[發明專利]一種管桁架結構的加強型落地弦桿的設計方法

有效

• 申請號: 201410467766.0
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104234190B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 蘇英強;楊學林;周平槐;王留成;鄧良波;俞福利;章國超;王強;蔡柳鶴
• 申請（專利權）人: 浙江精工鋼結構集團有限公司;浙江省建筑設計研究院
• 主分類號: E04B1/24
• 分類號: E04B1/24
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所(普通合伙)33220
• 代理人: 蔣衛東

技術領域

本發明屬于鋼結構建筑技術領域，具體涉及一種管桁架結構的加強型落地弦桿的設計方法。

背景技術

管桁架結構是一種利用鋼管的優越受力性能和美觀的外部造型所構成的獨特結構體系，該體系能夠很好地滿足鋼結構最新的設計觀念，也是衡量一個國家建筑科學技術水平的重要標志之一。

在進行管桁架結構的設計時，經常會遇到桿件內力與截面尺寸難以協調的問題。當管桁架柱腳采用剛接設計時，位于落地段的弦桿中往往會存在較大的軸力和彎矩，且軸力起控制作用?？紤]到落地段弦桿的受力特點及對整個結構安全的重要性，往往需要對該部位的桿件進行加強，工程中通常采用增加桿件壁厚或加大弦桿外徑的方法。

但是以上兩種加強形式，在增大桿件截面軸向剛度的同時會大幅度提高加強段的抗彎剛度，而結構中局部桿件剛度的增大，會引起結構剛度矩陣的變化，從而造成桿件內力發生重新分布，加強段弦桿由于抗彎剛度的增幅較大，在弦桿中會分配到的彎矩會明顯增大，因此，實際的加強效果并不顯著。另外，加強段弦桿外徑的加大會影響到局部的外觀，難以滿足建筑造型的要求。

綜上所述，本發明人提供一種管桁架結構的加強型落地弦桿的設計方法，本案由此產生。

發明內容

本發明的目的在于提供一種管桁架結構的加強型落地弦桿的設計方法，該弦桿制作方法可以有效地提高管桁架落地段的軸向剛度。

為實現上述目的，本發明的具體技術方案為：一種管桁架結構的加強型落地弦桿設計方法，具體包括如下步驟：

1）、對整個空間管桁架結構進行各個荷載工況下的受力分析，提取受力不滿足要求、需要進行加強的落地桁架弦桿在最不利工況下的內力；

2）、對提取的內力進行分析，判斷出軸向力和彎矩對桿件應力的貢獻比例；

3）、當桿件軸向力起控制作用時，可以采用設置十字加勁板的方法對落地弦桿進行加強，十字加勁板的厚度根據軸向力的大小確定；十字加勁板的長度根據弦桿的軸力分布確定；

4）、根據實際的管桁架分段，將落地弦桿加強段利用切割機進行V型坡口的開槽處理；

5）、準確定位后，將十字加勁板端部通過V型坡口焊固定于柱腳底板；

6）、將落地弦桿加強段的槽口插入十字加勁板，并通過熔透焊接進行連接固定；落地弦桿加強段的端部與柱腳底板通過單邊V型坡口進行熔透焊接，完成落地弦桿與柱腳埋件的組裝。

本發明的有益效果：提供一種管桁架結構的加強型落地弦桿的設計方法，該方法可以有效地提高管桁架落地段的軸向剛度，同時抗彎剛度增幅很小，有效地避免了因為局部抗彎剛度大幅增加而造成的加強桿件彎矩隨之增大的惡性循環，可以很好地改善整個管桁架結構剛度矩陣的分布，結構受力更加合理；本發明有效的避免增大弦桿壁厚或加大管徑造成的截面抗彎剛度急劇增大，進而造成加強段弦桿受力更大的惡性循環。

附圖說明

圖1為本發明適用的典型工程示意圖；

圖2為本發明適用的單榀管桁架結構示意圖；

圖3為本發明的加強型落地弦桿結構示意圖；

圖4為十字加勁板與落地弦桿焊接示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體說明。

結合圖1所示，本發明適用的典型空間管桁架結構由多個單榀管桁架1、環桁架20及附屬桿件組成。結合圖2所示，單榀管桁架1由上弦桿2、腹桿3、下弦桿4組成，單榀管桁架1與地面接觸處安裝有本發明的加強型落地弦桿5。

結合圖3所示，一種管桁架1結構的加強型落地弦桿5，其包括加強段6，加強段6上開設有四條開槽7，十字加勁板8焊接于落地弦桿加強段6的槽口中；加強型落地弦桿的焊接方式都為熔透焊接，加強型落地弦桿5安裝于單榀管桁架1。

如圖1-4所示，本發明揭示的是一種管桁架結構的加強型落地弦桿的設計方法，具體包括如下步驟：

1）、對整個空間管桁架結構進行各個荷載工況下的受力分析，提取受力不滿足要求、需要進行加強的落地桁架弦桿5在最不利工況下的內力；

2）、對提取的內力進行分析，判斷出軸向力和彎矩對桿件應力的貢獻比例；

3）、當桿件軸向力起控制作用時，可以采用設置十字加勁板8的方法對落地弦桿5進行加強，十字加勁板的厚度根據軸向力的大小確定；十字加勁板的長度根據弦桿的軸力分布確定；

4）、根據實際的管桁架1分段，將落地弦桿5加強段6在工廠進行準確的定位后，并將落地弦桿5加強段6利用切割機進行V型坡口的開槽7處理；

5）、準確定位后，將十字加勁板8端部通過V型坡口焊固定于柱腳底板9；