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带大家了解管桁架

发布时间:2020-11-21 浏览次数:10

管桁架是指圆杆件在端部相互连接而组成的格子式结构,管桁架结构材料用料经济、结构自重轻,易于构成各种外形以适应不同的用途,譬如可以做成简支桁架、框架及塔架等。用在建筑中所占的比例越来越大,工业厂房、汽车等行业设备平台生产线、高铁站台、商务会所、物流仓储、地铁站台、公共建筑体育馆、高层商务楼等得到广泛应用,钢管结构也取得较大的突破,钢管结构的大优点是能将人们对建筑物的感观要求、功能要求以及经济效益要求完美地结合在一起。


一、结构特点


管桁架结构是在网架结构的基础上发展起来的,与网架结构相比具有其独特的优越性和实用性,结构用钢量也较经济,与网架结构相比,管桁架结构节省了下弦纵向杆件和网架的球节点,可满足各种不同建筑形式的要求。尤其是构筑圆拱和任意曲线形状比网架结构更有优势,节省材料用量。


与传统的开口截面(H型钢和工字型钢)钢桁架相比,管桁架结构截面的材料在中和轴周围分布更均匀,因此截面具有良好的抗压和抗弯承载能力,并且具有的抗弯承载力,刚性强,没有角撑板,结构简单。重要的是,管桁架结构外观美观,造型方便,具有一定的装饰效果。管桁架结构整体性能好,扭转刚度大且外表美观,制作、安装、起吊都比较容易。由冷弯薄壁型钢制作的管桁架,具有刚度好、结构轻、节省钢材,并能充分发挥材料强度等优点,尤其是在由长细比控制的压杆及支撑系统中采用更为经济,采用这种结构的建筑物基本属于公共建筑。

 


二、应用


大部分管桁架结构中的杆件均在节点处采用焊接连接。而在焊接之前,需预先按将要焊接的各杆件焊缝形状进行腹杆及弦杆的下料切割,这就需要对腹杆端头进行相贯线切割及弦杆的开槽切割,由于管桁架结构中各杆件与杆件之间是以相贯线型式相交,杆件端头断面形状比较复杂,因此在实际切割加工中一般采用机械自动切割加工和人工手工切割加工两种方法进行加工。

因而管桁架在现今的许多大跨度的场馆建筑,如会展中心、体育场馆或其他一些大型公共建筑中得到了广泛运用。

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钢管结构焊接时会产生内应力,被焊杆件施焊和冷却时,不均匀的温度会影响热应力。金属组织中的金相组织产生的内应力受到结构的约束,产生约束应力。如果在焊接过程中内应力没有得到很好的控制,则将导致焊条的形状和尺寸发生变化。小变形将影响结构的精度并给组装带来困难。过度的变形也会导致裂纹,从而降低结构的承载能力。因此,焊接变形不仅会影响建筑结构的外观,降低适用性,造成经济损失。焊接材料焊接母材和焊接材料是影响管桁架焊接变形的主要因素。焊接材料是金属,其独特的热物理性能以及机械性能的变化会在焊接过程中引起焊条变形。材料的热传导系统的系数越大,温度梯度越小,并且在焊接过程中的焊接变形也越小。金属材料具有热膨胀和收缩特性,材料线性膨胀系数的增加将增加焊条的变形。同时,不同的材料具有不同的化学成分并影响机械性能。例如,Q345B结构钢冲击韧性较低,而G20Mn5铸钢在铸造过程中不可避免地会产生缩孔,成分偏析,晶粒粗大等缺陷。这些因素都在一定程度上影响焊接性能。 焊接技术焊接技术对管桁架焊接变形的影响是复杂的。在管桁架结构加工时,焊接胎架的生产,定位和拼装要求以及运输等因素决定了管桁架管件焊接方式,从而影响焊接电流,焊接电压,结构定位,固定方法和焊接的选择顺序。例如,多层焊接对焊接技术参数的影响。研究表明,层的焊缝收缩大,第二和第三层的焊缝收缩迅速减小,第二层收缩量是层的20%,第三层是层的5%左右。焊接层越多,焊接变形的影响越大;断续焊缝比连续焊缝引起的变形小;焊接顺序对材料的残余应力和应力分布影响。通常认为,过度的焊接变形的原因通常是由于没有按照合理的焊接程序进行焊接,或者是在没有焊接子部件的情况下进行整体拼接。 结构因素焊接结构设计也是影响管桁架变形的一个重要方面。通常,结构的约束度增加时,焊接变形相对减小。在焊接过程中,结构构件本身的约束随着结构的复杂性的增加和焊接工作的发展而不断变化。在焊接结构的设计中,使用耳板或加劲板来提高结构构件的稳定性和刚度可以减少焊接变形,但是这种方法增加了组装和焊接的工作量,并增加了焊接变形分析的难度。 网架 管桁架 钢结构框架 钢结构框架 网架 管桁架 网架 门式钢架 门式钢架 钢结构框架