钢桁架设计
第四讲钢桁架设计1、钢桁架的实际应用
钢屋架常见形式
钢结构连廊、通廊等常见形式
2、桁架设计一般规定或经验
A：桁架的形式应根据建筑的要求，综合考虑屋面材料、天窗、檩条、支撑布置以及屋架与柱时铰接或刚接等因素最终确定外形尺寸和腹杆体系。
B：桁架的腹杆体系。应使结构受力合理、节点构造简单统一。腹杆数量少而总长度短，宜使长腹杆收拉，短腹杆受压，弦杆不产生局部
弯矩。斜腹杆与弦杆的交角宜在35~55度。
C：常见腹杆体系有人字式、单斜式以及减小上弦的节间长度而增加的再分式腹杆体系。
人字式在屋架中应用最广泛，再分式桁架体系较加密主腹杆的结构方案更省钢材。
D：桁架节间的设置应结合建筑或工艺需求，设备吊挂等设置，并应使荷载尽量作用在节点上。
E：对于跨度较大的桁架，当变形超限时可以采用起拱解决。起拱值可取1/500,或者将恒载作用下挠度起拱。
F：跨度小于或等于12 m 的桁架，可以不分段；跨度大于12 m 但小于20 m 时，可以分成两段；大于等于20 m 时，可以分成多段，但每段长度均不宜超过12m；拼接接头宜位于廊身跨度的1/3处；G：当桁架节间数为奇数时，中央节间宜布置交叉腹杆。
3、桁架计算时的基本力学假定
A：桁架所有杆件的轴线都在一个平面内且相交于一点。杆件轴线按照下列规定确定，此时可不考虑偏心的影响。
当用螺栓连接时，以靠近截面形心轴的准线为轴线；当采用焊缝连接时，对角钢可取角钢背至截面形心轴的距离为5mm的整数倍（即5mm
的模数）。
当弦杆截面在节点处有改变时，以受力较大的杆件重心线为轴线，不同截面的轴心线偏移距离在不超过较大弦杆截面高度的5%时，可不考虑此偏心的影响。
B：各节点均为铰接，但在桁架平面内，当截面高度与几何长度（节点中心距离）之比大于1/10或大于1/15(腹杆)时，应考虑节点刚性产生的次弯矩。（一般取应力增大系数1.15~1.20）。
C：计算时，将荷载先作用在节点上，并按此计算出各杆件的内力。对弦杆的节间荷载（最好不要这样，计算长度选取会出现不可靠），可假定弦杆为支撑于铰接节点的连续梁按下述近似方法计算局部弯矩。端节间取0.8Mo，其他节间正负弯矩均取为0.6Mo。
4、杆件截面如何选择
常用的截面形式：
A：屋架杆件在平面内、外的长细比宜接近，一些常见截面的回转半径应熟记，如双角钢组合截面的回转半径如下:
B：当桁架构件采用双角钢截面且较大时，宜采用轧制T型钢代替双角钢作为桁架的上下弦杆，荷载比较大时宜采用Ｈ型钢。
Ｃ：同一桁架所采用型钢的种类不宜过多，相同规格的厚度差不得小于2mm。
D：桁架受压杆件一般来讲，宜采用宽而薄的截面以增大回转半径（不利之处？），厚度一般不宜小于4mm，大跨度或者腐蚀环境中的结构宜适当增大（可取6mm)。
5、桁架计算
A桁架的整体计算
结构力学中含两种方法：节点法和截面法。
以某工程项目为例进行讲解。设计条件如下，
某连廊连接于两构筑物（钢结构框架）之间，用于人行走及料运输，跨度为30米，通廊宽度为2.5m(两榀桁架中心间距），净高要求不小于2.0m，走道为100厚钢筋混凝土预制板，通过四个脚部的预埋件与钢梁焊接，搭接宽度要求至少40mm，考虑下弦水平支撑重量，恒载可取为2.6KN/m2，活荷载取为3.5KN/m2，钢材为Q235B。设计安全等级为二级，位于七度区0.1g，Ⅳ场地，设计地震分组为第一组，连廊两侧不设置遮挡。
首先进行传力分析
对此钢桁架进行设计。
横断面示意三分之一处示意端部示意
受力桁架
设计思路如下：
①桁架高度的选取。考虑两方面因素，其一为计算所需跨度，一般荷载情况可取其跨度的1／10～1／14,那么初选取1/12即30÷12=2.5m，其二应满足建筑或工艺等专业要求，此处假设净空要求为 2.0m。那么结合二者初选桁架高度为2.5m。
②节间数的确定。一般考虑取偶数个，再结合腹杆与弦杆的角度适宜问题，那么此处取为12个节间。
③上下弦可采用如下布置
④走道梁设计
走道宽2.5m,则走道梁跨度为2.5m
恒载：2.6KN/m2 线荷载 2.6x2.5=6.5
活载：3.5KN/m2 线荷载3.5x2.5=8.75
初选取为跨度1/20，则截面型号热轧中翼缘，选为HM150x100，挠度控制取为钢结构设计规范表 A.1.1第四款第三项，即[Vt]限值为1/250，[Vq]限值为l/300。
利用STSV2.2工具箱计算结果如下：
----- 设计信息 -----
钢梁钢材：Q235
梁跨度(m)： 2.500
梁平面外计算长度(m)： 2.500
钢梁截面：国标宽、窄翼缘H型钢：HM148X100
容许挠度限值[υ]: l/250 = 10.000 (mm)
强度计算净截面系数：0.950
计算梁截面自重作用: 计算
简支梁受荷方式: 竖向单向受荷
荷载组合分项系数按荷载规范自动取值
----- 设计依据 -----
《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）
《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）
----- 简支梁作用与验算 -----
1、截面特性计算
A =2.6350e-003; Xc =5.0000e-002; Yc =7.4000e-002;
Ix =9.9530e-006; Iy =1.5030e-006;
ix =6.1500e-002; iy =2.3900e-002;
W1x=1.3450e-004; W2x=1.3450e-004;
W1y=3.0100e-005; W2y=3.0100e-005;
2、简支梁自重作用计算
梁自重荷载作用计算:
简支梁自重 (KN): G =5.1712e-001;
自重作用折算梁上均布线荷(KN/m) p=2.0685e-001;
3、梁上恒载作用
荷载编号荷载类型荷载值1 荷载参数1 荷载参数2 荷载值2
1 1 6.50 0.00 0.00 0.00
4、梁上活载作用
荷载编号荷载类型荷载值1 荷载参数1 荷载参数2 荷载值2
1 1 8.75 0.00 0.00 0.00
5、单工况荷载标准值作用支座反力 (压为正,单位：KN)
△恒载标准值支座反力
左支座反力 Rd1=8.384, 右支座反力Rd2=8.384（将要作为节点力施加到平面桁架△活载标准值支座反力
左支座反力 Rl1=10.938, 右支座反力Rl2=10.938（将要作为节点力施加到平面桁架6、梁上各断面内力计算结果
△组合1：1.2恒+1.4活
断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： -0.000 4.845 8.810 11.893 14.096 15.417 15.858 剪力(kN) ： 25.373 21.144 16.915 12.686 8.458 4.229 0.000 断面号： 8 9 10 11 12 13
弯矩(kN.m)： 15.417 14.096 11.893 8.810 4.845 -0.000
剪力(kN) ： -4.229 -8.458 -12.686 -16.915 -21.144 -25.373
△组合2：1.35恒+0.7*1.4活
断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： -0.000 4.208 7.652 10.330 12.243 13.390 13.773 剪力(kN) ： 22.037 18.364 14.691 11.018 7.346 3.673 0.000 断面号： 8 9 10 11 12 13
弯矩(kN.m)： 13.390 12.243 10.330 7.652 4.208 -0.000
剪力(kN) ： -3.673 -7.346 -11.018 -14.691 -18.364 -22.037
7、局部稳定验算
翼缘宽厚比 B/T=4.33 < 容许宽厚比 [B/T] =15.0
腹板计算高厚比 H0/Tw=19.00 < 容许高厚比[H0/Tw]=80.0
8、简支梁截面强度验算
简支梁最大正弯矩(kN.m)：15.858 (组合：1; 控制位置：1.250m)
强度计算最大应力(N/mm2)：118.199 < f=215.000
简支梁抗弯强度验算满足。
简支梁最大作用剪力(kN)：25.373 (组合：1; 控制位置：0.000m)
简支梁抗剪计算应力(N/mm2)：32.700 < fv=125.000
简支梁抗剪承载能力满足。
9、简支梁整体稳定验算
平面外长细比λy：104.603
梁整体稳定系数φb：0.912
简支梁最大正弯矩(kN.m)：15.858 (组合：1; 控制位置：1.250m)
简支梁整体稳定计算最大应力(N/mm2)：129.262 < f=215.000
简支梁整体稳定验算满足。
10、简支梁挠度验算
△标准组合：1.0恒+1.0活
断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： -0.000 3.690 6.709 9.057 10.734 11.740 12.076 剪力(kN) ： 19.321 16.101 12.881 9.661 6.440 3.220 0.000 断面号： 8 9 10 11 12 13
弯矩(kN.m)： 11.740 10.734 9.057 6.709 3.690 -0.000
剪力(kN) ： -3.220 -6.440 -9.661 -12.881 -16.101 -19.321
简支梁挠度计算结果:
断面号： 1 2 3 4 5 6 7 挠度值(mm)： 0.000 1.002 1.929 2.716 3.314 3.686 3.813 断面号： 8 9 10 11 12 13
挠度值(mm)： 3.686 3.314 2.716 1.929 1.002 0.000
最大挠度所在位置: 1.250m
计算最大挠度: 3.813(mm) < 容许挠度: 10.000(mm)
简支梁挠度验算满足。
****** 简支梁验算满足。******
注意以上只是对[Vt]进行了校核，需自行进行[Vq]的校核，由以上计算结果可推算出Vq=1.556x(8.75÷15.25)=2.188mm ****** 简支梁验算满足。****** ⑤上下弦水平支撑设计，拟采用单角钢组成的交叉腹杆，交叉处相互连接。一般按照拉杆设计，根据建筑抗震设计规范表10.2.14，此杆件为一般杆件，长细比限值可控制为250。由以上上下弦的布置可知，弦杆长度为m 54.35.25.222=+，3.54÷250=1.42cm 拉杆选用单角钢（注意单角钢取哪个回转半径？）查表选为 L50x6(注意不易维护的构件适当加厚厚度）注意钢结构规范8.1.2对最小截面及其厚度的规定以及☆工业建筑防腐蚀设计规范☆4.3节之要求。 上弦横杆设计为减少桁架上弦平面外计算长度的杆件，根据钢结构规范表5.3.8，长细比可控制为200，而抗规10.2.14对压杆限值为180，因此从严控制。可采用双角钢十字形组合，2500÷180=1.25cm,选取2L50x6，填板取为与截面厚度相同，满足。 注意十字形截面组合时，回转半径怎么查取？ 注意：2L50x6, ix=1.51,iy=2.32,则ix+iy=3.83; 注意L50x6,iu=1.91,根据Ix+Iy=Ip,可以知道ix+iy=iu+iv=定值。 则双角钢十字形组合的iu=1.91,那么十字形的iv=1.92。带入lo/iu可得到该构件的长细比。 ⑥主受力桁架的计算。 由前面计算知道作用下下弦的节点力由走道梁直接传来。 恒载：8.384KN 活载10.938KN 上弦节点仅承受支撑重量，查表知道L50x6的自重约为4.46Kg,则每个节点的力为： 4.46x3.54x2=32kg,撑杆重8.93x2.5=22.3kg,则作用在每个节点的竖向质量为（32+22.3）÷2=27.15kg,即0.3KN（恒载) STS桁架计算模型如下： 截面选取原则，由于走道梁搭接在桁架下弦，所以下弦截面初选大于等于走道梁高度，考虑截面类型越少越好的原则，取为HM150x100。上弦同样采用轧制Ｈ型钢，按照钢结构设规范表 5.3.8及抗规10.2.14，长细比限值控制为150，则i≥250/150=1.67cm,可选取热轧H型钢中最小截面HW100x100。 腹杆截面选取，原则先松后紧的原则（先卡着长细比选取），即不够再加。 对于一般杆件，结合抗规、钢规，压杆先控制为180（原因为何？），拉杆控制为250. 初选腹杆，拉杆的回转半径需要大于等于354÷250=1.42cm，采用双角钢T型组合2L50x6,Imin=1.51cm可满足。 初选腹杆，压杆的回转半径需要大于等于354÷180=1.97cm，采用双角钢T型组合2L70x6,Imin=2.15cm可满足。 对于关键杆件，结合抗规、钢规，压杆先控制为150，拉杆控制为200. 初选腹杆，拉杆的回转半径需要大于等于354÷200=1.75cm，采用双角钢T型组合2L63x6可满足，Imin=1.93cm。 初选腹杆，压杆的回转半径需要大于等于354÷150=2.36cm，采用双角钢T型组合2L80x6可满足,Imin=2.47cm。 经计算后，对初选截面进行调整得到最终模型如下： 参数的填取结合钢结构规范表5.3.8以及建筑抗震规范表10.2.14。规 范10.2.13提到了哪些是关键构件。关于阻尼比的确定参照规范10.2.8条。 计算结果如下： 位移D+L 最大位移55mm 位移L 最大位移27.4mm 如果荷载较大情形，挠度出现超限，建议起拱解决。 ⑦节点计算 关于节点板稳定控制的一些探讨： STS节点验算以及施工图绘制。 第一章：设计资料 某单跨单层厂房，跨度L＝24m，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用1.5*6.0m太空轻质大型屋面板。钢材采用Q235－BF，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置如图2.1所示，杆件容许长度比：屋架压杆【λ】＝150 屋架拉杆【λ】＝350。 第二章：结构形式与布置 2.1 柱网布置 图2.1 柱网布置图 2.2屋架形式及几何尺寸 由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i＝1/10。屋架跨度l＝24m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0＝l－2*0.15m＝23.7m；端部高度取H0＝2m，中部高度H ＝3.2m；起拱按f＝l0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/9.6。 配合大型屋面板尺寸（1.5*6m），采用钢屋架间距B＝6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。 图2.2 屋架的杆件尺寸 2.3支撑布置 由于房屋较短，仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设3道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。所有屋架采用统一规格，但因支撑孔和支撑连接板的不同分为三个编号：中部6榀为WJ1a ,设6道系杆的连接板，端部第2榀为WJ1b，需另加横向水平支撑的的连接螺栓孔和支撑横杆连接板；端部榀（共两榀）为WJ1c。 图2.3 上弦平面 12 1 2 1---1 2---2 图2.3下弦平面与剖面 第三章：荷载计算及杆件内力计算 3.1屋架荷载计算 表3.1 屋架荷载计算表 3.2屋架杆件内力系数 屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图所示。屋架上弦左半跨单位节点荷载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力 钢桁架桥的结构设计与分析 1、概述 钢桁架桥以其跨越能力强、施工速度快、承载能力强、耐久性好普遍应用于铁路桥梁。长期以来，由于钢材价格高，材料养护费用高，钢桁架桥梁在公路领域应用较少。近年来，随着我国炼钢水平的提高，国产的钢材品质已经完全能满足结构安全的需要，同时随着钢结构防腐技术的提高，钢结构桥梁越来越多的在公路工程领域得到应用。 相比较我国当前100m左右中等跨径常用的桥型如连续梁、系杆拱、矮塔斜拉桥等结构，钢桁架桥梁虽然建筑成本高，但刨去成本控制的因素，钢桁架桥具有以下的几点优越性：1.建筑高度低，由于钢桁架结构主桁主要由拉杆和压杆构成，对杆件界面的抗弯刚度要求不大，因此钢桁架的建筑高度由横梁控制，在桥梁宽度不是非常大时可极大的降低桥梁建筑高度，尤其适用于对桥梁建筑高度有严格限制的桥梁；2.施工周期短，速度快。钢桁架施工可在工厂制作杆件，运到现场拼装成桥，可采用顶推和支架拼装等方法，这使它在很多工期较紧的工程（如重要道路的桥梁改建）和跨越重要道路的跨线桥上成为桥型首选之一；3.随着钢结构防腐技 术的提高，钢桁架桥的耐久性大为提高，同时钢材作为延性材料，结构安全性较混凝土桥梁高。正因为钢桁架桥梁的这几方面的优点，桁架桥梁成为特定条件下的经济而合理的桥型选择。 2、结构设计 公路桥位于江苏省境内，正交跨越京杭大运河，河口宽95m，通航净空要求90x7m，桥梁主跨采用97m，由于桥梁中心至桥头平交处距离仅140余米，若采用其他结构纵坡将达到5%以上，经综合考虑，主桥采用97m下承式钢桁架结构。 2.1主桁 主桁采用带竖杆的华伦式三角形腹杆体系，节间长度5.35m，主桁高度8m，高跨比为1/12.04。两片主桁中心距为8.6m，宽跨比为1/11.2，桥面宽度为8m。 天山铝业氧化铝输送栈桥钢结构制作安装施工方案 一、工程概况 栈桥钢结构包括钢柱和钢通，钢柱为双支腿和四支腿，钢柱中最重的约40t高度为28米,最高为36m重量为23吨。钢通廊共分为5个区域，A 区（A1-A4）、B区（B1-B6）、C区（C1-C8）、D区（D1-D8）、E区（E1-E2）。其中A1和B1、C1和D1、C2和D2、C3和D3共一条通廊为双皮带机通廊，其它区为单皮带机通廊。A1区安装斜度为5°，E区安装斜度为16°其余角度均约为1°。单皮带机通廊垂直高度为3.5m，宽3.5m，双皮带机通廊垂直高度为3.5m，宽6.0m。钢板仓通廊安装底标高最高为41.8m，跨电解车间屋面长度最长的一榀为46m，其重为30t。 考虑到构件较长，现场运输困难，部分钢柱和钢桁架只能在现场进行拼装，加上该处工作面形成比较晚，因此栈桥的吊装存在着工期紧、工程量大、现场场地狭窄、吊装构件跨度大、吊装区域建筑物多、有磁场施焊难度大等诸多困难。 二、执行的规范、规程及标准 3.1、钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）； 3.2、门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102-2002）； 3.3、埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂（GB/T5293-1999）； 3.4、结构用高频焊接薄壁H型钢（JB/T137-2001）； 3.5、建筑钢结构焊接规程（GBJ81-91）； 3.6、钢结构用高强大六角螺栓、螺母、垫圈与技术条件（GBT1228-1231-91）； 3.7、熔化焊用钢丝（GB/T14957-94）。 三、施工工艺流程图 钢柱制作安装：材料及工机具准备→放样、下料→矫正→钢柱分段制作（含标记、涂装）→基础复测→基础底部进行二次找平→钢柱分段运输至现场→钢柱吊装就位→找正、焊接→二次灌浆→验收交工 钢通廊的制作安装：材料及工机具准备→放样、下料→矫正→钢桁架分片制作、编号→构件运输、堆放→构件现场组对拼装→通廊整体吊装→现场焊接构件→防腐涂漆→验收交工 四、施工准备 renchunmin 一、设计计算资料 1. 办公室平面尺寸为18m ×66m ，柱距8m ，跨度为32m ，柱网采用封闭结合。火灾危险性：戊类，火灾等级：二级，设计使用年限：50年。 2. 屋面采用长尺复合屋面板，板厚50mm ，檩距不大于1800mm 。檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢C200×70×20×2.5，屋面坡度i =l/20～l/8。 3. 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.800m ，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为600mm ×600mm ，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值f c ＝1 4.3N/mm 2 。 抗风柱的柱距为6m ，上端与屋架上弦用板铰连接。 4. 钢材用 Q235-B ，焊条用 E43系列型。 5. 屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸如下图所示。 6. 该办公楼建于苏州大生公司所 属区内。 7. 屋盖荷载标准值： (l) 屋面活荷载 0.50 kN/m 2 (2) 基本雪压 s 0 0.40 kN/m 2(3) 基本风压 w 0 0.45 kN/m 2(4) 复合屋面板自重 0.15 kN/m 2(5) 檩条自重 查型钢表 (6) 屋架及支撑自重 0.12+0. 01l kN/m 28. 运输单元最大尺寸长度为9m ，高度为0.55m 。 二、屋架几何尺寸的确定 1.屋架杆件几何长度 屋架的计算跨度mm L l 17700300180003000=-=-=，端部高度取mm H 15000=跨中高度为mm 1943H ,5.194220 217700 150020==?+ =+=取mm L i H H 。跨中起拱高度为60mm （L/500）。梯形钢屋架形式和几何尺寸如图1所示。 钢桁架输煤栈桥结构加固设计 摘要：输煤栈桥主要煤矿运输等厂房和筒仓建筑物的连接通廊，对整个生产过 程至关重要。由于洗煤过程中对钢桁架杆件和节点的腐蚀，使得钢桁架的杆件节 点承载力大大下降，甚至威胁到矿区的生产安全，因此对钢桁架输煤栈桥结构加 固尤为重要。基于此结合实际，从钢栈桥结构设计选型出发，提出钢桁架加固方案，并对钢桁架加固方案进行计算分析，目的在于提高输煤栈桥设计水平，促进 企业的持续发展。 关键词：钢桁架栈桥；MIDASGEN；加固方法 引言 栈桥是煤矿矿井及选煤厂生产系统的关键结构部分，在运转时主要是利用皮 带将井下煤或者外来煤输送到筛分车间、主厂房、筒仓等建筑物。运煤栈桥系统 根据其承载性能的不同可以分为钢筋混凝土、钢结构以及砌体等结构形式，这些 方式中的钢结构可以达到外部美观性的要求，施工具备较强的方便快捷性，更为 关键的是具备较强的抗震性，所以称为了当前煤炭系统中使用的主要方式。 1钢栈桥结构选型 （1）栈桥桁架选型。通常情况下，针对大型跨度的运煤栈桥，它的组成结构 包含了H型钢、角钢以及钢管等配件组成。其中的全拉式桁架中的较长斜腹杆即 为拉杆，较短的腹杆则主要是承载结构，经济效果非常高。此外钢桁架下弦处设 置了拉索的形式，在结构中施以预应力能够实现中心下降平移，在受到外部载荷 的影响之后上弦杆受拉，这就具备了较高的承载性能，即满足桁架受力体系，同 时又满足矿井运煤工作的需要。根据实际调查可以发现，H型钢是使用频率最高 的一种结构形式，该结构形式的主要优势在于如下几点：（a）.H型钢两个方向 中的惯性矩是一致的，可以使得内部的结构体系更加的稳定，结构性能比较强。（b）.H型钢弦杆与桥面在同一平面中，栈桥结构中的两侧钢桁架在空间位置上 以及桥面水平横向中刚度比较强，可以全面的提升结构的抗震性能。（c）.屋面 横梁支撑点设置在弦杆的内部位置上，要确保施工的节点位置与设计方案的一致性，同时还应该保证栈桥空间计算的准确性。H型钢栈桥钢桁架中的受压腹杆与 上下弦节点处的连接是刚性的，各个连接位置具备较高的稳定性。在计算角钢桁 架的时候，采用的方式主要是根据静定结构实施计算的，在计算环节，可以忽略 节点刚性产生的次弯矩问题，同时，在计算时，还需要掌握大跨度钢桁架弦杆和 腹杆截面刚度产生的偏差，如果存在的偏差较大，就会导致节点次弯矩方面的影响。不管是选择哪一种桁架形式都应该保证其满足如下的几个方面：（a）.节间 要保证为等距，节间数为偶数。如果无法满足该要求，就应该在中间位置上设置 交叉腹杆。（b）.其高度通常按照设定的要求，需要设置为1/8～1/10。但是，在设定高度的同时，还需要全面考虑到净空高度尺寸。（c）.在设置桁架节间长度时，需要对楼板部分高度进行考虑，以保证它满足设计要求。 （2）桁架支撑体系。桁架的上下弦支撑结构部分的主要作用就是能够承载水 平载荷，同时将这些载荷传递到支座结构中，此时可以使得结构刚性的增加，还 能够适当的改变平面计算长度。一般情况下，在支撑设置时，其位置都是在上下 弦位置上设置，而针对组合楼板来说，由于该结构自身具备结构功能，可以不采 用支撑方式；而针对预制楼板设置时，需要按照实际的情况做好纵向水平的支撑，同时，还需要对交叉腹杆进行设置，保证它和结构之间存在的角度达到40°～50°。在桁架支撑体系构建的阶段中，在进行钢屋架计算时，需要对上弦杆尺寸进行掌 钢管桁架结构制作与安装施工工艺 1 一般规定 适用范围 本施工工艺规程适用于大型体育场馆、公共建筑和各种用圆管、矩管作为骨架构成各类形状的空间结构的建筑物以及构筑物。 编制依据的标准与规范 优质碳素结构钢GB／T699—1999 普通碳素结构钢GB／T700—1998 低合金高强度结构钢GB／T1591—1994 一般工程用铸造碳素钢GB 5576—1997 铸件尺寸差GB 6414—86 结构用冷弯空心型钢GB／T6728—1986 铸钢件超声探伤方法及质量评级方法GB 7233—87 焊接结构用碳素钢铸件GB／T7659—1987 结构用无缝管GB／T8162—1999 铸件重量公差GB／T11351—89 直缝焊管GB／T13793—1992 结构用不锈钢无缝钢管GB／T14975—1994 钢结构工程施工质量验收规范GB 50205—2001 建筑工程施工质量验收统一标准GB 50300—2001 建筑钢结构焊接技术规程JGJ 81—2002 合金钢铸件JB／ZQ4297—1986 铸件质量分等通则JB／JQ82001—90 材料要求 管桁架使用的管材、板材、焊材、铸钢，除材料牌号、型号规格和质量等级应符合相应设计文件的要求，还必须符合下述规定： 1管材 1) 材质：必须符合《优质碳素结构钢》GB／T699—1999、《普通碳素结构钢》GB／T700—1998、《低合金高强度结构钢》GB／T1591—1994和《结构用不锈钢无缝钢管》GB ／T14975—1994的规定； 2) 型材规格尺寸及其允许偏差：矩管必须符合《结构用冷弯空心型钢》GB／T6728—1986标准规定，无缝钢管必须符合《结构用无缝管》GB／T8162—1999标准规定，焊管必须符合《直缝焊管》GB／T13793—1992标准规定，不锈钢无缝钢管必须符合《结构用不锈钢无缝钢管》GB／T14975—1994标准规定。 2 板材 1) 材质：必须符合《普通碳素结构钢》GB／T700—1998和《低合金高强度结构钢》GB／T1591—1994标准的规定； 2) 规格尺寸和允许偏差：必须符合《碳素结构钢和低合金钢热轧厚板和钢带》GB ／T3274—1988和《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB／T709—1988标准规定。 3 焊材 1) 焊条：分别应符合《碳钢焊条》GB／T5117—1995、《低合金钢焊条》GB／T5118—1995和《不锈钢焊条》GB／T983—1995标准规定； 2) 焊丝分别应符合《熔化焊用钢丝》GB／T14957、《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB／T8110、《碳钢药芯焊丝》GB／T10045、《低合金钢药芯焊丝》GB／T17493标准规定。 3) 焊剂分别应符合《碳素结构钢埋弧焊用焊剂》GB5293、《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB／T12470标准规定。 XXX主体工程 管桁架制作、安装 专 项 施 工 方 案 编制： 审核： 批准： 编制单位：XXX工程有限责任公司 二O一五年十一月 目录 一．编制依据 (2) 1、工程文件 (2) 2、遵循标准和规范 (2) 二．工程概况 (3) 三、施工测量 (5) 1、技术依据 (5) 2、测量作业 (5) 四、预埋件预埋 (5) 五、柱顶锚栓复核、验收 (6) 六、钢构件运输进场 (7) 七．钢桁架现场拼装 (8) 1、拼装平台及设施搭设 (8) 2、钢桁架现场拼装 (8) 八、钢结构吊装 (11) 1、运装场地硬化处理 (11) 2、吊装起重设备选择 (11) 3、钢丝绳的选用 (15) 4、吊装工序安排 (16) 5、吊装工艺及方法 (16) 6、生命线方案 (21) 九、安全施工管理措施 (25) 1、安全管理组织 (25) 2、安全管理制度 (25) 3、施工现场安全管理 (26) 十、应急预案 (34) 1、指挥方案 (34) 2、机构分工 (34) 3、事故处置 (35) 4、工程抢险抢修 (35) 5、现场医疗救护 (35) 钢结构制作、安装专项施工方案 一．编制依据 本施工方案是以施工图纸为依据，参考本公司以往在类似工程中的施工经验，结合本工程的实际情况及特点，并根据相应的计算、分析结果基础上进行编制而成。 现行国家有关的规程、规范、标准： （1）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205－2001） （2）《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002） （3）《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-1991） （4）《起重设备安装工程施工及验收规范》（GB50278—2010） （5）《建设工程项目管理规范》（GB/T50326—2006） （6）设计说明、图纸以及各项技术标准规范等 二．工程概况 施工特点与关键：本工程工期要求短、制作量大、单体构件较重、高空安装作业多。该工程的制作过程进度、质量的控制是保证履约的关键。制作过程的关键在于桁架构件的生产工艺合理性、方法的先进性；其次是桁架的分段组对，焊接与防止变形工艺技术的合理程度；安装的关键在于安装过程的测量，合理的安装程序和重要节点的焊接。 针对以上工程概况和特点，本工程主桁架拟采用单榀桁架双机抬吊的方法整体吊装，吊装方向为由3轴线至23轴线，可采取分段吊装。 三、施工测量 1、技术依据 （1）工程合同技术条款及图纸 （2）《工程测量规范》（GB50026-93） （3）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001） （4）《建筑变形测量规范》（JGJ/T8-97） 2、测量作业 （1）根据所建立的平面控制网和高程控制网，检查上工序提交的混凝土柱测量资料和锚固件的测量资料。 （2）测量资料应包括柱中心线定位及标高测设图、竣工后中心线及标高实测资料和沉降、 钢结构安装方案 管桁架结构安装工法 黑龙江省安装工程公司黄宝龙（国家注册二级建造师） 一、前言 随着科学技术的发展和社会进步，如今各体育场馆、展厅、机场等一般被设计成为钢桁架结构，大跨度空间结构蓬勃发展，跨度越来越大，造型越来越新颖、别致，绿色环保、节约能源，施工期限短，对于安装施工提出的技术要求也越来越高。由我黑龙江省安装工程公司承包的七台河市新兴区木制品创业服务中心工程，42米、36米管桁架结构，由于跨度、重量及安装高度都比较大，且地处内庭，地面承载力无法承受吊车吊装时所产生的冲击力，无法采用常规方法进行安装。结合今年多种施工方案的分析和研究，最终确定了现场拼装，高空滑移到位的施工方法。该管桁架采用无缝钢管及高频焊管通过焊接球连接而成，两栋厂房共39榀，单榀最重约8吨，跨度为42米、36米，安装高度为12米。 二、工法特点 （一）、大跨度桁架体系直接就位在设计位置，支座安装精度易于保证。 （二）、对起重设备、牵引设备要求不高，可用小型起重机或卷扬机，甚至不用。而且只需搭设局部的拼装支架，如建筑物端部有平台可利用，可不搭设脚手架。 （三）、可充分利用桁架下部的楼面或地面结构，降低了结构的安装高度，同时不需要大量的脚手架及脚手架搭拆人员，降低了设备投入成本（四）、采用该工艺使屋盖钢结构的吊装、组对、焊接、测量校正、油漆等工序都可在同一胎架上重复进行，即可提高屋盖的安装质量、改善施工操作条件，又可以增加施工过程中的安全性。 三、适用范围 （一）复杂支承条件的大跨度单跨、多跨空间桁架或网架结构 （二）建筑平面为矩形、梯形或多边形等平面。 （三）支承情况可为周边简支、或点支承与周边支承相结合等情况。 （四）当建筑平面为矩形时滑轨可设在两边圈梁上，实行两点牵引。 （五）当跨度较大时，可在中间增设滑轨，实行三点或四点牵引，这是网架不必因分条后加大网架挠度，或者当跨度较大时，也可采用加反梁办法解决。 （六）现场狭窄、山区等地区施工；也适用于跨越施工；如车间屋盖的更换、轧钢、机械等厂房内设备基础、设备与屋面结构平行施工。 四、工艺原理 （一）、结构直接就位在设计位置，垂直起重设备和胎架沿屋盖结构组装方向单向移动，通过滑移胎架和行走吊机完成屋盖结构的安装。 （二）、将屋盖钢结构按照榀数和网格数分成若干单元，单元可在胎架移走后形成稳定的受力体系，在满足此条件下尽量减少每单元桁架及网格数，但不得少于两榀桁架或两个网格。 （三）、各单元按照吊车的起重能力又分为若干段。 （四）、沿桁架垂直方向设置行走式塔吊和胎架滑移的轨道。 （五）、根据单元的划分制作满足所有单元组装的可搭拆胎架，胎架需要连接成一个整体，通过手动葫芦牵拉将胎架移动到桁架单元的设计位置。 （六）、吊机行走至组装单元就近位置，顺次将需要的分段吊装至滑移胎架上，拼装焊接成单元后，拆除滑移胎架支撑，将组装单元直接落放在设计支座位置。 （七）、以手拉葫芦为动力源，通过滑轮组将胎架沿轨道空载滑移至下一组装单元位置，通过调节、修改形成下一单元的组装胎架，与楼面或地面做临时固定。塔吊行走至本组装单元就近位置拉点处牵拉进行等标高滑移，待滑移单元滑移到设计位置后，拆除滑移轨道，固定支座。如此逐单元拼装，分片滑移，直至完成整个屋盖的施工。概括起来该工法为：高空分片组装、单元整体滑移、累积就位的施工工艺。 五、施工工艺流程及操作要点 中国石油吉林石化分公司40万吨/年ABS装置 (一期工程)工艺及供热外管小管廊工程桁架制作安装施工技术方案 (I)类 工程名称：中国石油吉林石化分公司40万吨/年ABS装置工艺及供热外管小管廊工程工程地址：吉林石化公司合成树脂厂 建设单位：吉林石化公司合成树脂厂 编制单位：吉化北建第三分公司 编制人： 审核人： 项目技术负责人： 项目经理： 批准人： 技术经理： 吉化北建公司安全处意见: 目录 1、编制说明 (3) 2、编制依据 (3) 3、工程概况 (3) 4、施工准备 (4) 5、施工部署 (5) 6、施工方法 (6) 7、施工进度计划 (10) 8 资源供应计划 (11) 9、施工总平面布置 (13) 10、 .............................. 施工技术组织措施14 中国石油吉林石化分公司40万吨/年ABS装置一期工程）工艺及供热外管小管廊工程桁架制 作安装施工技术方案 1、编制说明 1.1、本施工方案是为石化分公司40万吨/年ABS装置（一期工程）工艺及供热外管小管廊工程桁架制作安装而编制的，本次钢桁架的施工全长68 米，从原有小管廊到原有老管廊，管架的顶层标高为+7米，有钢柱22 根，钢桁架4 榀。 1.2 、由于是钢制桁架，在现场焊接组装，本工程的特殊过程为焊接。 1.3 、为避免桁架的运输增加施工费用，降低工程成本，本次施工的预制场地选择在中央控制室西侧，搭设临时预制场地和成品堆放场地。 2、编制依据 2.1 、中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司提供的吉林石化公司40 万吨/年ABS装置工艺及供热外管小管廊设计图纸，图纸档案号：ST0830-020。 2.2 、引用标准和规范 《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001 ； 《石油化工钢结构工程施工及验收规范》SH3507-1999 ； 《钢结构工程施工工艺标准》； 《建设工程安全生产管理条例》； 2.3、现场实际勘测3、工程概况 3.1、ABS装置工艺及供热外管小管廊桁架安装在吉林石化公司合成树脂厂的东侧，是新建工程，共有钢结构制作30吨；施工工期：2011年5月3日至2011 年6月3日。 3.2、本次钢桁架的制作安装施工计划投入劳动力50人，现场进料经专业检查员全部验收合格后才能进行钢桁架的现场预制、现场组装及吊安。施工用电在中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司ABS现场项目部接出，现场施工用电详见：40万吨/年ABS装置用电施工方案。 3. 3.、主要实物工程量一览表 中国石油吉林石化分公司40万吨/年ABS装置（一期工程）工艺及供热外管小管廊工程桁架制 作安装施工技术方案 （Ⅰ）类 工程名称：中国石油吉林石化分公司40万吨/年ABS装置工艺及供热外管小管廊工程 工程地址：吉林石化公司合成树脂厂 建设单位：吉林石化公司合成树脂厂 编制单位：吉化北建第三分公司 编制人： 审核人： 项目技术负责人： 项目经理： 批准人： 技术经理： 吉化北建公司安全处意见： 目录 1、编制说明 (3) 2、编制依据 (3) 3、工程概况 (3) 4、施工准备 (4) 5、施工部署 (5) 6、施工方法 (6) 7、施工进度计划 (10) 8、资源供应计划 (11) 9、施工总平面布置 (13) 10、施工技术组织措施 (14) 中国石油吉林石化分公司40万吨/年ABS装置（一期工程）工艺及供热外管小管廊工程桁架制 作安装施工技术方案 1、编制说明 1.1、本施工方案是为石化分公司40万吨/年ABS装置（一期工程）工艺及供热外管小管廊工程桁架制作安装而编制的，本次钢桁架的施工全长68米，从原有小管廊到原有老管廊，管架的顶层标高为+7米，有钢柱22根，钢桁架4榀。 1.2、由于是钢制桁架，在现场焊接组装，本工程的特殊过程为焊接。 1.3、为避免桁架的运输增加施工费用，降低工程成本，本次施工的预制场地选择在中央控制室西侧，搭设临时预制场地和成品堆放场地。 2、编制依据 2.1、中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司提供的吉林石化公司40万吨/年ABS装置工艺及供热外管小管廊设计图纸，图纸档案号：ST0830-020。 2.2、引用标准和规范 《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2001； 《石油化工钢结构工程施工及验收规范》 SH3507-1999； 《钢结构工程施工工艺标准》； 《建设工程安全生产管理条例》； 目录 欧阳歌谷（2021.02.01）1.设计资料1 1.1基本资料1 1.2构件截面尺寸1 1.3单元编号4 1.4荷载5 2.内力计算7 2.1荷载组合7 2.2内力9 3.主桁杆件设计11 3.1验算内容11 3.2截面几何特征计算11 3.3刚度验算15 3.4强度验算16 3.5疲劳强度验算16 3.6总体稳定验算17 3.7局部稳定验算18 4.挠度及预拱度验算19 4.1挠度验算19 4.2预拱度19 5.节点应力验算20 5.1节点板撕破强度检算20 5.2节点板中心竖直截面的法向应力验算21 5.3腹杆与弦杆间节点板水平截面的剪应力检算22 6.课程设计心得23 1.设计资料 1.1基本资料 (1)设计规范 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）； 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）； (2)工程概况 该桥为48m下承式公路简支钢桁架梁桥，共8个节间，节间长度为6m，主桁高10m，主桁中心距为7.00m，纵梁中心距为3m，桥面布置2行车道，行车道宽度为7m。 (3)选用材料 主桁杆件材料采用A3钢材。 (4)活载等级 采用公路I级荷载。 1.2构件截面尺寸 各构件截面对照图 各构件截面尺寸统计情况见表1-1： 表1-1 构件截面尺寸统计表 编号名称类型 截面 形状 H B1 (B) tw tf1(tf ) B2tf2C 1下弦杆E0E2用户H型0.460.460.010.0120.4 6 0.012 2下弦杆E2E4用户H型0.460.460.0120.020.4 6 0.02 3上弦杆A1A3用户H型0.460.460.0120.020.4 6 0.02 4上弦杆A3A3用户H型0.460.460.020.0240.4 6 0.024 5斜杆E0A1用户H型0.460.60.0120.020.60.02 6斜杆A1E2用户H型0.460.440.010.0120.4 4 0.012 7斜杆E2A3用户H型0.460.460.010.0160.4 6 0.016 8斜杆A3E4用户H型0.460.440.010.0120.4 4 0.012 9竖杆用户H型0.460.260.010.0120.2 6 0.012 10横梁用户H型 1.290.240.0120.0240.2 4 0.024 11纵梁用户H型 1.290.240.010.0160.2 4 0.016 12下平联用户T型0.160.180.010.01 13桥门架上下横撑和短 斜撑 用户双角0.080.1250.010.01 0.0 1 14桥门架长斜撑用户双角0.10.160.010.010.0 合山集中供热工程桁架施工安装 专 项 施 工 案 编制人：萍 项目负责人：立新 审核人：志福 编制日期：2017年月日 目录 一、编制依据： (1) 二、工程概况： (1) 三、施工准备： (1) 四、施工部署 (3) 五、施工工艺： (4) 六、钢结构吊装就位 (6) 七、应注意的质量问题 (8) 八、保证质量的技术措施 (9) 九、安全保证措施 (10) 十、环境保护与文明施工技术措施 (11) 十一、季节性施工措施 (11) 钢桁架施工案 一、编制依据： 1.本工程结构施工图纸； 2.《钢结构工程施工质量验收规》GB50205-2001； 3.和地现行的有关建筑施工的法规、规程； 4.施工工艺标准。 5.《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JGJ82-91） 6.《建筑钢结构焊接过程》（JGJ81-2002） 二、工程概况： 本工程位于广西省合山市产业转型工业园区，本工程分为四个标段。 1、建设单位：合山市振合集中供热有限公司 2、建设地点：合山市产业转型工业园区 3、工程名称：合山市产业转型工业园区集中供热工程 4、管道长度：第一标段DN600长4597米，第二标段DN400长1240米，第三标段DN300长5536.4米，第四标段DN500长6682.4米。 三、施工准备： （1）现场准备 1、联系、办理现场占地、电源手续，提前做好现场施工用平台铺设、电源准备工作。 2、组织施工机具、材料随时进入现场。 3、制作施工用的各种工装机具等。 4、堪察现场，规划材料、机具进场道路，并选择和落实运输机械；提前做好围设施、环境的处置与保护等准备工作。 5、钢材进场后要组织有关人员进行验收，检查实物和质量证明材 料是否合格，不合格材料不得用于工程。钢材进场堆放要减少钢材锈蚀和变形。 6、熟悉图纸，做好焊接工艺技术交底。核对图纸材料表和设计是 否相同，核对各节点安装标高与混凝土结构标高是否相符，如有不符及时通知甲办理工程变更或洽商手续。 7、电焊条要按设计和规要求进行选用，必须有质量证明材料，施工前按要求进行烘焙，禁使用药皮焊芯生锈的焊条。 8、用坡口焊接时需用引弧板，引弧板材质和坡口型式应与焊件相 同。 9、施焊人员要经过培训并已取得认可的焊工操作证，且操作证要在有效期以。 10、现场供电应符合焊接用电要求。 11、主要机具：电焊机2台、焊把线、小型台钻1台、焊钳、面罩和小锤，钢结构吊装时采用一台QY50型汽车起重机。 （2）其它准备 桁架钢结构制作 5.1 .图纸细化二次测算绘图 5.1.1 根据设计要求，施工前根据设计提供的受力分析图和设计图绘制施工详图。 5.1.2 施工详图中所有节点均需按照设计提供的桁架图集 （3B297与3B298）作为依据。 52钢结构除锈、防腐 5.2.1 进场设备验收合格后，倒运至喷砂处理厂进行喷砂除锈，并按照图纸防腐Sa2.5级要求进行喷沙除锈，并喷涂氯磺化聚乙烯红色底漆一遍；喷刷底层涂料与喷沙处理时间间隔不得超过5小时； 5.2.2 涂装时的环境温度和相对湿度应符合产品说明书的要求，当产品说明书无要求时，环境温度宜在5C?38C之间，相对湿度不应大于85%构件表面有结露时不得涂装，涂装后4小时内不得淋雨。 5.2.3 待钢结构桁架安装完成后再完成剩下的防腐要求，且达到设计及规范的要求。 5.3.胎具预制组装 5.3.1 由于桁架分片组装，片数较多，在预制的时候我方在预 制场须安置预制胎具（2台），以便能够更好、更快的进行拼装，并控制好图纸尺寸（图5.3.1和图5.3.1 ） 筋板 斜铁 斜铁筋板 200 H200K 200 图5.3.1 :预台具立胎截具 图 连接槽钢［14a 胎具 胎具平面组对示I 图置图 54放样、号料和下料 5.4.1放样、号料 放样时应根据施工详图，并考虑构件焊接收缩余量以及切割、刨边和洗平等 加工余量。放样的样板及号料的允许偏差应符合表 5.3.1规定； 项 目 允许偏差 平行线距离和分段尺寸 ± 0.5mm 对角线差 1.0mm 宽度、长度 ± 0.5mm 孔距 ± 0.5mm 加工样板的角度 ± 20mm 零件外形尺寸 ± 1.0mm 孔 距 ± 0.5mm 项 目 允许偏差 零件的宽度、长度 ± 3 边缘缺棱 1.0 型钢端部垂直度 2.0 切割面平面度 0.05t 且w 2.0 , t 为切割面厚度 割纹深度 0.2 局部缺口深度 1.0 、/ 桁架 「 ?- J 连接槽钢［14a — —! . ? r*1 K ----------------------------------------- ? 4 ■ ； ） X 1.设计资料 某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性的介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。屋面坡度为1：3，屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为 ,混泥土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢屋板加保温层屋面，C型檩条，檩距为1.5～2.1米。结构的重要度系数为，屋面的恒荷载的标准值为。屋面 的活荷载为，雪荷载为，不考虑积灰荷载、风荷载，不考虑全跨荷载积雪不均匀分布状况。屋架采用Q235B，焊条采用E43型。 2.屋架形式及几何尺寸 屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。屋架坡角为,檩距为 1.866m。 图1 屋架形式和几何尺寸 3.支撑的布置 上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间，并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆，下弦跨中设置一道通长的柔性细杆。在下弦两端设纵向水平支撑。支撑的布置见图2。 图2 支撑的布置图 4.檩条布置 檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距1.866m。因屋架间距为6m，所以在檩条跨中设一道直拉条。在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。 5.荷载标准值 上弦节点恒荷载标准值 上弦节点雪荷载标准值 由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图3 图3 上弦节点恒荷载由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4 图4 上弦节点雪荷载6.内力组合 内力组合见表—1 杆件名称杆件编 号 恒荷载及雪荷载半跨雪荷载内力组合最不利 荷载 （kN）内力 系数 恒载 内力 （kN） 雪载 内力 （kN） 内力 系数 半跨雪 载内力 （kN） 1.2恒+ 1.4雪 （kN） 1.2恒+ 1.4半跨 雪（kN）123452+32+5 上弦杆1-2-14.23-75.56 -52.94 -10.28-38.24 -164.78 -144.21 -164.78 2-3-12.65-67.17 -47.06 -8.7-32.36 -146.49 -125.92 -146.49 3-4-11.07-58.78 -41.18 -7.11-26.45 -128.19 -107.57 -128.19 4-5-9.49-50.39 -35.30 -5.53-20.57 -109.89 -89.27 -109.89 5-6-7.91-42.00 -29.43 -3.95-14.69 -91.60 -70.97 -91.60 下弦杆1-713.571.69 50.22 9.7536.27 156.33 136.8 156.33 7-813.571.69 50.22 9.7536.27 156.33 136.8 156.33 8-91263.72 44.64 8.2530.69 138.96 119.43 138.96 9-1010.555.76 39.06 6.7525.11 121.59 102.06 121.59 10-11947.79 33.48 5.2519.53 104.22 84.69 104.22 大跨度钢结构桁架起拱工艺在工业管道安装过程中，大型管道经常会跨越公路、河流等。在一定范围内不能安装支架等承重构件。为解决上述问题，经常需要制作大跨度桁架作为主要承重构件。常用三面、四面或多面平面桁架组成具有空间结构的钢桁架。为抵消自重及载荷作用下的全部或部分挠度，通常规定在钢桁架制造时预先进行起拱。起拱值一般为跨度的1/500或1/700。桁架起拱工艺的好坏直接影响到整个钢桁架制作质量，故大跨度钢桁架制作关键之一便是起拱。本文将以今年工安工程处制作的多种形状大跨度钢桁架（30M左右），详细介绍钢桁架制作过程中的起拱工艺。并将有争议的起拱方法一并提出。抛砖引玉，供大家进行探讨。 第一部分：钢桁架起拱线详细画法。 以跨度30M钢桁架，起拱度为50mm为例。如图一所示： 在AUTOCAD中画水平直线AB，作A、B垂直平分线OC。设AB=跨度=30M，OC=挠度=50mm，以O点为圆心，OC 为半径画1/4圆周C-4。4等分C-4以及O-4。并连接。如图二所示： 在AUTOCAD中截取每份长 度并记录下来以备用。如图三 所示： 4等分AO，由等分点引上垂线，取各线长度对应上述记录数据值50mm、47mm、37mm、21m m、0mm绘于等分点上。过上述几点连接成光滑曲线，再对称画出右侧曲线即得出所需起拱线。如图四所示： 上述画法为起拱线详细画法。在实际制作中，为获得更加理想的起拱弧度。可将AB段，OC，O4段等分为7等分，或8等分、9等分。确保更好的起拱效果。 第二部分：实际操作 （1）对于由四面组成类似于通廊的大跨度桁架实际起拱：在施工现场按第一部分所获得起拱线段，在钢板上画出桁架 1.设计资料 （1）某地一金工车间，长96m ，跨度27m ，柱距6m ，采用梯形钢屋架，1.56m ?预应力钢筋混 凝土大型屋面板，上铺珍珠岩保温层，设计地点哈尔滨地区，保温层厚度为100mm,容重34/kN m ，采用封闭结合，卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级为C20（抗压设计强度fc=10N/mm 2），车间内设有两台30/5t 中级工作制桥式 吊车，轨顶标高18.5m,柱顶标高27m 。屋面荷载标准值为2 0.5kN /m ，雪荷载标准值20.5kN /m ，积灰荷载标准值为0.5kN/m 2。桁架采用梯形钢桁架，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为400400?。钢材采用Q235-B ，焊条采用E43型，手工焊。 （2） 屋架计算跨度 0l 270.15226.7m =-?= （3） 跨中及端部高度： 桁架的中间高度 h=3.340m 在26.7m 的两端高度 0h 2.006m = 在27.0m 轴线处两端高度 0h 1.990m = 桁架跨中起拱 l/500≈55mm 屋架高跨比3340/270001/8≈在经济范围（1/6~1/10）内，为使屋架上弦只受节 点荷载，腹杆体系采用人字形式。 2. 结构形式及几何尺寸如图1所示，支撑布置如图2所示 图1 桁架形式及几何尺寸 根据厂房长度（96m>60m ）,跨度及荷载情况，设置三道上下弦水平支撑如图： 桁架及桁架上弦支撑布置 桁架下弦支撑布置图 垂直支撑 垂直支撑 图2：桁架支撑布置图 符号说明：SC —上弦支撑；XC —下弦支撑；CC —垂直支撑；GG —刚性系杆；LG —柔性系杆 3. 荷载计算 2 ，等于雪荷载，故取屋面活荷载计算。沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以 1/cos 1.005α=，换算为沿水平投影面分布的荷载。桁架沿水平投影面积分布的支撑）按经验公式w P 0.120.011l =+?计算，跨度单位为m 。 标准永久荷载： 预应力混凝土大型屋面板 22 1.005 1.4kN / 1.407/m kN m ?= 三毡四油防水层 22 1.0050.35kN /0.352/m kN m ?= 20mm 厚找平层 32 1.0050.02m 20kN /0.402/m kN m ??= 80mm 厚珍珠岩制品保温层 32 1.0050.08m 4kN /0.322/m kN m ??= 桁架和支撑重 22 0.120.1127kN/m 0.417kN/m +?= ——————————————————————— 总计 2 2.900kN/m 标准可变荷载： 屋面活荷载 2 0.5kN /m 积灰荷载 2 0.3kN /m ——————————————————————— 总计 2 0.8kN /m 桁架设计时，应考虑以下三种荷载组合： （1） 全跨永久荷载+全跨可变荷载 （按永久荷载为控制的组合）全跨节点荷载设计值 222F kN m kN m kN m 1.5643.05kN m m =???????=（1.35 2.900/+1.40.70.5/+1.40.90.3/） （由可变荷载为主控制的组合）全跨节点荷载设计值为： '2F 1.2 2.900 1.40.5 1.40.90.3 1.56m 41.02kN =?+?+????=（） （2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载设计值: 对结构不利时： 21.1F 1.35 2.900/ 1.5635.235kN kN m m m =???=（永久荷载控制） 2 1.2F 1.2 2.900/ 1.5631.32kN kN m m m =???=（可变荷载控制） 对结构有利时： 2 1.0 2.900/ 1.5626.10kN kN m m m ???= 半跨可变荷载设计值： 2.1F 1.4 1.567.81kN =?????=（0.70.5+0.90.3）（永久荷载控制） 2.2F 1.4 1.569.70kN =????=（0.5+0.90.3）（可变荷载控制） （3） 全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载为主的组合） 全跨节点桁架自重设计值 对结构不利时： 3.1F 1.20.417 1.56 4.50kN =???= 对结构有利时： 3.2F 1.00.417 1.56 3.75kN =???= 半跨节点屋面板自重及活荷载设计值 4F kN =????（1.2 1.407+1.40.5）1.56=21.50 （1）、（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载。 目录 钢结构拼装方案 (2) 1-1 钢结构工程概况 (2) 1-2 桁架整体拼装思路 (3) 1-3 桁架拼装方法 (4) 1-4 桁架拼装焊接要领 (19) 体育馆桁架钢结构拼装方案 1-1钢结构工程概况 本工程钢结构部分主要包括屋盖23榀WJ1、6榀WJ2以及两榀WJ3共31榀钢桁架结构以及各种支撑构件组成，A轴、M轴部分三角形2榀悬挑桁架结构以及钢柱、钢梁以及钢骨结构部分构件的加工、制作以及安装工作等。 本工程屋盖钢桁架结构为平面桁架结构，其中桁架WJ1弦杆规格为桁架弦杆规格主要为Ф273×8、腹杆主要为Ф159×6、Ф89×4等两种规格钢管；桁架WJ2弦杆规格为桁架弦杆规格主要为Ф180×8、腹杆主要为Ф159×8、Ф76×4、Ф60×3.5等三种规格钢管；桁架WJ3弦杆规格为桁架弦杆规格主要为Ф273×8、腹杆主要为Ф180×8、Ф114×5、Ф89×4、Ф70×4等四种规格钢管，桁架间联系杆件主要包括Ф114×5、Ф89×4、Ф76×4、Ф60×3.5等四种规格钢管。 A轴、M轴钢桁架为平面桁架结构，桁架上弦为箱形结构构件，截面规格包括□900×500×20和□500×400×20两种，桁架下弦为钢管混凝土结构，钢管截面包括Ф920×18、Ф820×16两种规格桁架腹杆主要包括□400×400×18、□400×400×25、□300×400×14、□400×500×25等四种规格构件。 此外，本工程钢柱包括钢管混凝土柱、钢骨柱两种，钢结构构件规格主要包括Ф1120×18、Ф820×16两种规格钢管以及□200×400×16、□200×400×12、□400×400×16等三种规格箱形构件；本工程钢梁构件主要包括钢箱梁、焊接H型钢构件以及部分钢骨构件等，构件规格主要包括□400×300×16、□400×500×16、H500×200/400×10×12、H300×250×10×14、H320×200×8×12、H320×270×10×16、H360×250×10×16、H200×150×6×9等规格构件；本工程幕墙钢结构骨架主要包括□250×250×8、□250×60×8、□250×60×5、□100×60×2.5、□250×60×4等规格矩形、方形冷弯薄壁钢管和Ф121×5圆钢管撑杆等构件。 本工程钢结构桁架主要为平面管桁架和平面组合桁架两种，这两种桁架均为本工程的主要受力构件。根据本工程构件特点分析，本工程钢桁架拼装方案选择为：屋面桁架矢高大约1.0m～3.0m左右，桁架跨度较大，高度较高，为确保桁架构件节点的焊接质量以及现场安装质量，提高现场安装效率，我公司针对本工程特点，拟定的桁架加工安装方案为：钢结构屋盖桁架工厂下料加工，分段加工制作，整体预钢结构梯形屋架课程设计计算书(绝对完整)
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