桁架是指由杆件在端部相互连接而组成的格子式结构,管桁架结构也称钢管桁架结构、管桁架、管结构,是指杆件均为圆或方管杆件的桁架结构。与一般桁架的区别在于连接节点的方式不同,管桁架结构在节点处采用杆件直接焊接的相贯节点(或称管节点)。相贯节点处,只有在同一轴线上的两个主管贯通,其余杆件(即支管)通过端部相贯线加工后,直接焊接在贯通杆件(即主管)的外表,非贯通杆件在节点部位可能有一定间隙(间隙型节点),也可能部分重叠(搭接型节点)。
管桁架同网架比,杆件较少,节点美观,不会出现较大的球节点,利用大跨度空间管桁架结构,可以建造出各种体态轻盈的大跨度结构。管桁架结构中的杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力,应力在截面上均匀分布,因而容易发挥材料的作用,这些特点使得桁架结构用料省、结构自重小。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、拱、框架及塔架等,因而桁架结构在如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。
钢结构构件包装完毕,要对其进行标记。标记一般由承包商在制作厂成品库装运时标明。
对于国内的钢结构用户,其标记可用标签方式带在构件上,也可用油漆直接写在钢结构产品或包装箱上。对于出口的钢结构产品必须按海运要求和国际通用标准进行标记。
标记通常包括下列内容:工程名称、构件编号、外廓尺寸(长、宽、高,以米为单位)、净重、毛重、始发地点、到达港口、收货单位、制造厂商、发运日期等,必要时要标明重心和吊点位置。
主标记(图号、构件号):为提高产品的出库正确率,保证出库构件的完整性,在进行深化设计时对构件进行编码,便于工程材料的可追溯性,以及工地材料的管理科学和使用方便,要进行打钢印编号。
空间网格结构—按一定规律布置的杆件,构件通过节点连接而构成的空间结构,包括网架、曲面形网壳以及立体桁架等。
立体桁架—由上弦、腹杆与下弦杆构成的横截面为三角形或四边形的格构式桁架。
工程中的管桁架结构主要用于大跨度屋面结构,一般可分为平面桁架和立体桁架,立体桁架由于稳定性高、承载能力及跨越跨度大,较为常用,可采用直线或曲线形式。空间网格结构的选型应结合工程的平面形状、跨度大小、支承情况、荷载条件、屋面构造及建筑设计等要求综合分析确定,杆件布置及支承设置应保证结构体系几何不变。
管桁架结构相贯节点的形式与其相连杆件的数量有关,可分为:单平面节点:腹杆与弦杆在同一平面内。多平面节点:腹杆与弦杆不在同一平面内。
管桁架结构在工作过程中,杆件只承受轴向力的作用,支管将轴向力直接传给主管,主管可能出现多种破坏形式。在保证支管轴向力强度(不被拉断)、连接焊缝强度、主管局部稳定、主管壁不发生层状撕裂的前提下,节点的主要破坏模式有以下几种:主管局部压溃,主管壁拉断,主管壁出现裂缝导致冲剪破坏,K形节点可能在支管间主管剪切破坏。节点出现明显的塑性变形或出现初裂缝以后,才会达到的破坏。
一般认为有如下破坏准则:
限荷载准则:使节点破坏、断裂。
2)限变形准则:变形过大。
3)初裂缝准则:出现肉眼可见的裂缝。
目前国际上公认的准则为限变形准则,即认为使主管管壁产生过渡的局部变形的承载力为其承载力,并以此来控制支管的轴向力。