管桁架結(jié)構(gòu)概述

  桁架是指由桿件在端部相互連接而組成的格子式結(jié)構(gòu)，管桁架結(jié)構(gòu)也稱鋼管桁架結(jié)構(gòu)、管桁架、管結(jié)構(gòu)，是指桿件均為圓或方管桿件的桁架結(jié)構(gòu)。與一般桁架的區(qū)別在于連接節(jié)點(diǎn)的方式不同，管桁架結(jié)構(gòu)在節(jié)點(diǎn)處采用桿件直接焊接的相貫節(jié)點(diǎn)(或稱管節(jié)點(diǎn))。相貫節(jié)點(diǎn)處，只有在同一軸線上的兩個(gè)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(jié)點(diǎn)部位可能有一定間隙(間隙型節(jié)點(diǎn))，也可能部分重疊(搭接型節(jié)點(diǎn))。

管桁架同網(wǎng)架比，桿件較少，節(jié)點(diǎn)美觀，不會(huì)出現(xiàn)較大的球節(jié)點(diǎn)，利用大跨度空間管桁架結(jié)構(gòu)，可以建造出各種體態(tài)輕盈的大跨度結(jié)構(gòu)。管桁架結(jié)構(gòu)中的桿件大部分情況下只受軸線拉力或壓力，應(yīng)力在截面上均勻分布，因而容易發(fā)揮材料的作用，這些特點(diǎn)使得桁架結(jié)構(gòu)用料省、結(jié)構(gòu)自重小。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，因而桁架結(jié)構(gòu)在如今的許多大跨度的場(chǎng)館建筑，如會(huì)展中心、體育場(chǎng)館或其他一些大型公共建筑中得到了廣泛運(yùn)用。
    管桁架結(jié)構(gòu)中的桿件均在節(jié)點(diǎn)處采用焊接連接，而在焊接之前，需預(yù)先按將要焊接的各桿件焊縫形狀進(jìn)行腹桿及弦桿的下料切割，這就需要對(duì)腹桿端頭進(jìn)行相貫線切割及弦桿的開槽切割。由于桁架結(jié)構(gòu)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(fù)雜，因此在實(shí)際切割加工中一般采用機(jī)械自動(dòng)切割加工和人工手工切割加工兩種方法進(jìn)行加工。

   廣東某多功能體體育館管桁架結(jié)構(gòu)，該工程主要由體育館、訓(xùn)練館和會(huì)展中心三大功能區(qū)組成，是承辦2010年第13屆省運(yùn)會(huì)藝術(shù)體操、跆拳道等比賽項(xiàng)目的場(chǎng)館，場(chǎng)館內(nèi)設(shè)計(jì)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(shí)際最大跨度85m。屋蓋由正交立體三角桁架組成，其中短向?yàn)榛⌒稳橇Ⅲw桁架，長(zhǎng)向?yàn)橹本€三角立體桁架，桁架高度均為3m，長(zhǎng)向和短向的立體桁架軸線間距約9mx11m。
    整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)為沿長(zhǎng)短軸雙軸對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，支承于外圍箱形立體桁架上，箱形立體桁架支承于由外圍32個(gè)混凝土柱及屋蓋內(nèi)部四個(gè)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(diǎn)采用了鑄鋼件。
    主桁架最大跨度79.7m，單榀最重23.38t。整個(gè)桁架鋼管種類有15種，鋼管最大規(guī)格為中245x20，最小規(guī)格中60x4。