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大跨度桁架式結(jié)構(gòu)主要被運(yùn)用于跨度在60m以上的工程建筑，其中主要包括體育場、航空港、大會(huì)堂以及大型工業(yè)廠房，切實(shí)滿足了現(xiàn)代社會(huì)對工程建筑的內(nèi)在需求。但是對于施工單位而言，大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)的管道支架設(shè)計(jì)具有一定的難度，技術(shù)人員必須對當(dāng)前的國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有一個(gè)清晰的認(rèn)識，從而以此為基礎(chǔ)展開管道支架設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高大跨度結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

1 大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)管道支架概論

管道支架在管道工程設(shè)計(jì)過程中扮演著十分重要的角色，也是工程建筑的一種特殊結(jié)構(gòu)形式，它主要可以分為獨(dú)立式管架、組合式管架以及縱梁式管架。組合式管架一般被運(yùn)用于跨度較大以及管道較多的管道工程，而桁架式管架則是管架柱間設(shè)置跨度較大的一種輔助性桁架，并且其中還設(shè)置有橫梁以及管徑較小的承托管道。大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)的管道支架主要是由固定支架、活動(dòng)支架以及輔助桁架三大部分構(gòu)成。為了進(jìn)一步增強(qiáng)支架的穩(wěn)定性，使其能夠具有更好的承受能力，工作人員在進(jìn)行管道支架設(shè)計(jì)的工作實(shí)踐中，一般會(huì)在支架平面內(nèi)設(shè)置適宜的角鋼支撐，切實(shí)減少支架柱的承重程度，同時(shí)還要使得支架柱對強(qiáng)軸作用的方向與管道周線的呈平行狀態(tài)。除此之外，為了進(jìn)一步提高管道的承托能力，技術(shù)人員還會(huì)在桁架頂管道徑向方向的適宜位置設(shè)置支撐橫梁，其支撐橫梁一般為T 型鋼，同時(shí)還會(huì)將人字撐設(shè)置于桁架上弦平面的位置，從而達(dá)到增加上弦水平承載力的目的，進(jìn)一步提高桁架上弦的穩(wěn)定性，也切實(shí)增加整個(gè)桁架的實(shí)際剛度[1]。

2 大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)管道支架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

根據(jù)我國相關(guān)規(guī)定，大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)管道支架的柱腳錨栓一般不會(huì)具備良好的抗剪作用，因而技術(shù)人員為了防止出現(xiàn)柱底板與基礎(chǔ)混凝土之間的頂面發(fā)生滑移現(xiàn)象，所以會(huì)在柱腳的位置設(shè)置適宜的工字鋼，用來承擔(dān)一部分的抗剪作用。并且技術(shù)人員還會(huì)為了進(jìn)一步增加其抗剪能力，在其橫向和縱向的位置增加一定的加勁肋，其具體情況如下圖所示，其中（a）圖代表的是平面，（b）圖代表的是正面，（c）圖代表的是側(cè)面。

圖1 柱腳與抗剪鍵布置

與此同時(shí)，工作人員還要在安裝工作結(jié)束之后，切實(shí)做好工程建筑的養(yǎng)護(hù)工作和二次灌漿工作，有效增加抗剪鍵與混凝土之間的結(jié)合程度，從而進(jìn)一步提高工程建筑的整體質(zhì)量。除此之外，桁架一般只進(jìn)行軸力傳遞，因而其端部與支架進(jìn)行鉸接，其桁架弦桿與柱之間也要采用相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)板進(jìn)行連接，且還要將節(jié)點(diǎn)板沿槽插入弦桿并進(jìn)行焊接操作，沿弦桿的徑向方向焊接適宜的加勁板，進(jìn)一步提高管道支架的穩(wěn)定性。

3 管道支架計(jì)算模型靜力荷載分析

在大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)的管道支架設(shè)計(jì)過程中，管道支架計(jì)算模型精力荷載分析主要可以分為三個(gè)部分，分別是計(jì)算模型、計(jì)算荷載以及應(yīng)力分析。對于計(jì)算模型而言，工作人員一定要結(jié)合當(dāng)前的施工實(shí)際以及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，進(jìn)一步提高模型的科學(xué)性與合理性，并根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，保證模型尺寸的精確性與可靠性。在荷載計(jì)算的過程中，技術(shù)人員可以通過向模型逐次施加特定荷載的重物，并通過相應(yīng)的公式計(jì)算出該模型的實(shí)際荷載，從而為工程施工的順利進(jìn)行提供良好的數(shù)據(jù)支持。在應(yīng)力分析的工作實(shí)踐中，技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況以及自身的工作經(jīng)驗(yàn)，設(shè)置科學(xué)合理的活動(dòng)支架柱界面、主梁截面以及固定支架柱界面等，并通過MIDAS 計(jì)算來分析得出各個(gè)構(gòu)件的最大應(yīng)力比[2]。

4 管帶支架結(jié)構(gòu)與動(dòng)力特性影響因素

對于管道支架以及輔助桁架而言，其平面外的剛度整體較大，而平面內(nèi)的橫向剛度則較小，這種內(nèi)在特點(diǎn)會(huì)直接影響整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使得工程建筑容易受到外界因素的干擾，從而出現(xiàn)左右擺動(dòng)的不良現(xiàn)象，對整個(gè)工程結(jié)構(gòu)的安全性造成不良影響。根據(jù)相關(guān)的試驗(yàn)研究表明，管道支架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)左右擺動(dòng)，其根本原因在于支架結(jié)構(gòu)中的橫向自振周期接近于場地土質(zhì)的特征周期，所以該地區(qū)場地周圍的震源會(huì)對管道支架的整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一些負(fù)面干擾，使得管道結(jié)構(gòu)在一定范圍之內(nèi)出現(xiàn)幅度較小的左右擺動(dòng)。因此技術(shù)人員在進(jìn)行管道支架的設(shè)計(jì)過程中，要根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，采用科學(xué)有效的方式有效改變管道支架的橫向自振頻率，從而使當(dāng)?shù)赝临|(zhì)的特征頻率與管道支架的橫向自振頻率之間存在明顯的差異，進(jìn)一步減少管道結(jié)構(gòu)的橫向擺動(dòng)頻率[3]。

5 結(jié)語

在工程建筑類型不斷豐富的當(dāng)前社會(huì)，大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于大型工程建筑的施工實(shí)踐中，這給我國建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了夯實(shí)的基礎(chǔ)。在大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)的管道支架設(shè)計(jì)工作中，工作人員一定要按照國家的相關(guān)規(guī)定以及自己的知識經(jīng)驗(yàn)，不斷優(yōu)化其設(shè)計(jì)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而切實(shí)提高大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。