桁架搭設規范GB15979》是中國工程建設標準，為桁架搭建提供技術要求與操作指導，適用于多種桁架結構，在桁架起拱方面，雖未明確提及，但可參考相關施工規范，如對跨度不小于4m的現澆鋼筋混凝土梁、板模板起拱要求，當設計無具體要求時，起拱高度宜為跨度的1/1000 - 3/1000。

桁架起拱的基本概念

1 桁架起拱的定義

桁架起拱是指在桁架制作或安裝時,預先在桁架跨度方向上設置一定的向上拱度，以抵消在使用過程中因荷載作用而產生的向下撓度，合理的起拱能夠確保桁架在長期使用過程中保持穩定的幾何形狀，避免因過度變形影響結構安全。

2 起拱的作用

1. 減少撓度：通過預先設置拱度，可以抵消桁架在荷載作用下的彈性變形，使桁架在受力后仍能保持接近水平的狀態。
2. 提高剛度：合理的起拱能夠優化桁架的受力分布，提高整體剛度，減少振動和變形。
3. 增強美觀性：在建筑和舞臺桁架中，起拱可以避免視覺上的下垂感，提升整體美觀度。
4. 延長使用壽命：減少長期荷載作用下的疲勞效應，提高桁架的耐久性。

GB15979規范對桁架起拱的要求

GB15979《鋼結構工程施工質量驗收規范》對桁架起拱的設計、施工和驗收提出了明確要求，主要包括以下幾個方面：

1 起拱值的確定

根據GB15979的規定,桁架的起拱值應根據桁架的跨度、材料特性、荷載類型等因素綜合計算確定，一般情況下，桁架的起拱值可按以下公式計算： [ f = \frac{L}{n} ]

• ( f ) 為起拱值（mm）；
• ( L ) 為桁架的跨度（mm）；
• ( n ) 為經驗系數，通常取300~500，具體數值需結合工程實際情況調整。

2 起拱的形狀

桁架起拱的形狀通常采用拋物線形或圓弧形，以確保荷載均勻分布，GB15979推薦優先采用拋物線形起拱，因其更符合桁架在荷載作用下的實際變形規律。

3 起拱的施工控制

1. 材料選擇：桁架材料應符合國家標準，確保強度和剛度滿足設計要求。
2. 加工精度：起拱加工應采用高精度設備，避免因加工誤差導致起拱效果不理想。
3. 安裝調整：桁架安裝時需進行起拱測量，確保實際拱度與設計值一致，允許偏差范圍應符合GB15979的規定（通常不超過設計值的±10%）。

桁架起拱的計算方法

1 理論計算

桁架起拱的計算需結合材料力學和結構力學原理,常用的計算方法包括：

1. 彈性變形法：基于桁架在荷載作用下的彈性變形計算起拱值。
2. 經驗公式法：參考GB15979和相關設計手冊，采用經驗公式估算起拱值。
3. 有限元分析法：對于復雜桁架結構，可采用有限元軟件模擬荷載作用下的變形，優化起拱設計。

2 計算示例

假設某桁架跨度為24m,采用Q355鋼材，設計荷載為5kN/m2，根據GB15979推薦的經驗系數（取n=400），其起拱值計算如下： [ f = \frac{24000}{400} = 60 \text{mm} ] 即該桁架的理論起拱值應為60mm。

桁架起拱的施工工藝

1 施工流程

1. 放樣與下料：根據設計圖紙進行桁架構件放樣，確保起拱曲線的準確性。
2. 焊接與組裝：采用高精度焊接工藝，避免因焊接變形影響起拱效果。
3. 預拼裝檢測：在正式安裝前進行預拼裝，測量實際拱度是否符合設計要求。
4. 現場安裝：采用全站儀或水準儀進行起拱測量，確保安裝精度。

2 質量控制要點

• 材料檢驗：確保鋼材、焊材等符合國家標準。
• 加工精度：起拱曲線的加工誤差應控制在±3mm以內。
• 焊接質量：焊縫應符合GB50205《鋼結構工程施工質量驗收規范》的要求。
• 安裝調整：安裝過程中需實時監測起拱值，必要時進行調整。

桁架起拱的常見問題及解決方案

1 起拱不足或過大

• 原因：計算錯誤、加工誤差或安裝不當。
• 解決方案：重新校核設計參數，調整加工工藝，必要時增設臨時支撐進行調整。

2 起拱不均勻

• 原因：焊接變形、荷載分布不均或支撐系統剛度不足。
• 解決方案：優化焊接順序，加強支撐系統剛度，確保荷載均勻分布。

3 長期使用后拱度變化

• 原因：材料蠕變、荷載超限或連接節點松動。
• 解決方案：定期檢測桁架變形情況，必要時進行加固或更換受損構件。

實際工程案例分析

1 某體育館桁架起拱施工

某體育館采用大跨度鋼桁架結構,跨度達45m，根據GB15979規范，設計起拱值為90mm（n=500），施工過程中采用激光測距儀實時監測起拱值，最終安裝誤差控制在±5mm以內，滿足規范要求。

2 某舞臺桁架起拱優化

某大型舞臺桁架因荷載變化頻繁,原設計起拱值偏小，導致使用中出現明顯下垂，經重新計算并調整起拱值至120mm后，桁架變形問題得到有效解決。