管桁架結(jié)構(gòu)分類(lèi)

管桁架以桁架結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，因此其結(jié)構(gòu)形式與桁架的形式基本相同，外形與其用途有關(guān)。
    就屋架來(lái)說(shuō)，外形一般為三角形、梯形、平行弦及拱形桁架。桁架的腹桿形式常用的有芬克氏、人字式、豪式（也叫單向斜桿式）、再分式、交叉式。其中前四種為單系腹桿，第五種交叉腹桿又稱(chēng)為復(fù)系腹桿。
    1.按受力特點(diǎn)和桿件布置分類(lèi)
    根據(jù)受力特點(diǎn)和桿件布置不同，分為平面管桁架結(jié)構(gòu)[普拉特(Pratt)式桁架、華倫(Warren)式橋架、芬克(Fink)式桁架和拱形桁架，及其各種演變形式，和空間管桁架結(jié)構(gòu)(通常為三角形截面)。
    平面管桁架結(jié)構(gòu)的上弦、下弦和腹桿都在同一平面內(nèi)，結(jié)構(gòu)平面外剛度較差，一般需要通過(guò)側(cè)向支撐保證結(jié)構(gòu)的側(cè)向穩(wěn)定，普拉特(Pratt)式桁架、華倫(Warren)式桁架、芬克(Fink)式桁架和拱形桁架，及其他各種演變形式，都可以用作平面管桁架結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)有管桁結(jié)構(gòu)的工程中，多采用華倫桁架和普拉特桁架形式，華倫桁架一般是最經(jīng)濟(jì)的布置，與普拉特桁架相比華倫桁架只有它一半數(shù)量的腹桿與節(jié)點(diǎn)，且腹桿下料長(zhǎng)度統(tǒng)一，這樣可極大地節(jié)約材料與加工工時(shí)，此外華倫桁架較容易使用有間隙的接頭，這種接頭容易布置。同樣，形狀規(guī)則的華倫桁架具有更大的空間去滿足放置機(jī)械、電氣及其他設(shè)備的需要。
    三角形空間管桁架結(jié)構(gòu)截面分正三角形和倒三角形兩種，兩種截面形式的桁架各有優(yōu)缺點(diǎn)。倒三角形截面中，上弦有兩根桿件，而通常上弦是受壓構(gòu)件，從桿件的穩(wěn)定性考慮，上弦受壓容易失穩(wěn)，下弦受拉不存在穩(wěn)定性問(wèn)題，因而倒三角截面形式是-種比較合理的截面形式。這種截面形式，由兩根上弦桿通過(guò)斜腹桿與下弦桿連接后，再在節(jié)點(diǎn)處設(shè)置水平連桿，而且支座支點(diǎn)多在上弦處，從而構(gòu)成了上弦側(cè)向剛度較大的屋架。另外，這種形式的兩根上弦貼靠屋面，下弦只有一根桿件，給人以輕巧的感覺(jué)。除此之外，這種倒三角截面形式也會(huì)減少檁條的跨度。因此，實(shí)際工程中大量采用的是倒三角截面形式的桁架。
    正三角截面桁架的主要優(yōu)點(diǎn)在于上弦是一根桿件，檁條和天窗架支柱與上弦的連接較簡(jiǎn)單，多用于屋架及輸管棧道。
    2.按連接構(gòu)件的不同截面分類(lèi)
    根據(jù)連接構(gòu)件的截面不同，分為C—C型桁架、R—R型桁架和R—C型桁架。
    C—C型桁架：主管和支管均為圓管相貫，相貫線為空間馬鞍形曲線。
    C—C型桁架是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的一種，一方面因?yàn)閳A管出現(xiàn)及對(duì)其研究較早，應(yīng)用也比較成熟。20世紀(jì)50年代美國(guó)就開(kāi)始進(jìn)行管節(jié)點(diǎn)的研究，從60年代起管節(jié)點(diǎn)的研究在許多國(guó)家廣泛開(kāi)展，60年代末、70年代初一些規(guī)范開(kāi)始納入圓管節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。除了具有空心管材普遍的優(yōu)點(diǎn)外，圓鋼管與其他截面管材相比具有較高的慣性半徑及有效的抗扭截面。圓管相交的節(jié)點(diǎn)相貫線為空間的馬鞍形曲線，設(shè)計(jì)、加工、放樣比較復(fù)雜，但由于鋼管相貫自動(dòng)切割機(jī)的發(fā)明和使用，促進(jìn)了管桁結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用。

R—R型桁架：主管和支管均為方鋼管或矩形管相貫。

方鋼管和矩形鋼管用作抗壓、抗扭構(gòu)件有突出的優(yōu)點(diǎn)，用其直接焊接組成的方管桁架具有節(jié)點(diǎn)形式簡(jiǎn)單、外形美觀的優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)外得以廣泛的應(yīng)用，近年在國(guó)內(nèi)也開(kāi)始使用，如吉林滑冰練習(xí)館、哈爾濱冰雪藝術(shù)展覽館、上海“東方明珠”電視塔等。我國(guó)現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中加入了矩形管的設(shè)計(jì)公式，這將進(jìn)一步推進(jìn)管桁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。
   R—C型桁架：矩形截面主管與圓形截面支管直接相貫焊接。
   圓管與矩形管的雜交型管節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的桁架形式新穎，能充分利用圓形截面管作軸心受力構(gòu)件，矩形截面管作壓彎和拉彎構(gòu)件。矩形管與圓管相交的節(jié)點(diǎn)相貫線均為橢圓曲線，比圓管相貫的空間曲線易于設(shè)計(jì)與加工。

按桁架的外形分類(lèi)
    直線形與曲線形管桁架結(jié)構(gòu)，隨著社會(huì)對(duì)美學(xué)要求的不斷提高，為了滿足空間造型的多樣性，管桁架結(jié)構(gòu)多做成各種曲線形狀，豐富結(jié)構(gòu)的立體效果。當(dāng)設(shè)計(jì)曲線形管桁架結(jié)構(gòu)時(shí)，有時(shí)為了降低加工成本，桿件仍然加工成直桿，由折線近似代替曲線。如果要求較高，可以采用彎管機(jī)將鋼管彎成曲管，這樣可以獲得更好的建筑效果。