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五大钢结构之四“桁架”建筑如何深化设计？

桁架结构是钢结构中比较常见的结构形式，常常应用在场馆、车站、机场等大型公共建筑中，近年快速发展的高速铁路、城际轨道交通的站房多采用这种结构形式，它具有跨度大、造型多等特点。

桁架结构在钢结构事业部承建的项目中应用广泛，是钢结构事业部除门刚、劲钢、网架结构形式之外又一重要的业务领域，桁架结构的深化设计也有着和其他结构形式的不同特点。事业部至今累计完成桁架结构项目近8万吨，大部分项目深化设计为自主完成，积累了丰富的深化设计及施工经验。

钢管桁架

钢管桁架的结构杆件材料有圆钢管、方钢管和矩形钢管，杆件之间多采用相贯节点连接，针对这种桁架深化设计时要注意的主要有以下一些方面：

1.桁架杆件多为轴心受力，杆件相连应尽可能避免偏心，杆件轴心线在一个平面内，节点内多杆件相连时要求杆件轴心线汇交于一个点。

2.主管的外部尺寸不小于支管的外部尺寸，主管的壁厚不小于支管的壁厚，杆件相贯时要求大管贯小管，支管不得插入主管内。

3.杆件相贯时，杆件之间的夹角不小于30度。

4.支管与主管的连接焊缝，应沿全周连续焊接并平滑过渡。

5.多管相交时，要注意杆件之间的相贯次序，保證每根杆件均能做到全周连续焊接。

6.桁架分段制作时，上下弦的分段点需要错开。分段点一般要设置对接衬管以保證对接焊缝质量。要采取相应措施避免设置对接衬管后妨碍桁架安装的现象。

H型钢桁架

H型钢桁架形式有弦杆、腹杆，其均为H型钢或者弦杆为H型钢，腹杆为圆钢管、方钢管或矩形管。H型钢桁架深化设计过程中除了注意钢管桁架深化设计要点外还应注意以下几点：

1.H型钢上下弦杆焊接H型钢的翼缘板拼接长度不小于2倍板宽；腹板拼接宽度不小于300mm，长度不小于600mm。（设计有特别要求的按设计执行）。

2.H型钢桁架现场对接，上下弦杆对接焊缝不能在同一位置，上下错开大于200。

3.H型钢桁架上下弦杆如果材料截面需要变截，变截位置不能设置在节点处（一般结构设计图中变截位置设置在节点处），同时可将变截位置与现场对接位置合并，减少上下弦杆对接焊缝。

4.H型钢桁架深化时要注意控制桁架的外型整体尺寸，加工时采取整体放样制作，避免现场安装时出现错边。

箱形截面桁架

箱形截面桁架形式有弦杆、腹杆，均为箱形截面，或弦杆为箱形截面，腹杆为圆钢管、方钢管或矩形管几种。腹杆为圆钢管、方钢管或矩形管时，腹杆与弦杆、腹杆之间连接多为相贯连接，深化时的注意点与钢管桁架相同。腹杆弦杆均为箱形时还应注意以下几点：

1.杆件的对接需保證焊缝质量，采用利于现场焊接的连接节点形式。一般多采用顶端预留盖板或侧面开盖板的形式。

2.箱体壁板的连接顺序及连接焊缝位置需考虑箱体内加劲板的装配，以保證无法采用电渣焊的加劲板能通过装配工艺达到4面围焊。

3.箱形截面桁架腹杆与弦杆现场连接时，多采用在弦杆节点位置设置牛腿以简化现场焊缝保證焊接质量。

角钢桁架

角钢桁架多用于屋盖结构体系中，常用于工业厂房建筑。角钢桁架多采用双角钢组成的T形截面，深化设计时应注意以下一些方面：

1.桁架应以杆件形心为轴线，连接螺栓中心线应尽可能的靠近杆件形心线，节点处各轴线应交于一点，尽量避免偏心。

2.当同一弦杆采用两种不同截面材料时，截面的改变位置应在节点处，杆件的重心线要与桁架的形心线重合，若要求上皮在同一标高时，可采用钢板垫平。

3.除支座节点外，其余采用钢板连接的节点宜采用同一厚度的钢板，支座节点比其他节点厚2mm以上。

4.节点板的形状一般多采用矩形或梯形，通常情况下需要有两条边相互平行，节点板一般伸出角钢边缘10~15mm。

桁架结构建筑除了桁架结构体系的深化设计之外，屋面墙面围护系统的深化设计也是重要内容之一。

围护系统的深化设计内容及要点与门刚、网架结构大同小异，所采用的材料也基本相同。需要特别注意的是围护系统的深化设计往往需要联合幕墙单位共同完成，做好交接面的连接方式处理，在满足相应条件的情况下尽量做到连接节点工厂制作，减少现场在主结构上的焊接。