管桁架鋼結構施工合理化建議對設計方案的幾點優化建議 我們對招標圖紙進行了詳盡的分析，招標圖紙中反映出原設計比較全面、合理，尤其是建筑很有創意。由于該工程結構設計時，沒有風洞試驗材料，因此招標圖中的設計可能并非最終的設計方案，在此我們對該工程進一步優化設計時提出幾點建議，由于缺乏與原設計單位的溝通，可能不太了解設計意圖，也可能不滿足建筑專業的要求。提供的建議僅供參考。 1．網格的劃分 原設計網格劃分方式使很多桿件之間夾角很小，以主桁架-32為例說明該問題，原設計主桁架-32的立面圖如圖9.1a所示，其上部橫梁部分桁架如圖9.2a所示，其頂部腹桿與弦桿之間的夾角僅11.7度，立柱部分桁架如圖9.3a所示，腹桿與弦桿之間最小夾角僅6.6度，這時腹桿端部的相貫線很長、不易加工，并且與《鋼結構設計規范》規定的采用相貫節點桿件最小夾角30相差較多。 建議在建筑允許的條件下，將主桁架網格劃分的方式改為圖9.1b所示，橫梁部分腹桿與弦桿最小夾角達到29.3度，立柱部分腹桿與弦桿最小夾角也達到16.8度。 主桁架底部鑄鋼節點最長端頭形心距S402及主桁架底部弦桿夾角桁架ZHJ-1ZHJ-2ZHJ-3ZHJ-4ZHJ-5ZHJ-6ZHJ-7ZHJ-8(度)10.7010.289.909.549.218.918.628.41S402(mm)32123338346235883711383439574055桁架ZHJ-9ZHJ-10ZHJ-11ZHJ-12ZHJ-13ZHJ-14ZHJ-15ZHJ-16(度)8.068.027.837.667.497.387.277.16S402(mm)42234247434444404535460446714742桁架ZHJ-17ZHJ-18ZHJ-19ZHJ-20ZHJ-21ZHJ-22ZHJ-23ZHJ-24(度)7.066.966.866.766.716.656.606.55S402(mm)48084877494550115051509251345173桁架ZHJ-25ZHJ-26ZHJ-27ZHJ-28ZHJ-29ZHJ-30ZHJ-31ZHJ-32(度)6.506.446.436.416.397.446.356.33S402(mm)52145255526952845300456653295345建議主桁架底部網格劃分采用圖9.7b的方案，對于所有主桁架保證底部Φ351×10和Φ402×16的弦桿之間夾角保持15度不變。這時，主桁架底部鑄鋼節點基本上保持不變，需要的S402僅需要2300mm，這樣不僅可以使主桁架底部鑄鋼節點的模具大量重復使用，還明顯減小了鑄鋼節點的尺寸，可使主桁架底部鑄鋼節點造價降低50%左右，并且可以有效縮短鑄鋼節點的制造周期。 4．建議取消柳葉桁架最上面的鑄鋼節點 柳葉桁架上桿件共與5個鑄鋼節點相連，圖中天藍色的為鑄鋼節點位置，考慮到鑄鋼節點制造麻煩、工期較長、造價較高，盡可能的減少鑄鋼節點數量，因此建議取消圖中用花邊圈起來的鑄鋼節點，該節點只是連接的桿件數量較多（達到8根），但連接桿件夾角均不算太小（連接桿件三維關系如圖9.10所示），并且受力也不大，通過采用STCAD對所有柳葉桁架該位置處節點按相貫節點進行強度近似驗算，發現按相貫節點處理基本可以滿足強度要求，最大節點強度比為0.77。(1)設計參數：主管：d＝245mmt＝8mm支管：mmmm鋼材Q345，強度設計值，屈服強度焊縫強度設計值(2)有限元分析參數設置單元：四節點彈塑性殼單元SHELL181材料：理想彈塑性材料，滿足Von-Mises屈服準則采用Q345鋼材，屈服強度345Mpa，彈性模量，泊松比0.3，剪切模量為。非線性：同時考慮材料非線性和幾何非線性(3)有限元模型采用的有限元計算模型如圖9.12所示，按圖9.11所示的鋼管實際截面、長度、角度建模。對圓管1和圓管2端部節點全約束。有限元模型單元數7560個，節點數7378個。(4)有限元分析根據STCAD軟件整體分析得出的荷載（見圖9.11）給有限元模型桿端節點加載。圖9.13正常工作荷載下Von-Mises應力云圖圖9.13為正常工作荷載下節點的應力圖，可以看出正常工作荷載下，節點處的應力小于鋼材屈服強度。圖9.14正常工作荷載下節點變形圖圖9.14為正常工作荷載下節點的變形圖，可以看出在正常工作荷載作用下，節點的變形很小，不會產生大變形。綜上所述，該相貫節點在正常工作荷載作用下，承載力和變形均可滿足要求。因此完全可以取消柳葉桁架最上面的這個鑄鋼節點。 5．主桁架下弦桿與水平支承連接處的加強 本報告第七部分相貫節點強度校核部分已經指出，主桁架下弦平面設置8道水平支撐處，由于水平支撐的作用，導致水平支撐與主桁架下弦連接處桿件內力較大，致使這部分相貫節點的強度不滿足要求，建議對這部分節點處增大主桁架下弦桿壁厚或設置套管，以加強節點的承載能力。6、水性無機富鋅底漆的涂裝鋼結構防腐涂層分底漆、中間漆和面漆三層，底漆直接與鋼鐵表面結合，底漆完好無損，鋼材就不會生銹，因而，底漆對防銹起著直接的至關重要的作用，面漆有審美要求，但從防腐觀點來看，面漆和中間漆都是用來保護底漆的，由于現有的面漆和中間漆都是有機漆，不耐老化，更不耐高溫，因而鋼材能否長效防腐，主要取決于底漆的選擇。某奧林匹克體育中心體育場是某市的標志性建筑，設計使用年限50年，鋼材表面的防護是建筑物長久、安全、美觀、的重要保障。該工程設計選用水性無機富鋅為底漆是很好的選擇，水性無機富鋅具有優異的電化學防腐性能，堅硬耐磨，耐高低溫，耐侯性好，鋼材帶涂層可焊可割。本工程鋼結構罩棚建在室外環境，防腐更應重視，水性無機富鋅漆只涂50，略顯少些，原因還有640m需要刷放火涂料，如果也涂裝中間漆