立體桁架、立體拱架與張弦立體拱架設(shè)計(jì)的基本規(guī)定總結(jié)及實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)：

 一、幾何尺寸與構(gòu)造要求

 1. 立體桁架

 高度：取跨度的 1/12~1/16（常見于大跨度結(jié)構(gòu)，如體育館、展覽館）。

 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造：

   弦桿（主管）與腹桿（支管）之間的夾角 不宜小于30°（避免應(yīng)力集中）。

   節(jié)間長度與截面高度（或直徑）之比 不小于12（主管）和24（支管） 時(shí)，可假定節(jié)點(diǎn)為鉸接。

 2. 立體拱架

 拱架厚度：取跨度的 1/20~1/30（控制橫向剛度）。

 矢高：取跨度的 1/3~1/6（矢跨比影響受力性能，矢高越大，內(nèi)力分布越均勻）。

 約束條件：

   兩端下部結(jié)構(gòu)需可靠傳遞豎向反力，并抵抗水平位移（如設(shè)置抗推支座或基礎(chǔ)錨固）。

   跨度較大時(shí)，應(yīng)進(jìn)行平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算（防止失穩(wěn)）。

 3. 張弦立體拱架

 厚度：取跨度的 1/30~1/50（適用于超大跨度結(jié)構(gòu)）。

 矢高：

   拱架矢高取跨度的 1/7~1/10。

   張弦垂度取跨度的 1/12~1/30（平衡剛度與材料用量）。

 二、支撐與穩(wěn)定性要求

 1. 防側(cè)傾體系

 立體桁架支承于下弦節(jié)點(diǎn)時(shí)，需設(shè)置可靠的防側(cè)傾體系（如邊桁架或上弦縱向水平支撐）。

 曲線形立體桁架：豎向荷載作用下支座水平位移較大，需在下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮其影響（如設(shè)置水平限位裝置）。

 2. 平面外穩(wěn)定支撐

 對立體桁架、立體拱架和張弦立體拱架，應(yīng)在上弦設(shè)置水平支撐體系（結(jié)合檁條或橫向支撐），以保證平面外穩(wěn)定性。

 三、起拱與撓度控制

 1. 起拱要求

 跨度 ≥ 30m 的鋼結(jié)構(gòu)：可考慮起拱，起拱值取 不大于跨度的1/300（一般取1/500）。

 起拱影響：起拱值可抵消恒載+活載作用下的撓度，設(shè)計(jì)時(shí)可按不起拱計(jì)算（桿件內(nèi)力變化較小）。

 2. 撓度容許值

 恒載+活載標(biāo)準(zhǔn)值作用下：

   立體桁架最大撓度 ≤ 跨度的1/250。

   懸挑部分 ≤ 跨度的1/125。

   設(shè)有懸掛起重設(shè)備的屋蓋結(jié)構(gòu) ≤ 跨度的1/400。

 四、荷載與計(jì)算原則

 1. 荷載組合

 非抗震設(shè)計(jì)：按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB500092012 計(jì)算基本組合效應(yīng)（內(nèi)力設(shè)計(jì)值）。

 抗震設(shè)計(jì)：按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011 計(jì)算地震組合效應(yīng)。

 2. 風(fēng)荷載與風(fēng)振

 風(fēng)載體型系數(shù)：

   標(biāo)準(zhǔn)體型可查表（如GB50009表8.3.1），復(fù)雜體型需通過風(fēng)洞試驗(yàn)確定。

   基本自振周期 T1 > 0.25s 的結(jié)構(gòu)（如跨度>30m），需進(jìn)行風(fēng)振計(jì)算（隨機(jī)振動(dòng)理論）。

 3. 溫度與施工荷載

 需考慮溫度變化、支座沉降及施工安裝荷載的影響，尤其是大跨度結(jié)構(gòu)。

 五、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

 1. 節(jié)點(diǎn)類型

 立體桁架：當(dāng)節(jié)間長度與截面高度比滿足要求時(shí)，可假定節(jié)點(diǎn)為鉸接（僅承受軸力）。

 單層網(wǎng)殼：節(jié)點(diǎn)為剛接（需考慮彎矩、扭矩、剪力等）。

 2. 連接方式

 焊接節(jié)點(diǎn)：優(yōu)先采用相貫焊接（如鋼管桁架），需校核局部應(yīng)力集中。

 螺栓連接：適用于輕型桁架或臨時(shí)支撐，需保證連接強(qiáng)度與可靠性。

 六、施工與安裝

 1. 預(yù)壓與卸落

 支架預(yù)壓：軟土地基或軟硬不均地基需預(yù)壓消除非彈性變形（預(yù)壓荷載為設(shè)計(jì)荷載的1.05~1.1倍）。

 卸落裝置：設(shè)置木楔、砂筒或千斤頂，確保卸載均勻（參考《一級建造師“公路”考點(diǎn)》）。

 2. 分段吊裝

 大跨度結(jié)構(gòu)（如沈陽南站66m跨屋面桁架）可采用分段吊裝法，需校核施工階段內(nèi)力變化。

 七、材料與規(guī)范依據(jù)

 1. 材料要求

 鋼材：常用Q235、Q345鋼（需符合國家標(biāo)準(zhǔn)）。

 節(jié)點(diǎn)連接件：與主材匹配，保證強(qiáng)度與韌性。

 2. 規(guī)范引用

 《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ72010：

   第3章：幾何尺寸與構(gòu)造要求。

   第7章：計(jì)算與穩(wěn)定性驗(yàn)算。

 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB500092012：

   第8章：風(fēng)荷載與局部風(fēng)壓系數(shù)。

 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011：

   第5章：地震作用與抗震驗(yàn)算。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. 跨度較大時(shí)（≥30m）：必須進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算，并考慮風(fēng)振效應(yīng)。

2. 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：優(yōu)先采用焊接相貫節(jié)點(diǎn)，避免應(yīng)力集中。

3. 施工階段驗(yàn)算：臨時(shí)支撐體系需單獨(dú)驗(yàn)算穩(wěn)定性，防止施工失穩(wěn)。

4. 風(fēng)荷載敏感區(qū)域：如山區(qū)、海島，需結(jié)合地形修正系數(shù)（GB50009第8.2.2條）。

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