管桁架钢结构施工合理化建议

管桁架钢结构施工合理化建议对设计方案的几点优化建议 我们对招标图纸进行了详尽的分析，招标图纸中反映出原设计比较全面、合理，尤其是建筑很有创意。由于该工程结构设计时，没有风洞试验材料，因此招标图中的设计可能并非最终的设计方案，在此我们对该工程进一步优化设计时提出几点建议，由于缺乏与原设计单位的沟通，可能不太了解设计意图，也可能不满足建筑专业的要求。提供的建议仅供参考。 1．网格的划分 原设计网格划分方式使很多杆件之间夹角很小，以主桁架-32为例说明该问题，原设计主桁架-32的立面图如图9.1a所示，其上部横梁部分桁架如图9.2a所示，其顶部腹杆与弦杆之间的夹角仅11.7度，立柱部分桁架如图9.3a所示，腹杆与弦杆之间最小夹角仅6.6度，这时腹杆端部的相贯线很长、不易加工，并且与《钢结构设计规范》规定的采用相贯节点杆件最小夹角30相差较多。 建议在建筑允许的条件下，将主桁架网格划分的方式改为图9.1b所示，横梁部分腹杆与弦杆最小夹角达到29.3度，立柱部分腹杆与弦杆最小夹角也达到16.8度。 主桁架底部铸钢节点最长端头形心距S402及主桁架底部弦杆夹角桁架ZHJ-1ZHJ-2ZHJ-3ZHJ-4ZHJ-5ZHJ-6ZHJ-7ZHJ-8(度)10.7010.289.909.549.218.918.628.41S402(mm)32123338346235883711383439574055桁架ZHJ-9ZHJ-10ZHJ-11ZHJ-12ZHJ-13ZHJ-14ZHJ-15ZHJ-16(度)8.068.027.837.667.497.387.277.16S402(mm)42234247434444404535460446714742桁架ZHJ-17ZHJ-18ZHJ-19ZHJ-20ZHJ-21ZHJ-22ZHJ-23ZHJ-24(度)7.066.966.866.766.716.656.606.55S402(mm)48084877494550115051509251345173桁架ZHJ-25ZHJ-26ZHJ-27ZHJ-28ZHJ-29ZHJ-30ZHJ-31ZHJ-32(度)6.506.446.436.416.397.446.356.33S402(mm)52145255526952845300456653295345建议主桁架底部网格划分采用图9.7b的方案，对于所有主桁架保证底部Φ351×10和Φ402×16的弦杆之间夹角保持15度不变。这时，主桁架底部铸钢节点基本上保持不变，需要的S402仅需要2300mm，这样不仅可以使主桁架底部铸钢节点的模具大量重复使用，还明显减小了铸钢节点的尺寸，可使主桁架底部铸钢节点造价降低50%左右，并且可以有效缩短铸钢节点的制造周期。 4．建议取消柳叶桁架最上面的铸钢节点 柳叶桁架上杆件共与5个铸钢节点相连，图中天蓝色的为铸钢节点位置，考虑到铸钢节点制造麻烦、工期较长、造价较高，尽可能的减少铸钢节点数量，因此建议取消图中用花边圈起来的铸钢节点，该节点只是连接的杆件数量较多（达到8根），但连接杆件夹角均不算太小（连接杆件三维关系如图9.10所示），并且受力也不大，通过采用STCAD对所有柳叶桁架该位置处节点按相贯节点进行强度近似验算，发现按相贯节点处理基本可以满足强度要求，最大节点强度比为0.77。(1)设计参数：主管：d＝245mmt＝8mm支管：mmmm钢材Q345，强度设计值，屈服强度焊缝强度设计值(2)有限元分析参数设置单元：四节点弹塑性壳单元SHELL181材料：理想弹塑性材料，满足Von-Mises屈服准则采用Q345钢材，屈服强度345Mpa，弹性模量，泊松比0.3，剪切模量为。非线性：同时考虑材料非线性和几何非线性(3)有限元模型采用的有限元计算模型如图9.12所示，按图9.11所示的钢管实际截面、长度、角度建模。对圆管1和圆管2端部节点全约束。有限元模型单元数7560个，节点数7378个。(4)有限元分析根据STCAD软件整体分析得出的荷载（见图9.11）给有限元模型杆端节点加载。图9.13正常工作荷载下Von-Mises应力云图图9.13为正常工作荷载下节点的应力图，可以看出正常工作荷载下，节点处的应力小于钢材屈服强度。图9.14正常工作荷载下节点变形图图9.14为正常工作荷载下节点的变形图，可以看出在正常工作荷载作用下，节点的变形很小，不会产生大变形。综上所述，该相贯节点在正常工作荷载作用下，承载力和变形均可满足要求。因此完全可以取消柳叶桁架最上面的这个铸钢节点。 5．主桁架下弦杆与水平支承连接处的加强 本报告第七部分相贯节点强度校核部分已经指出，主桁架下弦平面设置8道水平支撑处，由于水平支撑的作用，导致水平支撑与主桁架下弦连接处杆件内力较大，致使这部分相贯节点的强度不满足要求，建议对这部分节点处增大主桁架下弦杆壁厚或设置套管，以加强节点的承载能力。6、水性无机富锌底漆的涂装钢结构防腐涂层分底漆、中间漆和面漆三层，底漆直接与钢铁表面结合，底漆完好无损，钢材就不会生锈，因而，底漆对防锈起着直接的至关重要的作用，面漆有审美要求，但从防腐观点来看，面漆和中间漆都是用来保护底漆的，由于现有的面漆和中间漆都是有机漆，不耐老化，更不耐高温，因而钢材能否长效防腐，主要取决于底漆的选择。某奥林匹克体育中心体育场是某市的标志性建筑，设计使用年限50年，钢材表面的防护是建筑物长久、安全、美观、的重要保障。该工程设计选用水性无机富锌为底漆是很好的选择，水性无机富锌具有优异的电化学防腐性能，坚硬耐磨，耐高低温，耐侯性好，钢材带涂层可焊可割。本工程钢结构罩棚建在室外环境，防腐更应重视，水性无机富锌漆只涂50，略显少些，原因还有640m需要刷放火涂料，如果也涂装中间漆