揭晓！ 五大钢结构之四：“桁架”建筑设计如何推进？

桁架结构是钢结构中比较常见的结构方法。 常用于场馆、车站、机场等小型公共建筑。 近年来快速发展的高铁和城际轨道交通车站大多采用这些结构方式。 其特点是跨度大、形状多样。

桁架结构在钢结构事业部参与的项目中得到广泛应用，是钢结构事业部除门钢、劲性钢、网架结构工法之外的又一重要业务领域。 桁架结构的先进设计与其他结构也有同样的关系。 方法的不同特点。 迄今为止，该事业部已累计完成桁架结构工程近8万吨。 大部分项目前期设计均独立完成，积累了丰富的前期设计和施工经验。

益阳神农大剧院——由1400座的大剧场、400座的实验剧场、公共空间、后勤辅助建筑组成，总建筑面积40388平方米。 地下三层（剧院舞台仓库），地上三层。 建筑高度86.3m。 大剧院空间桁架壳体钢结构采用空间空心箱形截面桁架结构体系。 梁、柱沿径向旋转，布置梁、柱一体化变长平面空心桁架。 根据建筑网格，沿周向布置一定数量的连续空心桁架。 ，和放射状桁架创建了一个空间结构系统，在建筑形式上创造了螺旋特征。 整个钢壳主体结构由60个径向主桁、14个环向管桁架、3个空间桁架以及压环、柱支撑、屋面支撑、墙体抗风系统组成。 单桁架跨度达到120m，钢结构总用钢量约8000吨。

南昌神农剧场

八溪洲足球俱乐部——总建筑面积2790平方米，地下1层，地上3层。 结构采用箱弦+工字钢角柱桁架。 东西桁架长60m，南北桁架长32m，桁架最大悬挑18m。 总体钢材消耗量约为5000吨。

八溪洲足球俱乐部

紫江欢乐城冰雪大世界以百米天然深坑为基础而建，整个建筑漂浮在深坑之上。 它是世界上最大的集室外冰雪乐园和水上乐园于一体的主题公园。 项目室外总建筑面积7.9万平方米，建筑总高度95米。 该结构为钢-混凝土组合结构，其中钢山墙为铁管混凝土柱+巨型箱形钢桁架。 钢材最高材质为Q420420GJC，最大板厚80mm，总超量用量约2万吨。

资江欢乐城冰雪大世界

上海广汇雪莲馆——采用核心筒刚性结构+箱型钢桁架体系结合简支索结构，最大跨度60米，最大悬挑结构30米，打造无柱大空间近3000平方米。 建筑面积约6.9万平方米。 建筑整体用钢量达6000吨。

上海广汇雪莲馆

平顶山中学学生宫科技馆——总建筑面积8.9万平方米，其中地上6.75万平方米，地下2.15万平方米（人防、车库及相关设备）。 该结构是框架、桁架、加劲肋、网壳等多种结构方法的综合应用。 建筑整体用钢量达9000吨。

平顶山中学学生宫科技馆

凯霖国际大厦 - 该项目是广州河东金融中心的重要组成部分。 由A、B、C三栋办公楼组成，钢结构由刚性钢柱和屋顶圆形铁管桁架组成。 其中，钢桁架跨度为36~40m，高度为15.3~20m。 钢结构总用钢量约为5000吨。

凯霖国际大厦

神龙车辆股份有限公司北京分公司焊装车间 - 神龙车辆股份有限公司北京分公司焊装车间工程，包括主厂房、钢质车库及附属建筑。 主厂房为工字梁桁架结构，长516m，宽288m。 桁架最大跨度36m，净高18m，总建筑面积约12万平方米。 钢结构总用钢量约为5000吨。

神龙车辆股份有限公司北京分公司焊接车间

桁架结构通常由弦杆、腹杆和节点板组成。 由于结构构件所用材料的不同，有多种类型，如铁管桁架、H型钢桁架、箱形截面桁架、角钢桁架等。不同类型的桁架结构各有其特点，也有推广设计时的注意点和要求不同。

铁管桁架

铁管桁架的结构杆材有工字钢管、方形铁管和圆形铁管。 这些杆通常通过相交的节点连接。 在推进这些桁架的设计时应注意以下几个方面：

1. 大部分桁架构件均受轴向应力。 构件的连接应尽量避免偏心。 构件的轴线应在一个平面上。 当多个杆件连接在一个节点中时，杆件的轴线必须会聚于一点。 。

2、主管的外形规格不得大于支管的外形规格，主管的壁厚不得大于支管的壁厚。 杆件相交时，大管必须穿过小管，支管不得插入主管内。

3、杆子相交时，杆子之间的倾斜角度不得大于30度。

4、支管与主管连接的熔池应沿整个圆周连续点焊，过渡圆滑。

5、多根管材相交时，应注意相交焊杆的顺序，保证每根焊杆都能在整个圆周上连续点焊。

6、桁架分段制造时，上下弦的分段点需要错开。 对接衬管通常安装在分段点处，以保证对接熔池的质量。 应采取相应措施，防止对接衬板的安装妨碍桁架的安装。

H型钢桁架

H型钢桁架型式有弦杆和腹杆，全部为H型钢或弦杆为H型钢，角柱为工字钢钢管、方铁管或圆管。 在H型钢桁架推进设计过程中，不仅要注意铁管桁架推进设计的要点，还要注意以下几点：

1、H型钢点焊的H型钢上下弦拱拼接厚度不应大于2倍板宽； 主梁拼接长度不大于300mm，宽度不大于600mm。 （设计如有特殊要求，按设计执行）。

2、H型钢桁架现场对接时，上下弦熔池不能在同一位置，上下错差小于200。

3、H型钢桁架上下弦材料截面如需变截面，则变截面位置不能设置在节点处（一般结构设计图中变截面位置设置在节点处） 。 同时钢结构建筑效果图，可变截面位置可与现场对接位置连接。 合并并降低上弦和下弦对接焊缝。

4、H型钢桁架推进时，应注意控制桁架的整体外观规格。 加工时应采用整体放样，避免现场安装时错位。

箱形截面桁架

箱形截面桁架方法包括弦杆和腹杆，两者均为箱形截面，或者弦杆为箱形截面，角柱为工字钢管、方铁管或圆管。 当角柱为工字钢管、方铁管或圆管时，角柱与弦杆、腹杆之间的连接多为相贯连接。 推进时的注意事项与铁管桁架相同。 当角柱弦均为箱形时，应注意以下几点：

1、棒材的对接必须保证熔池质量，采用有利于现场钎焊的连接节点方式。 通常采用顶部留盖或侧面开盖的方法。

2、箱体蒙皮的连接顺序和连接熔池的位置需要考虑箱体内支腿板的装配，保证不能电渣焊的支腿板可以通过装配工艺进行四面焊接。

3、现场箱形桁架钢梁与弦杆连接时，常在弦杆节点位置设置牛腿，以简化现场熔池，保证点焊质量。

工字钢桁架

工字钢桁架多用于屋架结构体系，常用于工业厂房。 工字钢桁架多采用双槽钢组成的T型截面。 在推进设计时钢结构建筑效果图，应注意以下几个方面：

1、桁架应以杆的质心为轴线。 连接螺母的中心线应尽可能靠近杆的中心线。 节点处的每个轴应相交于一点，以尽可能避免偏心。

2、同一弦杆采用两种不同截面材料时，截面变化位置应在节点处，杆件重心线应与桁架中心线重合。 如果要求上皮处于同一标高，可用厚板将其调平。 。

3、除支撑节点外，其他采用厚板连接的节点均应采用相同长度的厚板。 支撑节点比其他节点厚2mm以上。

4、节点板的形状通常为正方形或长方形。 一般来说，两侧需要彼此平行。 节点板通常延伸钢边10~15mm。

在桁架结构建筑中，除了桁架结构体系的超前设计外，外墙围护系统的超前设计也是重要内容之一。

围护系统的先进设计内容和要点与门刚度和网格结构略有不同，所用材料基本相同。 需要注意的是，围护系统的超前设计往往需要与幕墙单元配合完成，并且要处理好接口的连接方式。 当满足相应条件时，应尽可能制造连接节点，以减少主体结构现场施工。 点焊上。

桁架结构形状多样、结构复杂。 每个项目形态都是独一无二的，相关节点的推进处理是不可复制的。 设计人员需要灵活运用现有技术来满足项目的要求。 相信随着时间的推移，技术的不断发展和经验的积累，将会聚集更多的点来推动设计。 推进设计工作将为方便施工提供更多动力，钢结构事业部也将继续更好地为居民提供满意的服务。