鋼結構桁架起拱要求規(guī)范明確，旨在確保結構穩(wěn)定性與外觀質(zhì)量，施工時，對跨度不小于4m的現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁、板，模板應按設計要求起拱；設計無要求時，起拱高度宜為跨度的1/1000~3/1000，鋼結構起拱高度計算遵循《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017），需考慮多種因素，實際工程中，如四平卷煙廠聯(lián)合工房及2023年某30M大跨度鋼桁架制作項目，均依據(jù)規(guī)范進行預拼裝與起拱操作，以改善外觀、滿足運輸條件并確保結構性能。

鋼結構桁架起拱的定義與作用

1 起拱的定義

起拱（Camber）是指在鋼結構桁架制造或安裝時，預先在桁架跨度方向上設置一定的向上拱度，以抵消在荷載作用下可能產(chǎn)生的向下?lián)隙龋鸸巴ǔＲ澡旒芸缍鹊陌俜直然蚓唧w數(shù)值表示。

2 起拱的作用

1. 抵消荷載撓度：在靜荷載和活荷載作用下，桁架會產(chǎn)生向下變形，起拱可以預先補償這一變形，使結構在使用狀態(tài)下保持水平或接近設計標高。
2. 提高結構剛度：合理的起拱能夠優(yōu)化桁架的受力性能，減少長期荷載下的塑性變形。
3. 滿足建筑功能需求：對于大跨度鋼結構，如體育館、展覽館等，起拱可確保屋面排水順暢，避免積水問題。
4. 符合規(guī)范要求：許多國家和行業(yè)標準對鋼結構桁架的起拱值有明確規(guī)定，合理的起拱設計是滿足規(guī)范的必要條件。

鋼結構桁架起拱的規(guī)范要求

1 國內(nèi)外相關規(guī)范

鋼結構桁架的起拱設計需符合相關國家和行業(yè)標準,主要包括：

• 中國標準：《鋼結構設計標準》（GB 50017）、《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB 50205）等。
• 美國標準：AISC 303-16《Code of Standard Practice for Steel Buildings and Bridges》。
• 歐洲標準：EN 1993-1-1（Eurocode 3）等。

2 起拱的基本要求

1. 起拱值計算：起拱值通常根據(jù)桁架跨度、荷載類型（如恒載、活載、風載等）以及材料特性進行計算。
2. 起拱形狀：可采用直線起拱或曲線起拱，具體取決于桁架的結構形式和受力特點。
3. 施工控制：起拱應在工廠預制階段完成，并在安裝過程中進行復核，確保符合設計要求。

3 典型起拱值推薦

根據(jù)GB 50017及相關工程經(jīng)驗，常見的起拱值推薦如下：

• 普通桁架：起拱值通常為跨度的1/500～1/1000。
• 大跨度桁架（如體育場館、機場航站樓）：起拱值可能達到跨度的1/300～1/500，以應對較大的荷載變形。
• 橋梁桁架：由于動荷載影響，起拱值需結合疲勞分析確定，通常比建筑桁架更大。

鋼結構桁架起拱的計算方法

1 基于荷載分析的起拱計算

起拱值通常根據(jù)桁架在荷載作用下的預期撓度反算得出,計算公式可表示為： [ \Delta{camber} = \Delta{dead} + \frac{1}{2} \Delta_{live} ]

• (\Delta_{dead}) 為恒載作用下的撓度；
• (\Delta_{live}) 為活載作用下的撓度。

2 有限元分析輔助計算

對于復雜桁架結構,可采用有限元分析（FEA）模擬荷載作用下的變形，并據(jù)此確定合理的起拱值，現(xiàn)代BIM技術也可用于優(yōu)化起拱設計。

3 考慮溫度與長期變形的影響

鋼結構受溫度變化和長期荷載（如徐變）影響，起拱設計需預留一定的調(diào)整余量，避免因環(huán)境因素導致結構變形超標。

鋼結構桁架起拱的施工控制

1 工廠預制階段的起拱控制

1. 放樣與下料：根據(jù)設計圖紙精確放樣，確保起拱曲線的準確性。
2. 焊接與組裝：采用合理的焊接順序，避免因焊接變形影響起拱效果。
3. 預拼裝檢測：在出廠前進行預拼裝，使用全站儀或激光測距儀復核起拱值。

2 現(xiàn)場安裝階段的起拱控制

1. 支撐與臨時固定：安裝時需設置臨時支撐，確保桁架在起拱狀態(tài)下穩(wěn)定。
2. 測量與調(diào)整：采用高精度測量儀器（如全站儀、水準儀）監(jiān)測起拱值，必要時進行調(diào)整。
3. 驗收標準：根據(jù)GB 50205，起拱偏差應控制在設計值的±10%以內(nèi)。

常見問題與解決方案

1 起拱不足或過大

• 原因：計算錯誤、施工誤差或材料性能不達標。
• 解決方案：加強設計復核，優(yōu)化施工工藝，必要時采用千斤頂?shù)仍O備調(diào)整。

2 起拱不均勻

• 原因：焊接變形、支撐不均勻或荷載分布不均。
• 解決方案：優(yōu)化焊接工藝，確保支撐系統(tǒng)剛度，并進行荷載均衡分析。

3 長期使用后起拱失效

• 原因：材料蠕變、連接節(jié)點松動或超載。
• 解決方案：定期檢測維護，必要時增設加固措施。

鋼結構桁架的起拱設計是確保結構安全和使用功能的關鍵環(huán)節(jié),合理的起拱值需結合荷載分析、規(guī)范要求和施工控制綜合確定，通過科學的計算、嚴格的施工管理和規(guī)范的驗收標準，可以有效提升鋼結構桁架的穩(wěn)定性和耐久性，隨著數(shù)字化技術的發(fā)展，BIM和智能監(jiān)測將在起拱控制中發(fā)揮更大作用。

參考文獻

1. GB 50017-2017《鋼結構設計標準》
2. GB 50205-2020《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》
3. AISC 303-16《Code of Standard Practice for Steel Buildings and Bridges》
4. EN 1993-1-1 Eurocode 3: Design of steel structures

（全文完）