管桁架在被越來(lái)越廣泛的使用，在建筑中所占的比例越來(lái)越大，接下來(lái)睿升建設(shè)就詳述下管桁架結(jié)構(gòu)計(jì)算方法。管桁架，是指用圓桿件在端部相互連接而組成的格子式結(jié)構(gòu)。桁件使桁架結(jié)構(gòu)用料經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)自重輕，易于構(gòu)成各種外形以適應(yīng)不同的用途，譬如可以做成簡(jiǎn)支桁架、拱、框架及塔架等。

管桁架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)計(jì)算

設(shè)計(jì)基本規(guī)定。立體桁架的高度可取跨度的1/12～1/16，立體拱架的拱架厚度可取跨度1/20～1/30，矢高可取跨度的1/3～1/6。弦桿(主管)與腹桿(支管)及兩腹桿(支管)之間的夾角不宜小于30°。當(dāng)立體桁架跨度較大(一般認(rèn)為不小于30米鋼結(jié)構(gòu))時(shí)，可考慮起拱，起拱值可取不大于立體桁架跨度的1/300(一般取1/500)。此時(shí)桿件內(nèi)力變化“較小”，設(shè)計(jì)時(shí)可按不起拱計(jì)算。管桁架結(jié)構(gòu)在恒荷載與活荷載標(biāo)準(zhǔn)作用下的較大撓度值不宜超過(guò)短向跨度的1/250，懸挑不宜超過(guò)跨度1/125。對(duì)于設(shè)有懸掛起重設(shè)備的屋蓋結(jié)構(gòu)較大撓度不宜大于結(jié)構(gòu)跨度的1/400。當(dāng)僅為改善外觀要求時(shí)，較大撓度可取恒荷載與活荷載標(biāo)準(zhǔn)作用下?lián)隙葴p去起拱值。一般情況下，按強(qiáng)度控制面而選用的桿件不會(huì)因?yàn)榉N種原因的剛度要求而加大截面。

一般計(jì)算原則

管桁架結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行重力荷載及風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力、位移計(jì)算，并應(yīng)根據(jù)具體情況，對(duì)地震、溫度變化、支座沉降及施工安裝荷載等作用下的位移、內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算。內(nèi)力和位移可按彈性理論，采用空間桿系的有限元方法進(jìn)行計(jì)算。對(duì)非抗震設(shè)計(jì)，作用及作用組合的效應(yīng)應(yīng)按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》進(jìn)行計(jì)算。在桿件截面及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，應(yīng)按作用基本組合的效應(yīng)確定內(nèi)力設(shè)計(jì)值。對(duì)抗震設(shè)計(jì)，地震組合的效應(yīng)應(yīng)按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行計(jì)算。在位移驗(yàn)算中，應(yīng)按作用標(biāo)準(zhǔn)組合的效應(yīng)(不乘荷載分項(xiàng)系數(shù))的效應(yīng)確定其撓度。分析管桁架時(shí)，當(dāng)桿件的節(jié)間長(zhǎng)度與截面高度(或直徑)之比小于12(主管)和24(支管)時(shí)，也可假定節(jié)點(diǎn)為鉸接。外荷載可按靜力等效原則將節(jié)點(diǎn)所轄區(qū)域內(nèi)的荷載集中作用在該節(jié)點(diǎn)上。當(dāng)桿件上作用有局部荷載時(shí)，應(yīng)另行考慮局部彎曲應(yīng)力的影響。結(jié)構(gòu)分析時(shí)，應(yīng)考慮上部空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)于下部支承結(jié)構(gòu)的相互影響。另外應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、支座節(jié)點(diǎn)的位置、數(shù)量和構(gòu)造情況以及支承結(jié)構(gòu)的剛度，確定合理的邊界約束條件。支座節(jié)點(diǎn)的邊界約束條件，應(yīng)按實(shí)際構(gòu)造采用無(wú)側(cè)移或一側(cè)可側(cè)移的鉸接支座或彈性支座。

靜力計(jì)算

管桁架結(jié)構(gòu)應(yīng)經(jīng)過(guò)位移、內(nèi)力計(jì)算后進(jìn)行桿件截面設(shè)計(jì)，如桿件截面需要調(diào)整應(yīng)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)后，桿件不宜替換，如因備料困難等原因必須進(jìn)行桿件替換時(shí)，應(yīng)根據(jù)截面及剛度等效的原則進(jìn)行，被替換的桿件應(yīng)不是結(jié)構(gòu)的主要受力桿件且數(shù)量不宜過(guò)多(通常不超過(guò)全部桿件的5%)，否則應(yīng)重新校核。分析管桁架結(jié)構(gòu)因溫度變化而產(chǎn)生的內(nèi)力，可將溫差引起的桿件固端反力作為等效荷載反向作用在桿件兩端節(jié)點(diǎn)上，然后按有限元法分析。

抗震計(jì)算

在單維地震作用下，進(jìn)行多遇地震作用下的效應(yīng)計(jì)算時(shí)，可采用振興分解反應(yīng)譜法，對(duì)于體形復(fù)雜或重要的大跨度結(jié)構(gòu)應(yīng)采用時(shí)程分析進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算。采用時(shí)程分析法時(shí)，應(yīng)按建筑場(chǎng)地類別和設(shè)計(jì)地震分組選用不少于兩組的實(shí)際強(qiáng)震記錄和一組人工模擬的加速度時(shí)程曲線，其平均地震影響系數(shù)曲線應(yīng)與振形分解反應(yīng)譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計(jì)意義上相符。加速度曲線峰值應(yīng)根據(jù)與抗震設(shè)防烈度相應(yīng)的多遇地震的加速度時(shí)程曲線較大值進(jìn)行調(diào)整，并應(yīng)選擇足夠長(zhǎng)的地震動(dòng)持續(xù)時(shí)間。當(dāng)采用振形分解反應(yīng)譜法進(jìn)行管桁架結(jié)構(gòu)地震作用分析時(shí)，建議至少取前25～30個(gè)振形，對(duì)體形特別復(fù)雜或重要的需要取更多振形進(jìn)行效應(yīng)組合。在抗震分析時(shí)，應(yīng)考慮支承體系對(duì)其受力的影響。此時(shí)可將桁架結(jié)構(gòu)與支承體系同時(shí)考慮，按整體分析模型進(jìn)行計(jì)算;也可把支承體系簡(jiǎn)化為管桁架結(jié)構(gòu)的彈性支座，按彈性支承模型進(jìn)行計(jì)算。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)分析時(shí)，對(duì)于周邊落地的管桁架結(jié)構(gòu)，阻尼比可取0.02，對(duì)有混凝土結(jié)構(gòu)支承的管桁架結(jié)構(gòu)，阻尼比取0.03。對(duì)于體形復(fù)雜或較大跨度的管桁架結(jié)構(gòu)，宜進(jìn)行多維地震作用下的效應(yīng)分析。進(jìn)行多維地震效應(yīng)計(jì)算時(shí)，可采用多維隨機(jī)振動(dòng)分析方法、多維反應(yīng)譜法或時(shí)程分析法。