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

 1. 平面桁架拱

 特點與優(yōu)勢

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

 施工便捷：節(jié)點連接簡單（如焊接或螺栓連接），施工周期較短。

 經(jīng)濟性：材料用量較少，適合中小跨度（一般跨度 ≤ 30m）。

 設(shè)計要點

 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)點設(shè)計：節(jié)點可簡化為鉸接或剛接，但需注意次應(yīng)力（節(jié)點剛性引起的彎曲應(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)。

 適用場景：跨度較小、荷載分布均勻、對空間剛度要求不高的工程。

 2. 立體桁架拱

 特點與優(yōu)勢

 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方向。

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

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

 設(shè)計要點

 空間受力分析：需通過有限元法或空間桿系計算，考慮三維荷載傳遞。

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

 起拱要求：跨度 ≥ 30m時，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）。

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

設(shè)計規(guī)范與計算

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

 計算方法：  

   平面桁架：可簡化為鉸接模型（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

 平面桁架：需提前設(shè)置支撐體系（如臨時支撐架），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（如沈陽南站案例），需校核施工階段內(nèi)力變化。  

 焊接節(jié)點：直接相貫焊接節(jié)點需嚴格控制焊縫質(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)雜荷載場景，具有更好的空間穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。  

 選擇時需綜合考慮跨度、荷載、施工條件、成本及美學(xué)要求，并結(jié)合規(guī)范進行詳細設(shè)計與驗算。

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