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    直缝钢管钢结构钢管设计的特点

    2019-06-19   来源:   点击数:0次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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     中国钢管信息港持续关注及报道:近年来,钢管结构不仅在海洋工程、桥梁工程中得到了广泛应用,而且在工业及民用建筑中的应用日益广泛,钢管结构在我国建筑结构中的应用也越来越多,如宝钢三期工程中采用方管桁架,吉林滑冰练习馆、哈尔滨冰雪展览馆、上海“东方明珠”电视塔和长春南岭万人体育馆均采用方钢管作为主要结构构件。在公共建筑领域,钢管结构中独特的结构形式层出不穷,如悉尼水上运动中心,美国迦登格罗芙水晶教堂;单层大空间建筑领域,除了在超级市场、货栈和仓库中继续广泛应用外,还出现了一些超大型结构,如新加坡章楦机场机库,大阪国际机场候机厅;另外还有轻型大跨结构,如人行天桥和起重机结构;其他特殊用途的结构,如天线桅杆和航天发射架等。
      
      中国钢管信息港持续关注及报道:钢管桁架结构是钢管结构中的重要一种,它是桁架结构采用钢管材料构成的一种结构形式,也称钢桁结构、管桁架和管结构等。由于适应性比较强,近年来在大跨空间结构中得到了广泛应用。管桁结构的结构体系为平面或空间桁架,与一般桁架的区别在于连接节点的方式不同:网架结构采用螺栓球或空心球节点。过去的屋架经常采用板型节点,而管桁结构在节点处采用的是杆件直接焊接的相贯节点(或称管节点)。在相贯节点处,只有在同一轴线上的两个主管贯通。其余杆件(即支管)通过端部相贯线加工后,直接焊接在贯通杆件(即主管)的外表非贯通杆件在节点部位可能有一定间隙(间隙型节点),也可能部分重叠(搭接型节点)。相贯线切割曾被视为是难度较高的制造工艺。因为交汇钢管的数量、角度、尺寸的不同使得相贯线形态各异,而且坡口处理困难。但随着多维数控切割技术的发展。这些难点已被克服。目前国内的一些企业装备了这一技术,相贯节点管桁结构在大跨度建筑中得到了前所未有的应用。
      
      (1)管材截面的几何特性好,管壁一般较薄,截面材料绕形心分布,截面回转半径较大,具有较强的抗扭刚度;作为受压、压弯和双向受弯构件,其承载力较高,且冷成型管材的平直度和截面尺寸的精确度比热轧开口截面要好。(2)从抗流体动力特性来说,圆管截面最好,风力和水流的作用效应大为降低。矩形管截面在这方面与其〔他开口截面则类同。
      
      (3)钢管是封闭截面;在平均厚度和截面积相同的情况下,其外露表面积约为开口截面的50%~60%,对防腐蚀有利,且可节约涂层材料。
      
      (4)其节点连接适合采用直接焊接,可不通过节点板或其他连接件,既省工也省料。
      
      (5)外形比较美观,特别是由钢管构件组成的管桁架,没有多余的节点连接,现代感强。
      
      (6)必要时,还可在管内浇筑混凝土,以形成组合构件。
      
      钢管结构由于具有上述优点,与用开口截面制作的结构相比,在工业建筑中可节约钢材约20%,在塔架结构中节约量可达50%。1.1.3钢管结构可根据构件的受力情况、供货条件、制作加工条件以及造价等具体情况分别采用圆管结构或矩形管结构,也可两种钢管混合使用。混合使用时于,一般弦杆采用矩形管,腹杆采用圆管;有时,弦杆亦可采用工字钢或H型钢,腹杆用矩形管或圆管。
      
      中国钢管信息港持续关注及报道:圆管与矩形管性能的比较见表1.1-1。圆管与矩形管性能的比较表1.1-1管截面圆管矩形管性能适用于轴心受力、受弯、偏心受力适用于轴心受力和受扭构件;轴心受压和受扭构件。轴心受拉时强度最高力学性能时稳定性最好受压时虽易出现局部屈曲,但可利用屈曲后强度抗流体动力特性最有利,受力最小较差在截面积相同情况下,表面积最小,且表面积略大,有校角,防腐和耐火耐腐蚀及防火无棱角;耐火和防腐用料最省用料稍多。
      
      管桁架的分类。根据受力特性和杆件布置不同,可分为平面管桁结构和空间管桁结构。平面管桁结构的上弦、下弦和腹杆都在同一平面内,结构平面外刚度较差。一般需要通过侧向支撑保证结构的侧向稳定。在现有管桁结构的工程中,多采用Warren桁架和Pratt桁架形式,Warren桁架一般是最经济的布置,与Pratt桁架相比Warren桁架只有它一半数量的腹杆与节点,且腹杆下料长度统一,这样可极大地节约材料与加工工时。Vierendeel桁架主要应用于建筑功能或使用功能不容许布置支撑斜杆时的情况,空间管桁结构通常为三角形截面,与平面管桁结构相比,它能够具有大的跨度,且三角形桁架稳定性好,扭转刚度大且外表美观。在不布置或不能布置面外支撑的场合,三角形桁架可提供较大跨度空间。一组三角形桁架类似于一品空间刚架结构,且更为经济。可以减少侧向支撑构件,提高了侧向稳定性和扭转刚度。对于小跨度结构,可以不布置侧向支撑。
      
      中国钢管信息港持续关注及报道:连接件的截面形式。常用的杆件截面形式为圆形、矩形、方形等。接连接构件的不同截面可分为以下几种桁架形式:C—C型桁架:即弦杆和腹杆均为圆管相贯的桁架结构;R—R型桁架:即弦杆和腹杆均为方钢管或矩形管相贯的桁架结构;R—c型桁架:即矩形截面弦杆与圆形截面腹杆直接相贯焊接的桁架结构。
      
      管桁架的优点。随着大型公共建筑的发展,对结构的空间和跨度的要求越来越高,空间钢管桁架以其良好的承载和稳定性能得到了广泛的应用。空间钢管桁架的结构形式按照桁架的截面形式可分为三角形空间桁架、四边形空间桁架、多边形空间桁架及变截面空间桁架等。钢管结构因其具有优美的外观、合理的受力特点以及优越的经济性,在现代工业厂房、仓库、体育馆、展览馆、会场、航站楼、车站及办公楼、商住楼、宾馆等建筑中得到了广泛的应用。
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