管桁架結構的受力特點
　　
　　管桁架，是指用圓杆件在端部相互連接而組成的格構式結構。與傳統的開口截麵(H型鋼和I字鋼)鋼桁架相比，管桁架結構截麵材料繞中和軸較均勻分布，使截麵同時具有良好的抗壓和抗彎扭承載能力及較大剛度。這種鋼構不用節點板，構造簡單，製作安裝方便、結構穩定性好、屋蓋剛度大。空間三角形鋼管桁架在受到豎向均布荷載作用的時候，表現出腹杆抗剪、弦杆抗彎的受力機理。弦杆軸力的主要影響因素是截麵的高度，而豎麵斜腹杆軸力的主要影響因素是豎麵腹杆與豎直線的傾角。水平腹杆在豎向荷載作用下的受力較小，但是如果受到明顯的扭矩作用的話，網架生產製作須考慮適當加大其截麵尺寸。
　　
　　網架廠家
　　
　　管桁架結構的結構計算
　　
　　設計基本規定。立體桁架的高度可取跨度的1/12～1/16，立體拱架的拱架厚度可取跨度1/20～1/30，矢高可取跨度的1/3～1/6。弦杆(主管)與腹杆(支管)及兩腹杆(支管)之間的夾角不宜小於30°。當立體桁架跨度較大(一般認為不小於30米鋼結構)時，可考慮起拱，起拱值可取不大於立體桁架跨度的1/300(一般取1/500)。此時杆件內力變化“較小”，設計時可按不起拱計算。管桁架結構在恒荷載與活荷載標準作用下的撓度值不宜超過短向跨度的1/250，懸挑不宜超過跨度1/125。對於設有懸掛起重設備的屋蓋結構撓度不宜大於結構跨度的1/400。當僅為改善外觀要求時，撓度可取恒荷載與活荷載標準作用下撓度減去起拱值。一般情況下，按強度控製麵而選用的杆件不會因為種種原因的剛度要求而加大截麵。 　　一般計算原則。管桁架結構應進行重力荷載及風荷載作用下的內力、位移計算，並應根據具體情況，對地震、溫度變化、支座沉降及施工安裝荷載等作用下的位移、內力進行計算。內力和位移可按彈性理論，采用空間杆係的有限元方法進行計算。對非抗震設計，作用及作用組合的效應應按現行國家標準《建築結構荷載規範》進行計算。在杆件截麵及節點設計中，應按作用基本組合的效應確定內力設計值。對抗震設計，地震組合的效應應按現行國家標準《建築抗震設計規範》進行計算。在位移驗算中，應按作用標準組合的效應(不乘荷載分項係數)的效應確定其撓度。分析管桁架時，當杆件的節間長度與截麵高度(或直徑)之比小於12(主管)和24(支管)時，也可假定節點為鉸接。外荷載可按靜力等效原則將節點所轄區域內的荷載集中作用在該節點上。當杆件上作用有局部荷載時，應另行考慮局部彎曲應力的影響。結構分析時，應考慮上部空間網格結構於下部支承結構的相互影響。另外應根據結構形式、支座節點的位置、數量和構造情況以及支承結構的剛度，確定合理的邊界約束條件。支座節點的邊界約束條件，應按實際構造采用無側移或一側可側移的鉸接支座或彈性支座。 　　靜力計算。管桁架結構應經過位移、內力計算後進行杆件截麵設計，如杆件截麵需要調整應重新進行設計，使其滿足設計要求。設計後，杆件不宜替換，如因備料困難等原因須進行杆件替換時，應根據截麵及剛度等效的原則進行，被替換的杆件應不是結構的主要受力杆件且數量不宜過多(通常不超過全部杆件的百分之五)，否則應重新校核。分析管桁架結構因溫度變化而產生的內力，可將溫差引起的杆件固端反力作為等效荷載反向作用在杆件兩端節點上，然後按有限元法分析。
　　
　　抗震計算。在單維地震作用下，進行多遇地震作用下的效應計算時，可采用振興分解反應譜法，對於體形複雜或重要的大跨度結構應采用時程分析進行補充計算。采用時程分析法時，應按建築場地類別和設計地震分組選用不少於兩組的實際強震記錄和一組人工模擬的加速度時程曲線，其平均地震影響係數曲線應與振形分解反應譜法所采用的地震影響係數曲線在統計意義上相符。加速度曲線峰值應根據與抗震設防烈度相應的多遇地震的加速度時程曲線進行調整，並應選擇足夠長的地震動持續時間。當采用振形分解反應譜法進行管桁架結構地震作用分析時，建議至少取前25～30個振形，對體形特別複雜或重要的需要取更多振形進行效應組合。在抗震分析時，應考慮支承體係對其受力的影響。此時可將桁架結構與支承體係同時考慮，按整體分析模型進行計算；也可把支承體係簡化為管桁架結構的彈性支座，按彈性支承模型進行計算。在進行結構地震作用效應分析時，對於周邊落地的管桁架結構，阻尼比可取0.02，對有混凝土結構支承的管桁架結構，阻尼比取0.03。對於體形複雜或較大跨度的管桁架結構，宜進行多維地震作用下的效應分析。進行多維地震效應計算時，可采用多維隨機振動分析方法、多維反應譜法或時程分析法。 　　計算軟件。目前，能對桁架結構進行前處理分析驗算，後處理節點設計出圖的有STS、STCAD、MST2006、3D3S。STS桁架模塊能方便建立平麵桁架模型，但不能建立空間桁架模型。STCAD的建模以及模型編輯功能都比較強，但是操作上比較不便，截麵定義、分組繁瑣，其後處理節點設計的參數比較豐富。MST2006的桁架模型基本上套用網架模型的驗算功能。3D3S可方便輸入單元、節點、局部單元荷載，各種工況荷載都可以通過導荷載的方式由麵荷載轉化為節點荷載，風荷載可自動考慮風壓高度變化係數、風振係數。工程中常使用計算軟件為3D3S。
　　
　　網架生產廠家
　　
　　桁架截麵尺寸變化對其內力的影響 　　對於空間三角形鋼管桁架而言，當確定了截麵高度、上弦寬度以及節間長度後可確定一種截麵形狀。隨著上弦寬度的變化，弦杆的內力基本上保持不變，但是腹杆和跨中撓度都有顯著的變化。上弦寬度的增加，造成豎麵腹杆的傾角相應增加，豎麵腹杆的軸力在持續增加，傳遞到水平麵上垂直腹杆的力也在增加。同時，豎麵腹杆軸力的增加也造成了杆件剪切變形的增加，反映到結構即是結構跨中撓度的增加。在截麵彎矩不變的情況下，上下弦杆的內力也僅僅是當截麵高度有變化的時候，才會發生較大幅度的變化，跟其它的截麵參數沒有關係。同時隨著截麵高度的增加，由於傾角的減少，腹杆的軸力表現持續的減少，而由於彎曲變形和剪切變形的減少，跨中的撓度也逐漸變小。截麵高度是影響構件選擇尤其是弦杆選擇的一個非常重要的因素，其對結構剛度的影響遠大於其它因素。節間長度的大小會直接導致腹杆夾角的改變。改變節間長度以後，弦杆的內力略有變化，同時腹杆的軸力有了相應的變化。隨著節間長度的增加，豎麵腹杆的傾角相應增加，所以豎麵腹杆的軸力在持續加大，傳遞到水平麵上垂直腹杆的力也在增加。跨中撓度隨著節間長度的增加呈減少的趨勢，然後趨於穩定。從中可以看出，如果腹杆布置過密，反而加大了跨中撓度。節間長度也並非是越大越好，為了保證腹杆與弦杆的連接的可靠，一般的傾角控製在35°～55°之間。
　　
　　管桁架結構因具有造型美觀、製作安裝方便、結構穩定性好、屋蓋剛度大、經濟效果好等特點，已廣泛應用於公共建築中。在設計過程中，網架生產廠家須把握管桁架的受力特點，才能設計出安穩可靠、經濟美觀的管桁架項目。