管桁架的優(yōu)點 鋼管結構因其具有優(yōu)外觀、合理的受力特點以及的經(jīng)濟性,在現(xiàn)代工業(yè)廠房、倉庫、體育館、展覽館、會場、航站樓、車站及辦公樓、商住樓、賓館等建筑中得到了廣泛的應用,如上海體育場、上海科技城、都機場新航站樓、廣州新白云及長航站樓、廣州國際會展中心、上海新國際博覽中心、南京國際會展中心、南京體育場、江蘇省南通市體育會展中心等大型工程中均采用了鋼管結構。工程實際表明,鋼管結構既可以很好地滿足建筑要求,又能夠使結構達到安全、適用、經(jīng)濟等性能指標,符合鋼結構的設計觀念。
管桁架制作工藝規(guī)程適用于大型體育場館、公共建筑和各種用圓管、矩管作為骨架構成各類形狀的空間結構的建筑物以及構筑物。管桁架制作使用的管材、板材、焊材、鑄鋼,除材料牌號、型號規(guī)格和質(zhì)量等級應符合相應設計文件的要求外還符合相關規(guī)定。
管桁架結構中的桿件均在節(jié)點處采用焊接連接,而在焊接之前,需預先按將要焊接的各桿件焊縫形狀進行腹桿及弦桿的下料切割,這就需要對腹桿端頭進行相貫線切割及弦桿的開槽切割。由于桁架結構中各桿件與桿件之間是以相貫線形式相交,桿件端頭斷面形狀比較復雜,因此在實際切割加工中一般采用機械自動切割加工和人工手工切割加工兩種方法進行加工。 廣東某多功能體育館管桁架結構,該工程主要由體育館、訓練館和會展中心功能區(qū)組成,是承辦2010年第13屆省運會藝術體操、跆拳道等比賽項目的場館,場館內(nèi)設計座位數(shù)2802席。屋蓋的平面為橢圓形,平面尺寸大約為98mx133m,外挑6.5m,屋面實際跨度85m。屋蓋由正交立體三角桁架組成,其中短向為弧形三角立體桁架,長向為直線三角立體桁架,桁架高度均為3m,長向和短向的立體桁架軸線間距約9mx11m。 整個屋蓋結構為沿長短軸雙軸對稱的結構,支承于箱形立體桁架上,箱形立體桁架支承于由32個混凝土柱及屋蓋內(nèi)部四個框架柱上升起的傘形斜柱上。主桁架與邊桁架及部分支撐節(jié)點采用了鑄鋼件。 主桁架跨度79.7m,單榀重23.38t。整個桁架鋼管種類有15種,鋼管規(guī)格為中245x20,小規(guī)格中60x4。
管桁架結構相貫節(jié)點的形式與其相連桿件的數(shù)量有關,可分為:單平面節(jié)點:腹桿與弦桿在同一平面內(nèi)。多平面節(jié)點:腹桿與弦桿不在同一平面內(nèi)。 管桁架結構在工作過程中,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)裂縫導致沖剪破壞,K形節(jié)點可能在支管間主管剪切破壞。節(jié)點出現(xiàn)明顯的塑性變形或出現(xiàn)初裂縫以后,才會達到的破壞。 一般認為有如下破壞準則: 限荷載準則:使節(jié)點破壞、斷裂。 2)限變形準則:變形過大。 3)初裂縫準則:出現(xiàn)肉眼可見的裂縫。 目前國際上公認的準則為限變形準則,即認為使主管管壁產(chǎn)生過渡的局部變形的承載力為其承載力,并以此來控制支管的軸向力。
空間網(wǎng)格結構—按一定規(guī)律布置的桿件,構件通過節(jié)點連接而構成的空間結構,包括網(wǎng)架、曲面形網(wǎng)殼以及立體桁架等。 立體桁架—由上弦、腹桿與下弦桿構成的橫截面為三角形或四邊形的格構式桁架。 工程中的管桁架結構主要用于大跨度屋面結構,一般可分為平面桁架和立體桁架,立體桁架由于穩(wěn)定性高、承載能力及跨越跨度大,較為常用,可采用直線或曲線形式。空間網(wǎng)格結構的選型應結合工程的平面形狀、跨度大小、支承情況、荷載條件、屋面構造及建筑設計等要求綜合分析確定,桿件布置及支承設置應結構體系幾何不變。
不同管桁架結構成品的檢查項目各不相同,要依據(jù)各工程具體情況而定。若工程無要求,一般檢查項目可按該產(chǎn)品的標準、技術圖紙、設計文件的要求和使用情況而確定。成品檢查工作應在材料質(zhì)量書、工藝措施、各道工序的自檢、專檢等前期工作后進行。鋼構件因其位置、受力等的不同,其檢查的側(cè)也有所區(qū)別。 2.修整 構件的各項技術數(shù)據(jù)經(jīng)檢驗合格后,加工過程中造成的焊疤、凹坑應予補焊并磨平,臨時支撐、夾具應予割除。 鏟磨后零件表面的缺陷深度不得大于材料厚度負偏差值的1/2。管桁架結構的鋼管和節(jié)點處打磨常用電動手砂輪,在較大平面上磨平焊疤或磨光長條焊縫邊緣,常用高速直柄風動手砂輪。 3.驗收資料 產(chǎn)品經(jīng)過檢驗部門簽收后進行涂底,并對涂底質(zhì)量進行驗收。 鋼結構制造單位在成品出廠時應提供鋼結構出廠合格證書及有關技術文件,其中應包括: ①施工圖和設計變更文件,設計變更的內(nèi)容應在施工圖中相應部位。 ②制作中對技術問題處理的協(xié)議文件。 ③鋼材、連接材料和涂裝材料的質(zhì)量書和試驗報告。 ④焊接工藝評定報告。 ⑤高強度螺栓摩擦面抗滑移系數(shù)試驗報告、焊縫無損檢驗報告及涂層檢測資料。 ⑥主要構件驗收記錄。 ⑦構件發(fā)運和包裝清單。 ⑧需要進行預拼裝時的預拼裝記錄。 此類證書、文件作為建設單位的工程技術檔案的一部分。上述內(nèi)容并非所有工程都具備,而是根據(jù)工程的實際情況提供。
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