管桁架結(jié)構(gòu)-1-1課件

《鋼結(jié)構(gòu)工程施工》教學(xué)課件

學(xué)習(xí)單元3管桁架結(jié)構(gòu)工程施工*建筑工程技術(shù)學(xué)院1《鋼結(jié)構(gòu)工程施工》教學(xué)課件

學(xué)習(xí)單元3管桁架結(jié)構(gòu)工程施項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀3.1管桁架基本知識*建筑工程技術(shù)學(xué)院2項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀3.1管桁架基本知識項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀3.1.1管桁架結(jié)構(gòu)組成及其材料3.1.1.1管桁架結(jié)構(gòu)分類就屋架來說，外形一般為三角形、梯形、平行弦及拱形桁架。桁架的腹桿形式常用的有芬克式、人字式、豪式(也叫單向斜桿式)、再分式、交叉式。其中前四種為單系腹桿，第五種交叉腹桿又稱為復(fù)系腹桿。*建筑工程技術(shù)學(xué)院3項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀3.1.1管桁架結(jié)構(gòu)項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀1、按受力特性和桿件布置分類平面管桁架結(jié)構(gòu)空間管桁架結(jié)構(gòu)*建筑工程技術(shù)學(xué)院4項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀1、按受力特性和桿件*建筑工程技術(shù)學(xué)院5*建筑工程技術(shù)學(xué)院52、按連接構(gòu)件的不同截面分類C-C型桁架：主管和支管均為圓管相貫，相貫線為空間馬鞍型曲線。R-R型桁架：主管和支管均為方鋼管或矩形管相貫。R-C型桁架：矩形截面主管與圓形截面支管直接相貫焊接。圓管與矩形管的雜交型管節(jié)點構(gòu)成的桁架形式新穎，能充分利用圓形截面管做軸心受力構(gòu)件，矩形截面管做壓彎和拉彎構(gòu)件。矩形管與圓管相交的節(jié)點相貫線均為橢圓曲線，比圓管相貫的空間曲線易于設(shè)計與加工。*建筑工程技術(shù)學(xué)院62、按連接構(gòu)件的不同截面分類*建筑工程技術(shù)學(xué)院6項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀3、按桁架的外形分類直線型與曲線型管桁架結(jié)構(gòu)*建筑工程技術(shù)學(xué)院7弧線型倒三角管桁架直線型管桁架項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀3、按桁架的外形分類項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀3.1.1.2管桁架結(jié)構(gòu)組成1、管桁架結(jié)構(gòu)概述桁架是指由桿件在端部相互連接而組成的格子式結(jié)構(gòu)，管桁架結(jié)構(gòu)也稱鋼管桁架結(jié)構(gòu)、管桁架、管結(jié)構(gòu)，是指桿件均為圓或方管桿件的桁架結(jié)構(gòu)。與一般桁架的區(qū)別在于連接節(jié)點的方式不同，管桁架結(jié)構(gòu)在節(jié)點處采用桿件直接焊接的相貫節(jié)點(或稱管節(jié)點)。相貫節(jié)點處，只有在同一軸線上的兩個主管貫通，其余桿件(即支管)通過端部相貫線加工后，直接焊接在貫通桿件(即主管)的外表，非貫通桿件在節(jié)點部位可能有一定間隙(間隙型節(jié)點)，也可能部分重疊(搭接型節(jié)點)，如圖3.6所示。*建筑工程技術(shù)學(xué)院8項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀3.1.1.2管桁架項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀2、管桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點與破壞形式管桁架結(jié)構(gòu)相貫節(jié)點的形式與其相連桿件的數(shù)量有關(guān)，可分為：單平面節(jié)點：腹桿與弦桿在同一平面內(nèi)時。多平面節(jié)點：腹桿與弦桿不在同一平面內(nèi)。*建筑工程技術(shù)學(xué)院9項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀2、管桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點與項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀*建筑工程技術(shù)學(xué)院10項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀*建筑工程技術(shù)學(xué)院1項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀破壞形式管桁架結(jié)構(gòu)在工作過程中，桿件只承受軸向力的作用，支管將軸向力直接傳給主管，主管可能出現(xiàn)多種破壞形式。在保證支管軸向力強度(不被拉斷)、連接焊縫強度、主管局部穩(wěn)定、主管壁不發(fā)生層狀撕裂的前提下，節(jié)點的主要破壞模式有以下幾種：主管局部壓潰，主管壁拉斷，主管壁出現(xiàn)裂縫導(dǎo)致沖剪破壞，K型節(jié)點可能在支管間主管剪切破壞。*建筑工程技術(shù)學(xué)院11項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀破壞形式*建筑工程技項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀為了保證相貫節(jié)點連接的可靠性，提出以下構(gòu)造要求：1）節(jié)點處主管應(yīng)連續(xù)，支管端部應(yīng)加工成馬鞍型直接焊接于主管外壁上，而不得將支管插入主管內(nèi)。主管外徑d小應(yīng)大于支管外徑ds；主管壁厚t不得小于支管壁厚ts。2）主管與支管之間的夾角以及兩支管間的夾角，不得小于30°。否則，支管端部焊縫不易保證，并且支管的受力性能也欠佳。3）相貫節(jié)點各桿件的軸心線應(yīng)盡可能交于一點，避免偏心。*建筑工程技術(shù)學(xué)院12項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀為了保證相貫節(jié)點連接4）支管端部應(yīng)平滑并與主管接觸良好，不得有過大的局部空隙。當(dāng)支管壁厚大于6mm時應(yīng)切成坡口。5）支管與主管的連接焊縫，應(yīng)沿全周連續(xù)焊接并平滑過渡。一般的支管壁厚不大，其與主管的連接宜采用全周角焊縫，當(dāng)支管壁厚較大時(例如ts≥6mm)，則宜沿支管周邊部分采用角焊縫、部分采用對接焊縫。角焊縫的焊腳尺寸hf不宜大于支管壁厚ts的2倍。6）若支管與主管連接節(jié)點偏心

時，在計算節(jié)點和受拉主管承載力時，可忽略因偏心引起的彎矩的影響，但受壓主管必須考慮此偏心彎矩M＝ΔNe，如圖1.13所示。*建筑工程技術(shù)學(xué)院134）支管端部應(yīng)平滑并與主管接觸良好，不得有過大的局部空隙。當(dāng)*建筑工程技術(shù)學(xué)院14*建筑工程技術(shù)學(xué)院14*建筑工程技術(shù)學(xué)院157）對有間隙的K型或N型節(jié)點，支管間隙a應(yīng)不小于兩支管壁厚之和。8）對搭接的K型或N型節(jié)點，當(dāng)支管厚度不同時，薄壁管應(yīng)搭在厚壁管上；當(dāng)支管鋼材強度等級不同時，低強度管應(yīng)搭在高強度管上。搭接節(jié)點的搭接率Qv＝q/p×100％應(yīng)滿足25％≤Qv≤100％，且應(yīng)確保在搭接部分的支管之間的連接焊縫能很好地傳遞內(nèi)力。*建筑工程技術(shù)學(xué)院157）對有間隙的K型或N型節(jié)點，支管間隙項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀鋼管構(gòu)件在承受較大橫向荷載的部位，其工作情況較為不利，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募訌姶胧?，防止產(chǎn)生過大的局部變形。鋼管構(gòu)件的主要受力部位應(yīng)盡量避免開孔，不得已要開孔時，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)难a強措施，例如在孔的周圍加焊補強板等。節(jié)點的加強要針對具體的破壞模式，主要有：主管壁加厚、主管上加套管、加墊板、加節(jié)點板及主管加肋環(huán)或內(nèi)隔板等多種方法，如圖3.14所示。*建筑工程技術(shù)學(xué)院16項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀*建筑工程技術(shù)學(xué)院1*建筑工程技術(shù)學(xué)院17圖3.16單榀管桁架結(jié)構(gòu)組成系桿上弦桿下弦桿腹桿3、管桁架結(jié)構(gòu)組成單榀管桁架由上弦桿、下弦桿和腹桿組成。管桁架結(jié)構(gòu)一般由主桁架、次桁架、系桿和支座共同組成。*建筑工程技術(shù)學(xué)院17圖3.16單榀管桁架結(jié)構(gòu)組成系桿項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀*建筑工程技術(shù)學(xué)院18項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀*建筑工程技術(shù)學(xué)院13.1.1.3管桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)點：1、節(jié)點形式簡單。結(jié)構(gòu)外形簡潔、流暢，結(jié)構(gòu)輕巧，可適用于多種結(jié)構(gòu)造型。2、剛度大，幾何特性好。鋼管的管壁一般較薄，截面回轉(zhuǎn)半徑較大，故抗壓和抗扭性能好。3、施工簡單，節(jié)省材料。管桁結(jié)構(gòu)由于在節(jié)點處摒棄了傳統(tǒng)的連接構(gòu)件，而將各桿件直接焊接，因而具有施工簡單，節(jié)省材料的優(yōu)點。4、有利于防銹與清潔維護(hù)。鋼管和大氣接觸表面積小，易于防護(hù)。在節(jié)點處各桿件直接焊接，沒有難于清刷、油漆、積留濕氣及大量灰塵的死角和凹槽，維護(hù)更為方便。管形構(gòu)件在全長和端部封閉后，內(nèi)部不易生銹。5、圓管截面的管桁架結(jié)構(gòu)流體動力特性好。承受風(fēng)力或水流等荷載作用時，荷載對圓管結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)比其他截面形式結(jié)構(gòu)的效應(yīng)要低得多。*建筑工程技術(shù)學(xué)院193.1.1.3管桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)點：*建筑工程技術(shù)學(xué)院19*建筑工程技術(shù)學(xué)院20然而，由于節(jié)點采用相貫焊接，對工藝和加工設(shè)備有一定的要求，管桁結(jié)構(gòu)也存在一定的局限性：1、相貫節(jié)點弦桿方向盡量設(shè)計成鋼管外徑一致，對于不同內(nèi)力的桿件往往采用相同鋼管外徑和不同壁厚。但壁厚變化不宜太多，否則鋼管間拼接量太大。因此，材料強度不能充分發(fā)揮，從而增加了用鋼量。這也就是管桁結(jié)構(gòu)往往比網(wǎng)架結(jié)構(gòu)用鋼量大的原因之一。2、貫節(jié)點的加工與放樣復(fù)雜，相貫線上的坡口又是變化的，而手工切割很難做到，因此對機械的要求很高，要求施工單位有數(shù)控的五維切割機床設(shè)備。3、管桁結(jié)構(gòu)均為焊接節(jié)點，需要控制焊接收縮量，對焊接質(zhì)量要求較高，而且均為現(xiàn)場施焊，焊接工作量大。*建筑工程技術(shù)學(xué)院20然而，由于節(jié)點采用相貫焊接，對工藝和加《鋼結(jié)構(gòu)工程施工》教學(xué)課件

學(xué)習(xí)單元3管桁架結(jié)構(gòu)工程施工*建筑工程技術(shù)學(xué)院21《鋼結(jié)構(gòu)工程施工》教學(xué)課件

學(xué)習(xí)單元3管桁架結(jié)構(gòu)工程施項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀3.1管桁架基本知識*建筑工程技術(shù)學(xué)院22項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀3.1管桁架基本知識項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀3.1.1管桁架結(jié)構(gòu)組成及其材料3.1.1.1管桁架結(jié)構(gòu)分類就屋架來說，外形一般為三角形、梯形、平行弦及拱形桁架。桁架的腹桿形式常用的有芬克式、人字式、豪式(也叫單向斜桿式)、再分式、交叉式。其中前四種為單系腹桿，第五種交叉腹桿又稱為復(fù)系腹桿。*建筑工程技術(shù)學(xué)院23項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀3.1.1管桁架結(jié)構(gòu)項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀1、按受力特性和桿件布置分類平面管桁架結(jié)構(gòu)空間管桁架結(jié)構(gòu)*建筑工程技術(shù)學(xué)院24項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀1、按受力特性和桿件*建筑工程技術(shù)學(xué)院25*建筑工程技術(shù)學(xué)院52、按連接構(gòu)件的不同截面分類C-C型桁架：主管和支管均為圓管相貫，相貫線為空間馬鞍型曲線。R-R型桁架：主管和支管均為方鋼管或矩形管相貫。R-C型桁架：矩形截面主管與圓形截面支管直接相貫焊接。圓管與矩形管的雜交型管節(jié)點構(gòu)成的桁架形式新穎，能充分利用圓形截面管做軸心受力構(gòu)件，矩形截面管做壓彎和拉彎構(gòu)件。矩形管與圓管相交的節(jié)點相貫線均為橢圓曲線，比圓管相貫的空間曲線易于設(shè)計與加工。*建筑工程技術(shù)學(xué)院262、按連接構(gòu)件的不同截面分類*建筑工程技術(shù)學(xué)院6項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀3、按桁架的外形分類直線型與曲線型管桁架結(jié)構(gòu)*建筑工程技術(shù)學(xué)院27弧線型倒三角管桁架直線型管桁架項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀3、按桁架的外形分類項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀3.1.1.2管桁架結(jié)構(gòu)組成1、管桁架結(jié)構(gòu)概述桁架是指由桿件在端部相互連接而組成的格子式結(jié)構(gòu)，管桁架結(jié)構(gòu)也稱鋼管桁架結(jié)構(gòu)、管桁架、管結(jié)構(gòu)，是指桿件均為圓或方管桿件的桁架結(jié)構(gòu)。與一般桁架的區(qū)別在于連接節(jié)點的方式不同，管桁架結(jié)構(gòu)在節(jié)點處采用桿件直接焊接的相貫節(jié)點(或稱管節(jié)點)。相貫節(jié)點處，只有在同一軸線上的兩個主管貫通，其余桿件(即支管)通過端部相貫線加工后，直接焊接在貫通桿件(即主管)的外表，非貫通桿件在節(jié)點部位可能有一定間隙(間隙型節(jié)點)，也可能部分重疊(搭接型節(jié)點)，如圖3.6所示。*建筑工程技術(shù)學(xué)院28項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀3.1.1.2管桁架項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀2、管桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點與破壞形式管桁架結(jié)構(gòu)相貫節(jié)點的形式與其相連桿件的數(shù)量有關(guān)，可分為：單平面節(jié)點：腹桿與弦桿在同一平面內(nèi)時。多平面節(jié)點：腹桿與弦桿不在同一平面內(nèi)。*建筑工程技術(shù)學(xué)院29項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀2、管桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點與項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀*建筑工程技術(shù)學(xué)院30項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀*建筑工程技術(shù)學(xué)院1項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀破壞形式管桁架結(jié)構(gòu)在工作過程中，桿件只承受軸向力的作用，支管將軸向力直接傳給主管，主管可能出現(xiàn)多種破壞形式。在保證支管軸向力強度(不被拉斷)、連接焊縫強度、主管局部穩(wěn)定、主管壁不發(fā)生層狀撕裂的前提下，節(jié)點的主要破壞模式有以下幾種：主管局部壓潰，主管壁拉斷，主管壁出現(xiàn)裂縫導(dǎo)致沖剪破壞，K型節(jié)點可能在支管間主管剪切破壞。*建筑工程技術(shù)學(xué)院31項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀破壞形式*建筑工程技項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀為了保證相貫節(jié)點連接的可靠性，提出以下構(gòu)造要求：1）節(jié)點處主管應(yīng)連續(xù)，支管端部應(yīng)加工成馬鞍型直接焊接于主管外壁上，而不得將支管插入主管內(nèi)。主管外徑d小應(yīng)大于支管外徑ds；主管壁厚t不得小于支管壁厚ts。2）主管與支管之間的夾角以及兩支管間的夾角，不得小于30°。否則，支管端部焊縫不易保證，并且支管的受力性能也欠佳。3）相貫節(jié)點各桿件的軸心線應(yīng)盡可能交于一點，避免偏心。*建筑工程技術(shù)學(xué)院32項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀為了保證相貫節(jié)點連接4）支管端部應(yīng)平滑并與主管接觸良好，不得有過大的局部空隙。當(dāng)支管壁厚大于6mm時應(yīng)切成坡口。5）支管與主管的連接焊縫，應(yīng)沿全周連續(xù)焊接并平滑過渡。一般的支管壁厚不大，其與主管的連接宜采用全周角焊縫，當(dāng)支管壁厚較大時(例如ts≥6mm)，則宜沿支管周邊部分采用角焊縫、部分采用對接焊縫。角焊縫的焊腳尺寸hf不宜大于支管壁厚ts的2倍。6）若支管與主管連接節(jié)點偏心

時，在計算節(jié)點和受拉主管承載力時，可忽略因偏心引起的彎矩的影響，但受壓主管必須考慮此偏心彎矩M＝ΔNe，如圖1.13所示。*建筑工程技術(shù)學(xué)院334）支管端部應(yīng)平滑并與主管接觸良好，不得有過大的局部空隙。當(dāng)*建筑工程技術(shù)學(xué)院34*建筑工程技術(shù)學(xué)院14*建筑工程技術(shù)學(xué)院357）對有間隙的K型或N型節(jié)點，支管間隙a應(yīng)不小于兩支管壁厚之和。8）對搭接的K型或N型節(jié)點，當(dāng)支管厚度不同時，薄壁管應(yīng)搭在厚壁管上；當(dāng)支管鋼材強度等級不同時，低強度管應(yīng)搭在高強度管上。搭接節(jié)點的搭接率Qv＝q/p×100％應(yīng)滿足25％≤Qv≤100％，且應(yīng)確保在搭接部分的支管之間的連接焊縫能很好地傳遞內(nèi)力。*建筑工程技術(shù)學(xué)院157）對有間隙的K型或N型節(jié)點，支管間隙項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀鋼管構(gòu)件在承受較大橫向荷載的部位，其工作情況較為不利，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募訌姶胧?，防止產(chǎn)生過大的局部變形。鋼管構(gòu)件的主要受力部位應(yīng)盡量避免開孔，不得已要開孔時，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)难a強措施，例如在孔的周圍加焊補強板等。節(jié)點的加強要針對具體的破壞模式，主要有：主管壁加厚、主管上加套管、加墊板、加節(jié)點板及主管加肋環(huán)或內(nèi)隔板等多種方法，如圖3.14所示。*建筑工程技術(shù)學(xué)院36項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀*建筑工程技術(shù)學(xué)院1*建筑工程技術(shù)學(xué)院37圖3.16單榀管桁架結(jié)構(gòu)組成系桿上弦桿下弦桿腹桿3、管桁架結(jié)構(gòu)組成單榀管桁架由上弦桿、下弦桿和腹桿組成。管桁架結(jié)構(gòu)一般由主桁架、次桁架、系桿和支座共同組成。*建筑工程技術(shù)學(xué)院17圖3.16單榀管桁架結(jié)構(gòu)組成系桿項目1鋼管桁架結(jié)構(gòu)基本知識與圖紙識讀*