2.1 管桁架的分类:根据受力特性和杆件布置不同,可分为平面管桁结构和空间管桁结构。平面管桁结构的上弦、下弦和腹杆都在同一平面内,结构平面外刚度较差,一般需要通过侧向支撑保证结构的侧向稳定。在现有管桁结构的工程中,多采用Warren桁架和Pratt桁架形式,Warren桁架一般是较经济的布置,与Pratt桁架相比Warren桁架只有它一半数量的腹杆与节点,且腹杆下料长度统一,这样可较大地节约材料与加工工时。Vierendeel桁架主要应用于建筑功能或使用功能不容许布置支撑斜杆时的情况. 空间管桁结构通常为三角形截面,与平面管桁结构相比,它能够具有大的跨度,且三角形桁架稳定性好,扭转刚度大且外表美观。在不布置或不能布置面外支撑的场合,三角形桁架可提供较大跨度空间。一组三角形桁架类似于一榀空间刚架结构,且更为经济。可以减少侧向支撑构件,提高了侧向稳定性和扭转刚度。对于小跨度结构,可以不布置侧向支撑。 2.2 连接件的截面形式常用的杆件截面形式为圆形、矩形、方形等,按连接构件的不同截面可分为以下几种桁架形式: C-C型桁架:即弦杆和腹杆均为圆管相贯的桁架结构; R-R型桁架:即弦杆和腹杆均为方钢管或矩形管相贯的桁架结构; R-C型桁架:即矩形截面弦杆与圆形截面腹杆直接相贯焊接的桁架结构。 2.3 桁架的外形 从桁架外形(即从弦杆类型来分)方面可分为:直线型与曲线型管桁结构。随着社会对美学要求的不断提高,为了满足空间造型的多样性,管桁结构多做成各种曲线形状,丰富结构的立体效果。当设计曲线型管桁结构时,有时为了降低加工成本,杆件仍然加工成直杆,由折线近似代替曲线。如果要求较高,可以采用弯管机将钢管弯成曲管,这样建筑效果更好。 2.4 管桁架的优点 钢管结构因其具有优美的外观、合理的受力特点以及优越的经济性,在现代工业厂房、仓库、体育馆、展览馆、会场、航站楼、车站及办公楼、商住楼、宾馆等建筑中得到了广泛的应用,如上海体育场、上海科技城、首都机场新航站楼、广州新白云及长航站楼、广州国际会展中心、上海新国际博览中心、南京国际会展中心、南京**体育场、江苏省南通市体育会展中心等大型工程中均采用了钢管结构。工程实际表明,钢管结构既可以很好地满足建筑要求,又能够使结构达到安全、适用、经济等性能指标,符合钢结构的较新设计观念。 钢管截面具有一系列*特的优越性能,主要有以下几个方面: ①圆管和方管的管壁一般较薄,截面回转半径较大,故抗压和抗扭性能好。对称截面形式使得截面惯性矩对各轴相同,有利于单一杆件的稳定设计。截面的闭合提高了抗扭刚度,对板件局部稳定性而言,闭合截面也优于有悬挑板件的开口截面。在许多场合下,建筑师也愿意利用钢管外观简洁的特点表达其建筑意图。 ②在截面积相同的型钢中,钢管外表面积较小,这就使得钢管与大气的接触面积较小,加之钢管往往会两端封闭,内部不会生锈,这就大大减少了防腐防火涂层的材料消耗和涂装工作量。而且钢管结构较易于清刷、油漆,故维护更为方便。 ③钢管截面的流体动力特性好。承受风力或水流等荷载作用时,荷载对钢管结构的作用效应比其它截面形式结构的效应要低得多。 ④钢管加工便利。随着多维数控切割技术的发展,钢管的相贯线切割已经不再是难题,国内许多钢结构加工厂家已经掌握了这项技术。 虽然就材料单价而言,钢管价格**普通开口截面形式的型钢,但上述优点综合起来,钢管结构在众多结构形式中仍然是**选用的基本结构形式之一。