桁架搭建規(guī)范（桁架設(shè)計(jì)中如何優(yōu)化空間利用率）

渭南鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公司 8小時(shí)前 05:52:02 1 搶沙發(fā)

桁架是一種常見的建筑結(jié)構(gòu)，它由一系列垂直和水平桿件組成，通過鉸接點(diǎn)連接。在桁架設(shè)計(jì)中，優(yōu)化空間利用率是一個(gè)重要的目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，設(shè)計(jì)師需要考慮多個(gè)因素，如桿件的布置、節(jié)點(diǎn)的位置和類型等。通過合理的桿件布置和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，可以提高桁架的結(jié)構(gòu)性能，如承載力、剛度和穩(wěn)定性等。還可以通過調(diào)整桿件的尺寸和材料來進(jìn)一步優(yōu)化空間利用率。桁架搭建規(guī)范要求設(shè)計(jì)師在保證結(jié)構(gòu)性能的同時(shí)，充分考慮空間利用的最大化。

桁架設(shè)計(jì)尺寸相關(guān)因素

一、常見尺寸分類

桁架尺寸因用途有所不同，可分為以下幾類：

小型桁架：常見于展覽展示行業(yè)，如展臺背景架、廣告背景架等，尺寸一般較小便于攜帶和安裝，常見規(guī)格有200mm200mm、250mm250mm等，也有20cmx20cm、20cmx40cm、20cmx60cm、20cmx100cm、20cmx150cm、20cmx200cm等規(guī)格，還有直徑20公分（鐵架）、25公分（鋁合金）的情況，長度可能有0.5，0.7，0.8，1.0，1.2，1.4，1.6，2.0，3.0米等。其尺寸較小主要是滿足一些小型展示場景需求，不需要承受過大負(fù)載且便于運(yùn)輸和快速搭建。
中型桁架：多用于搭建舞臺、燈光架、音響架等，需要更強(qiáng)的穩(wěn)定性和承重能力，常見規(guī)格為300mm300mm至400mm400mm，像290x290mm、350x350mm等也是常見的舞臺桁架規(guī)格尺寸，方管桁架規(guī)格尺寸一般有1米、1.6米、2米、3米等，這種規(guī)格既能滿足一般的舞臺搭建需求，也便于運(yùn)輸和存儲。
大型桁架：主要用于大型舞臺、龍門架、篷房架等場合，其尺寸較大，承重能力更強(qiáng)，常見規(guī)格有450mm450mm、500mm500mm、600mm*760mm等，能夠承受重達(dá)1000千克的負(fù)載，跨度可超過20米，是大型活動(dòng)的首選。

二、尺寸確定因素

（一）負(fù)載要求

設(shè)備與人員負(fù)載：桁架需要承受吊裝設(shè)備、燈光音響等設(shè)備的重量，以及表演人員、道具等的負(fù)載。如果負(fù)載較大且集中，就需要更大尺寸的桁架來保證結(jié)構(gòu)安全。例如在大型演唱會舞臺上，有大量的燈光設(shè)備、音響設(shè)備以及眾多演員同時(shí)在舞臺上，就需要較大規(guī)格的桁架來承載這些重量。不同的負(fù)載分布情況也會影響桁架尺寸，若負(fù)載集中在某一區(qū)域，該區(qū)域?qū)?yīng)的桁架桿件就需要更大的承載能力，可能需要增加桿件尺寸或者加密桿件布局。
動(dòng)態(tài)負(fù)載考慮：除了靜態(tài)負(fù)載，還需要考慮動(dòng)態(tài)負(fù)載的影響。例如在有振動(dòng)源（如舞臺上的大型低音炮）或者移動(dòng)設(shè)備（如舞臺上可移動(dòng)的道具或表演機(jī)械）的情況下，桁架需要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性來抵抗動(dòng)態(tài)力的作用。這可能需要增加桁架的尺寸或者采用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來分散動(dòng)態(tài)負(fù)載。

（二）跨度要求

跨度與尺寸關(guān)系：跨度越大，所需的桁架規(guī)格尺寸就越大，以提供足夠的支撐和穩(wěn)定性。比如搭建一個(gè)長20米的橋梁桁架，相比于10米跨度的橋梁桁架，其桿件的尺寸和整體結(jié)構(gòu)的尺寸都需要增大，可能需要采用更大管徑的桿件、增加桿件的數(shù)量或者改變桁架的結(jié)構(gòu)形式（如從簡單的平行弦桁架改為更穩(wěn)固的三角形桁架或拋物線形桁架）來滿足大跨度下的力學(xué)要求。
不同跨度下的常見選擇：在小跨度情況下（如5 - 10米），小型或中型桁架可能就能夠滿足要求；當(dāng)跨度達(dá)到10 - 20米時(shí)，可能需要中型到大型的桁架；而跨度超過20米的大型結(jié)構(gòu)，則通常需要大型桁架并且要經(jīng)過詳細(xì)的結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算和設(shè)計(jì)。

（三）安全要求

承載能力安全系數(shù)：桁架的規(guī)格尺寸需要滿足相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)，如承載能力、穩(wěn)定性等。為確保在使用過程中不發(fā)生意外，設(shè)計(jì)時(shí)會考慮一定的安全系數(shù)。例如在計(jì)算得到理論承載10噸的桁架時(shí)，根據(jù)使用環(huán)境和重要性程度，可能會按照1.5 - 2倍的安全系數(shù)來設(shè)計(jì)，也就是實(shí)際設(shè)計(jì)桁架要能承載15 - 20噸的重量，這可能就需要增大桁架的尺寸或者提高材料的強(qiáng)度等級。
穩(wěn)定性要求：桁架的穩(wěn)定性也是安全的重要方面，包括抗傾覆穩(wěn)定性、抗風(fēng)穩(wěn)定性（對于戶外桁架）等。為了保證穩(wěn)定性，可能需要增加桁架的底部支撐面積（如增大桁架的底座尺寸或者增加支撐立柱的數(shù)量），這也會影響到桁架的整體尺寸設(shè)計(jì)。

（四）使用環(huán)境

戶外環(huán)境影響：戶外使用的桁架需要考慮到風(fēng)壓、雨淋等環(huán)境影響，因此其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求更高。例如在海邊或者高海拔地區(qū)，風(fēng)壓較大，桁架的桿件需要更大的截面尺寸來抵抗風(fēng)荷載，整體結(jié)構(gòu)也可能需要更穩(wěn)固的連接方式和更合理的布局，從而可能導(dǎo)致桁架尺寸增大。而且戶外環(huán)境可能存在腐蝕因素，可能需要采用更大尺寸的桿件或者增加防護(hù)層厚度，這也間接影響了桁架的整體尺寸。
室內(nèi)環(huán)境特點(diǎn)：室內(nèi)使用的桁架則更注重外觀和空間利用率。在空間有限的室內(nèi)環(huán)境下，可能會選擇尺寸較小但結(jié)構(gòu)合理的桁架，并且可以根據(jù)室內(nèi)裝修風(fēng)格對桁架進(jìn)行外觀設(shè)計(jì)（如進(jìn)行表面涂裝或者包裹裝飾材料），在滿足功能要求的同時(shí)盡量減少對空間的占用。

（五）支撐方式

立柱支撐：如果采用立柱支撐桁架，桁架的尺寸設(shè)計(jì)需要考慮立柱的承載能力、間距以及與桁架的連接方式。立柱間距較大時(shí)，桁架的桿件內(nèi)力會增大，可能需要增大桁架尺寸；同時(shí)，立柱與桁架連接點(diǎn)的局部受力較大，需要在連接部位進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)，這可能涉及到桁架局部桿件尺寸的調(diào)整。
懸掛支撐：對于懸掛支撐的桁架，需要考慮懸掛點(diǎn)的承載能力、懸掛繩索或吊桿的強(qiáng)度和長度等因素。懸掛點(diǎn)的間距和布局會影響桁架的受力分布，從而影響桁架的尺寸設(shè)計(jì)。例如，懸掛點(diǎn)間距較大時(shí)，桁架自身需要有足夠的剛度和強(qiáng)度來抵抗由于懸掛產(chǎn)生的內(nèi)力，可能需要增大桁架的尺寸或者采用特殊的桁架結(jié)構(gòu)形式。