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    直縫鋼管鋼結構鋼管設計的特點

    2019-06-19   來源:   點擊數:0次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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     中國鋼管信息港持續關注及報道:近年來,鋼管結構不僅在海洋工程、橋梁工程中得到了廣泛應用,而且在工業及民用建筑中的應用日益廣泛,鋼管結構在我國建筑結構中的應用也越來越多,如寶鋼三期工程中采用方管桁架,吉林滑冰練習館、哈爾濱冰雪展覽館、上海“東方明珠”電視塔和長春南嶺萬人體育館均采用方鋼管作為主要結構構件。在公共建筑領域,鋼管結構中獨特的結構形式層出不窮,如悉尼水上運動中心,美國迦登格羅芙水晶教堂;單層大空間建筑領域,除了在超級市場、貨棧和倉庫中繼續廣泛應用外,還出現了一些超大型結構,如新加坡章楦機場機庫,大阪國際機場候機廳;另外還有輕型大跨結構,如人行天橋和起重機結構;其他特殊用途的結構,如天線桅桿和航天發射架等。
      
      中國鋼管信息港持續關注及報道:鋼管桁架結構是鋼管結構中的重要一種,它是桁架結構采用鋼管材料構成的一種結構形式,也稱鋼桁結構、管桁架和管結構等。由于適應性比較強,近年來在大跨空間結構中得到了廣泛應用。管桁結構的結構體系為平面或空間桁架,與一般桁架的區別在于連接節點的方式不同:網架結構采用螺栓球或空心球節點。過去的屋架經常采用板型節點,而管桁結構在節點處采用的是桿件直接焊接的相貫節點(或稱管節點)。在相貫節點處,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點部位可能有一定間隙(間隙型節點),也可能部分重疊(搭接型節點)。相貫線切割曾被視為是難度較高的制造工藝。因為交匯鋼管的數量、角度、尺寸的不同使得相貫線形態各異,而且坡口處理困難。但隨著多維數控切割技術的發展。這些難點已被克服。目前國內的一些企業裝備了這一技術,相貫節點管桁結構在大跨度建筑中得到了前所未有的應用。
      
      (1)管材截面的幾何特性好,管壁一般較薄,截面材料繞形心分布,截面回轉半徑較大,具有較強的抗扭剛度;作為受壓、壓彎和雙向受彎構件,其承載力較高,且冷成型管材的平直度和截面尺寸的精確度比熱軋開口截面要好。(2)從抗流體動力特性來說,圓管截面最好,風力和水流的作用效應大為降低。矩形管截面在這方面與其〔他開口截面則類同。
      
      (3)鋼管是封閉截面;在平均厚度和截面積相同的情況下,其外露表面積約為開口截面的50%~60%,對防腐蝕有利,且可節約涂層材料。
      
      (4)其節點連接適合采用直接焊接,可不通過節點板或其他連接件,既省工也省料。
      
      (5)外形比較美觀,特別是由鋼管構件組成的管桁架,沒有多余的節點連接,現代感強。
      
      (6)必要時,還可在管內澆筑混凝土,以形成組合構件。
      
      鋼管結構由于具有上述優點,與用開口截面制作的結構相比,在工業建筑中可節約鋼材約20%,在塔架結構中節約量可達50%。1.1.3鋼管結構可根據構件的受力情況、供貨條件、制作加工條件以及造價等具體情況分別采用圓管結構或矩形管結構,也可兩種鋼管混合使用。混合使用時于,一般弦桿采用矩形管,腹桿采用圓管;有時,弦桿亦可采用工字鋼或H型鋼,腹桿用矩形管或圓管。
      
      中國鋼管信息港持續關注及報道:圓管與矩形管性能的比較見表1.1-1。圓管與矩形管性能的比較表1.1-1管截面圓管矩形管性能適用于軸心受力、受彎、偏心受力適用于軸心受力和受扭構件;軸心受壓和受扭構件。軸心受拉時強度最高力學性能時穩定性最好受壓時雖易出現局部屈曲,但可利用屈曲后強度抗流體動力特性最有利,受力最小較差在截面積相同情況下,表面積最小,且表面積略大,有校角,防腐和耐火耐腐蝕及防火無棱角;耐火和防腐用料最省用料稍多。
      
      管桁架的分類。根據受力特性和桿件布置不同,可分為平面管桁結構和空間管桁結構。平面管桁結構的上弦、下弦和腹桿都在同一平面內,結構平面外剛度較差。一般需要通過側向支撐保證結構的側向穩定。在現有管桁結構的工程中,多采用Warren桁架和Pratt桁架形式,Warren桁架一般是最經濟的布置,與Pratt桁架相比Warren桁架只有它一半數量的腹桿與節點,且腹桿下料長度統一,這樣可極大地節約材料與加工工時。Vierendeel桁架主要應用于建筑功能或使用功能不容許布置支撐斜桿時的情況,空間管桁結構通常為三角形截面,與平面管桁結構相比,它能夠具有大的跨度,且三角形桁架穩定性好,扭轉剛度大且外表美觀。在不布置或不能布置面外支撐的場合,三角形桁架可提供較大跨度空間。一組三角形桁架類似于一品空間剛架結構,且更為經濟。可以減少側向支撐構件,提高了側向穩定性和扭轉剛度。對于小跨度結構,可以不布置側向支撐。
      
      中國鋼管信息港持續關注及報道:連接件的截面形式。常用的桿件截面形式為圓形、矩形、方形等。接連接構件的不同截面可分為以下幾種桁架形式:C—C型桁架:即弦桿和腹桿均為圓管相貫的桁架結構;R—R型桁架:即弦桿和腹桿均為方鋼管或矩形管相貫的桁架結構;R—c型桁架:即矩形截面弦桿與圓形截面腹桿直接相貫焊接的桁架結構。
      
      管桁架的優點。隨著大型公共建筑的發展,對結構的空間和跨度的要求越來越高,空間鋼管桁架以其良好的承載和穩定性能得到了廣泛的應用。空間鋼管桁架的結構形式按照桁架的截面形式可分為三角形空間桁架、四邊形空間桁架、多邊形空間桁架及變截面空間桁架等。鋼管結構因其具有優美的外觀、合理的受力特點以及優越的經濟性,在現代工業廠房、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。
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