垂線等放線工具找出支座位置，確定桁架下弦、上弦所在平面及桁架各節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，并在腳手架上相應(yīng)位置做好標(biāo)記，調(diào)整腳手架的高度及支撐點(diǎn)位置。

4.1.2下弦桿安裝。下弦桿安裝在支座及鋼管柱安裝完成后進(jìn)行，安裝時(shí)必須復(fù)核支座跨度、桁架弦長、弧長、弦高等，并用腳手架支撐牢固。

4.1.3上弦桿及腹桿安裝。上弦桿及腹桿的安裝應(yīng)從桁架中心向兩側(cè)順序安裝，安裝前依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)在桁架上下弦安裝腹桿的位置標(biāo)出節(jié)點(diǎn)，并標(biāo)明腹桿的規(guī)格、編號(hào)、安裝方向等參數(shù)。安裝宜兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行，對(duì)稱安裝以減小變形和累計(jì)誤差。

4.1.4安裝過程中隨時(shí)檢查桁架的幾何尺寸，如網(wǎng)格的對(duì)角線、桁架每個(gè)單元的弦長、弧長、高度及節(jié)點(diǎn)安裝的誤差等，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

4．2桁架焊接

4.2.1桁架弦桿對(duì)接焊縫采用全熔透的焊接工藝，焊接設(shè)備采用逆變直流弧焊機(jī)，所選用的焊條型號(hào)應(yīng)與主體金屬相匹配，本工程采用型號(hào)為E4303焊條。不同強(qiáng)度的鋼材焊接時(shí)，焊接材料的強(qiáng)度應(yīng)按強(qiáng)度較低的鋼材采用。所有的熔透焊縫處均需打焊工鋼號(hào)。焊工必須考試合格后方可施焊。構(gòu)件焊接前將焊接區(qū)域的鐵銹污物等清除干凈，復(fù)查焊區(qū)坡口情況確認(rèn)符合設(shè)計(jì)要求方可施焊。焊接后應(yīng)清除熔渣和飛濺物，并在焊縫附近打上焊工的鋼印代號(hào)，焊縫金屬表面焊波均勻，不允許有裂縫、弧坑裂縫、焊瘤、表面夾渣等缺陷。焊接要求符合JGJ81―2002建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程。

4.2.2焊接質(zhì)量檢查：a．焊接完畢，焊工應(yīng)清理焊縫表面的熔渣及兩側(cè)的飛濺物，檢查焊縫外觀質(zhì)量。檢查合格后應(yīng)在工藝規(guī)定的焊縫及部位打上焊工鋼印。b．焊縫外形尺寸應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB10854―1989鋼結(jié)構(gòu)焊縫外形尺寸的規(guī)定。

4.2.3對(duì)于對(duì)接接頭、T形接頭和十字接頭坡口焊接，在工件放置條件允許或易于翻身的情況下，宜采用雙面坡口對(duì)稱順序焊接；對(duì)于有對(duì)稱截面的構(gòu)件，宜采用對(duì)稱于構(gòu)件中和軸的順序焊接。

4.2.4對(duì)雙面非對(duì)稱坡口焊接，宜采用先焊接深坡口側(cè)部分焊縫、后焊淺坡口側(cè)、最后焊完深坡口側(cè)焊縫的順序。

4.2.5引進(jìn)技術(shù)，提高相貫線精度。鋼桁架結(jié)構(gòu)的最大難點(diǎn)就在于對(duì)相貫線切割的控制上，相貫線精度的把握直接關(guān)系到下面焊縫的焊接質(zhì)量。傳統(tǒng)的相貫線確定方法為手工制圖，手工方法效率低、精度差，顯然不適用于這種大型構(gòu)件的工程。為此，在施工中我們引用了一套電腦軟件，根據(jù)圖紙將每根桿件的長度、管徑及相交的角度等等相關(guān)數(shù)據(jù)輸入程序，就會(huì)得到這個(gè)節(jié)點(diǎn)的相貫線，然后由打印機(jī)直接打出大樣圖。通過這套軟件，不但確保了相貫線的精度，而且大大提高了工作效率。

4.3除銹

經(jīng)除銹后的鋼材表面，應(yīng)無可見的油脂和污垢，并且?guī)缀鯖]有附著不牢的氧化皮、鐵銹、油漆涂層和異物，才能進(jìn)行下道工序，除銹合格后的鋼材表面，如在涂底漆前已返銹，需重新除銹。

4.3.1表面清理

刷前將需涂裝部位的鐵銹、焊縫藥皮、焊接飛濺物、油污、塵土等雜物清理干凈。本工程現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行底漆補(bǔ)涂的區(qū)域主要是現(xiàn)場(chǎng)焊縫區(qū)域，包括鋼管間焊縫及支座焊縫。對(duì)于在運(yùn)輸和安裝過程中發(fā)生了破損的底漆也應(yīng)補(bǔ)涂。底漆補(bǔ)涂之前應(yīng)對(duì)涂漆部位進(jìn)行清理，去除油污等，對(duì)于發(fā)生銹蝕的應(yīng)采用手工除銹方法除銹。

4.3.2防腐涂裝

嚴(yán)格控制涂料質(zhì)量，要求必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)，不合格及過期涂料嚴(yán)禁使用，所使用的任何一種涂料都應(yīng)具備下列條件：產(chǎn)品說明書、產(chǎn)品批號(hào)、生產(chǎn)日期、防火標(biāo)志、合格證及檢驗(yàn)資料。

涂料工藝參數(shù)：包括閃點(diǎn)、比重、固體含量、表干、實(shí)干時(shí)間、涂覆間隔時(shí)間、理論涂覆率、一道涂層的干濕膜厚度；規(guī)定溫度下的粘度范圍；規(guī)定稀釋劑、稀釋比例降低的粘度及對(duì)各種涂覆方法的適應(yīng)性等；涂料主要機(jī)械性能指標(biāo)及組成的原料性能指標(biāo)；涂料廠對(duì)表面除銹等級(jí)，涂裝施工環(huán)境的要求等；多組分涂料的混合比及混合后使用時(shí)間的指導(dǎo)性說明；構(gòu)成涂層系統(tǒng)的各層涂之間應(yīng)有良好的配套性，底、中、面漆應(yīng)選同一廠家的產(chǎn)品。補(bǔ)涂金屬表面溫度低于露點(diǎn)以3℃和相對(duì)濕度大于85％時(shí)，不得進(jìn)行涂裝(具體按涂料性質(zhì)和涂裝說明書進(jìn)行)，涂裝作業(yè)應(yīng)在清潔和有遮蔽環(huán)境的涂裝工作間中進(jìn)行。

4.3.3防腐油漆刷涂的基本操作法

使用漆刷時(shí)，一般應(yīng)采用直握方法，用腕力進(jìn)行操作；涂刷時(shí)就應(yīng)蘸少量油漆，刷毛浸入油漆的部分應(yīng)為毛長的1／3～1／2；對(duì)干燥較慢的涂料，應(yīng)按涂敷、抹平和修飾三道工序進(jìn)行；對(duì)干燥較快的涂料，應(yīng)從被涂物一邊按一定的順序快速邊連續(xù)地刷平和修飾，不宜反復(fù)刷涂；刷涂順序，一般應(yīng)按自上而下，從左到右，先里后外，先斜后直，先難后易的原則，使漆膜均勻、致密、光滑和平整；刷涂的走向，刷涂垂直平面時(shí)，最后一道應(yīng)由上向下進(jìn)行。刷涂水平表面時(shí)，最后一道應(yīng)按光線照射的方向進(jìn)行；刷涂完畢后，要將刷子妥善保管，若長期不使用，須用溶劑清洗干凈晾干，用塑料薄膜包好，存放在干燥的地方，以便再用。

4.3.4涂層的外觀要求

涂層表面色澤均勻、平整光滑、無流掛、不產(chǎn)生明顯桔紋，不允許存在各類污物及斑痕等。涂層的外觀應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范及廠方要求，并達(dá)到設(shè)計(jì)厚度。

4.4安全注意事項(xiàng)

搞好職工安全教育，使施工人員熟知本工種的安全技術(shù)規(guī)程。構(gòu)件吊起時(shí)，吊索必須綁扎牢固，繩子扣必須在吊鉤內(nèi)鎖牢，嚴(yán)禁用板鉤鉤吊構(gòu)件。高空作業(yè)人員必須系安全帶，地面作業(yè)人員必須戴安全帽。高空作業(yè)人員必須系安全帶，地面作業(yè)人員必須戴安全帽。構(gòu)件起吊過程中，構(gòu)件旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)嚴(yán)禁站人，吊運(yùn)構(gòu)件真地按設(shè)計(jì)圖紙尺寸進(jìn)行鋼筋配料，嚴(yán)禁用板鉤鉤吊構(gòu)件。

結(jié)束語

鋼管桁架結(jié)構(gòu)的線條流暢，體形優(yōu)美，易于實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的藝術(shù)追求；鋼管截面慣性半徑較大，可減輕自重，從而經(jīng)濟(jì)優(yōu)良，因此鋼管桁架在建筑中得到廣泛的應(yīng)用。焊接技術(shù)在鋼管結(jié)構(gòu)的施工安裝中占有重要的地位，無論從焊接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、焊接工藝和無損檢測(cè)技術(shù)都有些特殊的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]屈桂林.奧運(yùn)“道”場(chǎng)里的科技之光[N].中華建筑報(bào).2007年.

桁架結(jié)構(gòu)范文5

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu) 復(fù)雜桁架施工難點(diǎn)施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

隨著城市建筑類型的多元化，建筑結(jié)構(gòu)以及材料也得到了發(fā)展，尤其是鋼結(jié)構(gòu)的采用得到了拓展，已經(jīng)形成了體系化。鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量在很大程度上得到了提高，這就使得跨度更大結(jié)構(gòu)更加負(fù)載的鋼結(jié)構(gòu)體系被應(yīng)用到建筑上，在為工程項(xiàng)目提供了豐富結(jié)構(gòu)選擇的同時(shí)也增加了施工的難度，尤其是飄帶類重型負(fù)載桁架解結(jié)構(gòu)的施工，對(duì)施工組織與管理都提出了更高的要求。

項(xiàng)目概況

某酒店的主體結(jié)構(gòu)采用的是鋼框架結(jié)構(gòu)體系，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為十二層以上為懸梁結(jié)構(gòu)，所以在二層設(shè)置了轉(zhuǎn)換正交桁架，在桁架間設(shè)置了交叉的斜支撐，以此提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，提高建筑的穩(wěn)定性。在轉(zhuǎn)換層的以下僅僅設(shè)計(jì)了兩排受力支撐柱，其橫向間隔和縱向間隔分別為5.4m和13.2m。

項(xiàng)目施工的難點(diǎn)

在施工前分析整個(gè)工程的難度可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：首先，是施工量大且面積廣，針對(duì)桁架的安裝和制作必須進(jìn)行一體化管理，而工程中預(yù)計(jì)采用鋼材近萬噸，而主建筑面積為7萬平方，屬于典型的量大面積廣的工程類型，這就給施工技術(shù)選擇、指揮管理、工程構(gòu)件生產(chǎn)帶來較大的困難。

其次，工程要求緊張，按照業(yè)主的要求施工的時(shí)間僅為150天左右，而現(xiàn)場(chǎng)垂直運(yùn)輸工具不僅僅要為鋼材吊裝服務(wù)，也要為土建工程服務(wù)，這就對(duì)其調(diào)度與管理提出了難題，尤其塔吊與塔群之間的配合問題亟待解決。

再有，施工過程中專業(yè)多，施工交叉多，管理協(xié)調(diào)難度大，工程因?yàn)闀r(shí)間期限短，所以多工種施工時(shí)間交叉的情況嚴(yán)重，這就必須制定合理的施工計(jì)劃來協(xié)調(diào)。

最后，因?yàn)榈鼗鶎儆诩?xì)泥砂土質(zhì)，所以比對(duì)其進(jìn)行固化處理，以防止其在降水后出現(xiàn)超過標(biāo)準(zhǔn)的沉降，從而影響吊裝機(jī)械的行走，進(jìn)而出現(xiàn)安全隱患或者影響工程質(zhì)量。

3、桁架施工的總體思路

針對(duì)上述的困難，結(jié)合實(shí)際情況與經(jīng)驗(yàn)，施工前制定了相應(yīng)的安裝施工總體方案，以此提高管理與協(xié)調(diào)的效果。確定的桁架安裝方案為：按照伸縮縫的位置對(duì)整個(gè)施工面進(jìn)行單元?jiǎng)澐?，將建筑分為三個(gè)施工單元，從東面開始施工，然后進(jìn)行西面單元施工，中間單元跟進(jìn)，每個(gè)單元在安裝時(shí)以單元的核心筒為中心進(jìn)行合攏，順序?yàn)橄戎雍罅杭跹b，高空原位對(duì)接的方式完成作業(yè)，立面上從下向上，水平向從核心筒向兩邊輻射，這樣既可進(jìn)行同時(shí)施工作業(yè)。其中地下鋼柱和預(yù)埋件、二次桁架連接桿、二層以上的柱、梁、散裝桁架等采用沿著主體樓框架布置的塔吊完成施工，而二層平面縱向桁架結(jié)構(gòu)先完成拼裝成榀后再由履帶吊完成吊裝。

4、具體的施工技術(shù)

4.1桁架的拼裝

桁架的拼裝與吊裝是按照拼裝后吊裝的思路進(jìn)行的，所以吊裝桁架前應(yīng)進(jìn)行組裝。首先，本工程桁架的結(jié)構(gòu)為平面結(jié)構(gòu)，桁架的散件按照批次發(fā)到施工現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行檢查后進(jìn)行拼裝施工，其采用的臥式拼裝。即在拼裝現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置10cm的碎石渣道并平整壓實(shí)，然后鋪上胎架板，因?yàn)楫?dāng)?shù)氐募?xì)砂地質(zhì)在降雨后會(huì)出現(xiàn)沉降，這樣會(huì)影響整體平拼裝的精度，同時(shí)工程中桁架的單體重量大，所以就要胎架必須具備較好的整體性。根據(jù)實(shí)際情況需求，胎架可以采用20mm標(biāo)準(zhǔn)鋼板，尺寸為2000×8000密碼，以保證受力面積。每一個(gè)胎平行鋪設(shè)四塊鋼板，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置四個(gè)拼裝胎架，鋼板鋪設(shè)完成后利用角鋼連接，使之成為整體，并在鋼板的四周置入螺紋鋼筋加以固定。然后將桁架定點(diǎn)精確放樣到鋼板上，按照分段位置調(diào)整拼裝胎架，并將胎架與地面鋼板焊接固定。胎架為H型鋼材，制作為馬鐙狀，高度為80cm。

4.2桁架拼接

在胎架鋪設(shè)完成后，就可展開對(duì)桁架的拼裝，順序是先主弦桿再腹桿，等所有的桿件都拼裝完成后在進(jìn)行尺寸檢驗(yàn)，確認(rèn)無誤后才能進(jìn)行焊接固定。

4.3拼裝質(zhì)量要求

地面拼裝質(zhì)量的優(yōu)劣將直接決定高空對(duì)接以及工程的質(zhì)量，所以在拼裝是應(yīng)對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量與審核，這是保證鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的關(guān)鍵工序，測(cè)量驗(yàn)收應(yīng)貫穿與拼裝工序的始終，對(duì)各個(gè)工序都要進(jìn)行尺寸的核定，各種檢測(cè)需要全方位實(shí)施，使得拼裝過程與尺寸都滿足規(guī)范需求，以及項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求。

5、鋼柱、梁的安裝

工程中地下結(jié)構(gòu)往往會(huì)跟隨土建進(jìn)行，在具備安裝條件后應(yīng)同步開展。圓管柱分為兩段進(jìn)行吊裝，起重量劃分應(yīng)按照吊裝設(shè)備的情況設(shè)置，如工程中每段重量小于7噸，長度4-8m；方管柱則按照3層1節(jié)和兩層1節(jié)的方式進(jìn)行吊裝，鋼梁按照自然分段進(jìn)行施工。

轉(zhuǎn)換桁架的施工

工程中桁架的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，分為橫縱兩向，同時(shí)存在與二層的主體結(jié)構(gòu)上，桁架頂面的高度為10m，桁架的高度為2m，現(xiàn)場(chǎng)地面的標(biāo)高為-7m，安裝頂部高度為18m。桁架安裝的過程中，所有的縱向桁架平都是拼裝為榀后進(jìn)行整體化吊裝，橫向桁架則為散件拼裝，安裝前面的總體方案進(jìn)行施工。下面就注意介紹縱橫兩向的施工過程：

縱向桁架施工，采用的整體吊裝，拼裝成榀后進(jìn)行吊裝，每個(gè)單元從核心筒附近構(gòu)件開始進(jìn)行向中間推進(jìn)，每一跨由內(nèi)向外進(jìn)行。每段桁架吊裝最重設(shè)置為21t，采用39m主吊臂的履帶吊即可完成其吊裝工作。履帶吊投入使用前應(yīng)對(duì)其行走道路進(jìn)行處理，鋪墊碎石以保證其承載吊裝時(shí)出現(xiàn)在載荷，要求地面耐力應(yīng)大于12噸每平米，每臺(tái)履帶吊在吊裝前還應(yīng)在吊位鋪設(shè)路基箱，保持其穩(wěn)定。

橫向桁架的施工，在安裝中橫向的桁架構(gòu)件數(shù)量較少，所以不能拼裝成榀后進(jìn)行安裝，所以直接采用散件的安裝方式完成組合，同時(shí)桁架間的連接桿也是利用散裝方式完成，安裝是先下弦在腹桿，然后再安裝上弦桿，完成與整體的拼裝。

結(jié)束語：

從總體看，工程中因?yàn)檎麄€(gè)鋼結(jié)構(gòu)的施工量大且面積廣，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，所以在施工技術(shù)上必須采用更加合理的方式才能完成對(duì)桁架的安裝，并保證在工期內(nèi)竣工。所以本項(xiàng)目采用的是單元化的施工模式，并對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的情況進(jìn)行分類，組織縱向桁架先拼裝后吊裝，而橫向桁架則是散裝完成安裝，保證了工程的順利完成。

參考文獻(xiàn)：

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桁架結(jié)構(gòu)范文6

Cao Jingchao

（Guangdong Province Erguang Expressway Co.，Ltd.，Huaiji 510006，China）

摘要：吊籃在施工過程中運(yùn)用廣泛，但對(duì)于吊籃的理論研究，特別是對(duì)于特殊情況下大跨度吊籃理論研究較為缺乏。本文對(duì)某橋梁大跨施工吊籃桁架結(jié)構(gòu)采用Midas/Civil進(jìn)行有限元分析和設(shè)計(jì)，通過理論計(jì)算，結(jié)果得出該吊籃結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度符合要求。為了檢驗(yàn)有限元分析的理論計(jì)算，采取理論計(jì)算方法與之對(duì)比，結(jié)論顯示，兩者基本相符合。結(jié)論可為吊籃施工與設(shè)計(jì)計(jì)算提供參考。

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.

關(guān)鍵詞：吊籃 桁架結(jié)構(gòu) 有限元分析

Key words: basket；truss structure；Finite Element Analysis

中圖分類號(hào)：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2011）21-0088-02

0引言

吊籃是建筑工程高空作業(yè)的一種建筑結(jié)構(gòu)，作為幕墻安裝，外墻清晰，表面粉刷等之用。目前，吊籃在我國得到了廣泛的應(yīng)用，使我國不僅成為世界上最大的生產(chǎn)大國，而且成為世界最大的吊籃使用國家之一。雖然吊籃在我國已有近25年的發(fā)展歷史，但其基本結(jié)構(gòu)、作業(yè)范圍和外觀形狀并沒有顯著變化，而就我國吊籃的品種和規(guī)格而言，與發(fā)達(dá)國家相比還有較大的差距。發(fā)達(dá)國家吊籃產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)在：①驅(qū)動(dòng)和摩擦傳動(dòng)方式的改進(jìn)以達(dá)到節(jié)能或提高功效為目的，使產(chǎn)品向多樣化發(fā)展；②籃體結(jié)構(gòu)的異型化和模塊化組合以及提升能力的不斷增加，擴(kuò)大了吊籃的應(yīng)用范圍；③懸吊支承結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使吊籃的支承體系多樣化和輕便化，適用不同建筑結(jié)構(gòu)的要求。這三個(gè)方面的改變，是吊籃產(chǎn)品中技術(shù)發(fā)展的具體體現(xiàn)，從而使吊籃的應(yīng)用范圍更加廣闊。本文以一工程為背景，針對(duì)籃體結(jié)構(gòu)的異型化和模塊化組合以及提升能力的不斷增加，擴(kuò)大了吊籃的應(yīng)用范圍這一方面的技術(shù)欠缺有一定的補(bǔ)充，通過有限元計(jì)算和理論驗(yàn)證，證明了大跨度吊籃桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

1工程概況

吊籃通常多采用鋼桁架結(jié)構(gòu)，下面為某鋼筋混凝土箱型橋梁的施工吊籃，該吊籃桁架的跨度為48.0m，桁架高1.7m，其結(jié)構(gòu)形式如立面圖1所示。

2Midas/Civil進(jìn)行建模與有限元分析

2.1模型建立對(duì)吊籃鋼桁架模型立采用立體建模，共374個(gè)節(jié)點(diǎn)，872個(gè)單元，材料選用Q235鋼，截面分別有弦桿截面、斜桿截面和豎桿截面，約束為一個(gè)在16號(hào)節(jié)點(diǎn)處的鉸接和三個(gè)豎直向上的鏈接，分別為14號(hào)、360號(hào)、362號(hào)節(jié)點(diǎn)，如圖2吊籃模型圖所示。

2.2 有限元分析結(jié)果與分析邊界條件分為兩組，一個(gè)是支撐邊界組，另一個(gè)是鉸接組，支撐邊界組是指約束整體吊籃桁架，鉸接組是吊籃節(jié)段單元之間的連接。經(jīng)過計(jì)算每個(gè)吊籃階段單元的自重為7.91kN，平均到下弦桿單元也就是1.32kN/m；考慮到附加荷載，因此額外增加0.2倍自重荷載，由此自重為1.584kN/m。采用均布荷載施加，每根下弦桿單元承受均布荷載為0.792kN/m。移動(dòng)荷載主要為人群荷載，采用8個(gè)80kg的小車在建立在下弦桿梁?jiǎn)卧系能嚨乐蟻砘嘏軇?dòng)。

荷載組合主要考慮1.2自重+1.4移動(dòng)荷載的最不利組合，查看在該組合下的支反力，應(yīng)力，彎矩和撓度。

通過Midas/Civil軟件對(duì)吊籃桁架的模擬運(yùn)算，得出最大支反力為32.24kN，最大剪力為16.96kN，最大彎矩為3.21kN?m，組合應(yīng)力最大值為98.6MPa,最大撓度為121.5mm,在下弦桿上最大撓度值為113.0mm。

3理論計(jì)算

桁架的撓度計(jì)算：桁架鋼結(jié)構(gòu)的撓度一般由兩部分組成，一是由單銷間隙產(chǎn)生的非彈性撓度，另一部分是有荷載引起的彈性撓度，兩者疊加為橋梁的撓度。

①非彈性撓度的計(jì)算。先定義α，α為相鄰兩跨拼裝單位之間由銷孔間隙產(chǎn)生的響度轉(zhuǎn)角（弧度制），?琢＝■=■=1.17×10-5，

式中：?駐l――單銷與銷孔之間的間隙，?駐l=1mm；h――桁架拼裝單位的高度，桁架高h(yuǎn)=1700mm。

由此，可以計(jì)算出吊籃的非彈性撓度值:

fo=d■sin■?琢=6000×8×sin?琢=56.16mm，

式中fo:――簡(jiǎn)支梁跨的非彈性撓度（mm）；d――桁架拼裝單位的長度（mm）；n――每一跨的桁架拼裝單位數(shù)；

②采用B.C.卡秋林公式計(jì)算由荷載引起的桁架彈性撓度如下：

f=■1+（tan?準(zhǔn)1+cot?準(zhǔn)1）×■×（1.61-0.335■）Kdf

式中：f――桁架由活載引起的彈性撓度（m）；l――桁架的計(jì)算跨度（m）；ho――桁架在支座處的計(jì)算高度（m）；h――桁架的計(jì)算高度（m）；?準(zhǔn)1――跨中斜桿與垂直線之間的夾角（°）；E――桁架所用材料的彈性模量（kgf/cm2）；Kdf――活載的橫向分配系數(shù)，Kdf=0.1767；I――桁架截面的慣性矩，I=7.36×105cm4；Keq――活靜載的等撓度等代荷載（kgf/cm）。

該吊籃跨度48m，桁架在支座的計(jì)算高度h=1.7m，跨中斜桿與垂直線的夾角正余弦值為tan?準(zhǔn)1=■=0.588，cot?準(zhǔn)1=1.7鋼材的彈性模量為E=2.1×106Kgf/cm2，活靜載等撓度的等代荷載Keq=0.8+0.66=9.37Kgf/cm，則可求出桁架由活載引起的彈性撓度f=6.21cm。因此理論計(jì)算的吊籃桁架撓度值為56.16+62.1=118.3mn。

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范，“樓（屋）蓋梁、工作平臺(tái)梁和平臺(tái)板的主梁或桁架（包括設(shè)有懸掛起重設(shè)備的梁和桁架）的允許撓度值L/400=120mm，可知該撓度計(jì)算滿足要求。

4分析與結(jié)論

通過對(duì)吊籃桿件的受力和撓度的理論計(jì)算，得出吊籃鋼桁架結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的承載能力，以及桁架結(jié)構(gòu)在荷載作用下的豎向變形值。再通過Midas/Civil軟件的建模和計(jì)算，得出，吊籃桁架的模型實(shí)體，并在動(dòng)靜荷載作用下得出的剪力、彎矩、應(yīng)力和撓度。綜上所述可以出以下結(jié)論：①下弦桿在第一節(jié)段與第二階段相接處剪力與彎矩最大，而該處最大剪力、最大彎矩都相當(dāng)小，顯然滿足要求。②計(jì)算得出組合應(yīng)力最大值?滓＝98.6Mpa＜[?滓]=235Mpa，滿足要求。③最大撓度值位于跨中兩邊加強(qiáng)圓鋼桿件上，為121.5mm，跨中受力構(gòu)件，即下弦桿最大撓度值為118.3mm＜L/400＝120mm，滿足要求。

通過以上計(jì)算從理論上證實(shí)了6m×8=48m大跨度的桁架吊籃安全可行。

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