欧旻韬，陈 星

（1、广东省建筑设计研究院有限公司 广州510010；2、广东省工程勘察设计行业协会 广州510010）

0 前言

常见的大跨度钢结构形式有桁架、网架、网壳、悬索结构和索膜结构等空间结构。大跨度钢结构［1］主要特点有：用钢量相对较少、自重轻、材质均匀、受力计算可靠、加工制造简单、工业化程度高、运输安装方便、抗震性能强等。以网架、网壳、立体桁架这3 种形式最为常用，且加工、安装工艺成熟。

随着我国机场航站楼、高铁站房、体育场馆和会展中心等大型公共建筑的大量兴建，对大跨度空间钢结构的设计提出了更高要求。已建成的传统大跨度屋盖的结构形式大量雷同，缺乏新意，限制了屋盖建筑造型的创新。

本文以某具体工程实例为背景，介绍了一种新型的钢结构桁架［2］，该桁架主要由上下双层圆环形钢构件及连接竖杆组成，如图1 所示。该结构形式可用于大跨度钢结构。

图1 某双层错位圆环形桁架实景Fig.1 Real Scene of a Double-layer Staggered Ring Truss

1 受力特点及设计参数

1.1 单元受力状态分析

圆环形构件具有良好的套箍效应［3］，在外围均布压力或均布拉力荷载作用下，将外力转化为自身的压力或拉力，如图2所示。结构具有较好的面内刚度、承载力和良好的整体稳定性。

图2 圆环均匀受力时内力分布Fig.2 Internal Force Distribution of Ring under Uniform Force

1.2 平面受力状态分析

桁架的上下2个面分别有多个相互连接的圆环组成，上下两层圆环十字错开，如图3所示。利用圆环构件的套箍效应，上下两侧圆环各自组合形成一张具有良好刚性的膜，该膜对平面内X、Y两个方向两个边缘的拉力或压力具有良好的刚度和承载力，膜效应显著。……