鋼管桁架拱根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和受力需求，確實(shí)可以采用平面桁架或立體桁架。以下是兩種形式的對(duì)比分析及設(shè)計(jì)要點(diǎn)總結(jié)：

 1. 平面桁架拱

 特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

 結(jié)構(gòu)形式：桿件和節(jié)點(diǎn)均位于同一平面內(nèi)，受力主要通過平面內(nèi)的軸力傳遞。

 施工便捷：節(jié)點(diǎn)連接簡(jiǎn)單（如焊接或螺栓連接），施工周期較短。

 經(jīng)濟(jì)性：材料用量較少，適合中小跨度（一般跨度 ≤ 30m）。

 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

 平面外穩(wěn)定性：需依賴支撐體系（如上弦支撐、下弦支撐、垂直支撐）來保證整體空間穩(wěn)定性。

 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：節(jié)點(diǎn)可簡(jiǎn)化為鉸接或剛接，但需注意次應(yīng)力（節(jié)點(diǎn)剛性引起的彎曲應(yīng)力）。

 荷載傳遞：荷載需分解為平面內(nèi)分力，避免側(cè)向失穩(wěn)。

 適用場(chǎng)景：跨度較小、荷載分布均勻、對(duì)空間剛度要求不高的工程。

 2. 立體桁架拱

 特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

 結(jié)構(gòu)形式：桿件在三維空間中形成網(wǎng)狀體系，荷載通過空間傳力分散到多個(gè)方向。

 空間穩(wěn)定性：無需依賴額外支撐體系即可實(shí)現(xiàn)整體穩(wěn)定性，抗側(cè)移能力強(qiáng)。

 大跨度適應(yīng)性：適合超大跨度（一般跨度 ≥ 30m），如體育場(chǎng)館、展覽中心等。

 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

 空間受力分析：需通過有限元法或空間桿系計(jì)算，考慮三維荷載傳遞。

 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：節(jié)點(diǎn)通常為剛接（如焊接相貫節(jié)點(diǎn)），需校核局部應(yīng)力集中。

 起拱要求：跨度 ≥ 30m時(shí)，可考慮起拱（起拱值 ≤ 跨度的1/500），減少撓度。

 撓度控制：恒載+活載作用下，最大撓度 ≤ 跨度的1/250（懸挑部分 ≤ 1/125）。

 適用場(chǎng)景：大跨度、復(fù)雜荷載（如風(fēng)荷載、地震作用）、對(duì)空間剛度要求高的工程。

設(shè)計(jì)規(guī)范與計(jì)算

 高度與跨度比：  

   立體桁架：高度 = 跨度的1/12~1/16。  

   立體拱架：厚度 = 跨度的1/20~1/30，矢高 = 跨度的1/3~1/6。  

 節(jié)點(diǎn)夾角要求：弦桿與腹桿夾角不宜小于30°，避免應(yīng)力集中。  

 計(jì)算方法：  

   平面桁架：可簡(jiǎn)化為鉸接模型（僅軸力）。  

   立體桁架：需采用空間桿系有限元分析，考慮彎矩、剪力等。  

施工注意事項(xiàng)

 平面桁架：需提前設(shè)置支撐體系（如臨時(shí)支撐架），防止施工階段失穩(wěn)。  

 立體桁架：可采用整體提升或分段吊裝（如沈陽(yáng)南站案例），需校核施工階段內(nèi)力變化。  

 焊接節(jié)點(diǎn)：直接相貫焊接節(jié)點(diǎn)需嚴(yán)格控制焊縫質(zhì)量，避免應(yīng)力集中。  

 總結(jié)

 平面桁架拱適合中小跨度、成本敏感的工程，但需依賴支撐體系。  

 立體桁架拱適合大跨度、復(fù)雜荷載場(chǎng)景，具有更好的空間穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。  

 選擇時(shí)需綜合考慮跨度、荷載、施工條件、成本及美學(xué)要求，并結(jié)合規(guī)范進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算。

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