在以往的空间桁架结构中，受力杆件大都为钢管，节点大都为球节点(螺栓实心球、焊接空心球)、钢板节点等，其设计与应用已相对成熟，在保证结构安全性、稳定性的前提下，结构的含钢量也基本确定在一定的范围内。为了更加经济有效，我们尝试在轻钢桁架结构工程中使用更加新颖的结构形式，以使建筑物更为轻巧、简捷、高效。
1 工程实例
某工业厂房工程，采用24 m三连跨门式刚架，梁、柱均为焊接H型钢，因建筑功能要求柱距16 m，并且要求在檩条上悬挂较大的荷载。经比较，采用桁架檩条比实腹檩条更经济，因而我们开发设计了薄壁型钢相贯节点钢桁架檩条，其特点如下：
1)钢桁架断面选用空间刚度最大的倒三角形，主材选用薄壁型钢，如图1。以两个对焊在一起的冷弯c型钢(也可采用冷弯方矩管)作为钢桁架檩条的两条上弦杆，这样，既增大了刚度，又可将屋面压型钢板直接设置在其上面，其余杆件均为薄壁钢管。C 型钢断面尺寸为120 mm ×50 mm ×20 mm×2.5 mm，薄壁钢管包括：Φ48×3.5，Φ60×3.5，Φ75.5×3.75，Φ114×4，Φ129×4。
2)节点形式为相贯节点，主要为薄壁冷弯型钢一薄壁钢管相贯，也有管一管相贯，这些节点是由直通的主杆与各支杆直接相贯交汇焊接而成的，节点形式非常简捷。
2 问题分析
1)节点设计方面：钢管与两根相扣对焊在一起的C型钢相交所形成的相贯节点，因冷弯型钢壁厚较薄，而存在强度较弱的“软肋”现象，且杆件在节点处易出现相互搭接及空间交汇点偏心的情况。
2)冷弯薄壁型钢的冷作硬化效应：冷弯薄壁型钢是由带钢冷弯轧制而成的，在生产过程中，因承受一定的压延冷拔作用，使钢材处于一定的冷作硬化状态，尤其在型钢断面的拐角处更为明显。具体表现为钢材的强度、硬度和屈强比提高，而韧性下降、塑性储备减少。所以，用冷弯薄壁型钢作为结构钢材要注意其冷作硬化效应，尤其注意其相贯节点在焊接作用下冷作硬化效应的影响。
3)焊接应力集中和焊接变形：相贯节点的焊缝是随着相贯线走向的空间全位置(平、横、立、仰)焊接的角焊缝，当把几根不同尺寸并存在厚度差异的杆件端头经下料处理后交汇焊接在冷弯型钢局部的一点时(本工程最多有6根杆件交汇于一点)，相贯节点的狭小区域及特殊的状况就会形成多道、多条焊缝的相互交叉与熔合，多次施焊也会使焊接区反复受热，必然会造成此部位处于应力集中状态，并引起冷弯型钢主杆件在端部发生变形。
3 解决措施
针对上述各种情况，我们采取了相应措施加以解决：
1)进行几种典型相贯接头的节点试验研究，模拟实际的受力状态，对接头进行机械性能破坏试验，分析破坏位置及形态，为工程设计提供依据。实际操作中，在相贯位置的选择上，尽量利用c型钢内卷槽边的支撑加强作用，对强度薄弱、容易破坏的“软肋”点采用垫板进行补强。对于杆件搭接及交汇点偏心对节点传力的不良影响，在节点计算时应考虑一定的强度折减系数。
2)对于钢材的冷作硬化效应进行材料及焊接性能试验，确认其对结构质量及安全性的影响程度。
3)施工前进行焊接工艺试验及焊接工艺评定：对焊接施工全过程，包括切割下料、拼装、焊接等操作工序制定出严格的工艺规程，尤其注意“软肋”部位应减少线能量及热输入以减少变形，对较大的组装间隙要点焊修补，过高、过厚的焊脚要打磨平滑，尽量避免应力集中。
4)焊接施工时要选用合格的焊工，焊前进行严格的技术交底，施焊操作力求尽量减少焊接缺陷。
4 试验检验
在实际桁架构件制作完成之后，我们随机抽取了几榀构件进行了加荷试验。检验了这种冷弯型钢相贯节点钢桁架
檩条的设计、施工及应用，以确保此类轻钢桁架檩条在设计荷载下正常、安全地工作。
4．1 试验条件
1)试件选取：在实际焊制的150组桁架檩条中随机抽取LT1、LT2、LT3、LT4构件l5组进行检验，选取LT2、LT4各一组进行加荷试验。
2)支承条件：分析桁架檩条的实际工作状况，采用4点上弦铰支，其中一端两个支承点为固定铰支，另一端两个支承点滚动铰支。
3)加载方式：荷载分级加于桁架檩条上弦节点，共12处，试验标准荷载P 为设计荷载，每级荷载取值0.6P、0.9P 、1.0P、1.1P、1.2P 、1.3P。
4．2 检测内容
1)试验过程中观测检验檩条的几何尺寸，节点及连接焊缝的外观变化情况。
2)检测桁架檩条下弦杆下挠变化情况。
4．3 试验结果
LT2、LT4下挠变形如图2。
LT4中下弦杆中部位置(4号位移计)为挠度最大点，其荷载与下挠值如图3(LT2与LT4曲线形状相同，其设计荷载
P=4.6kN)。
1)在试验过程中，未发现桁架檩条杆件、节点有明显破坏、变形等质量问题。卸载后，对焊缝进行磁粉探伤，未发现表面焊接缺陷。
2)加载至设计荷载的1.3倍，两榀桁架檩条的最大挠度值为：LT4，19.98mm；LT2，13.87 mm(图2)，均在其长度的千分之一以下，充分说明了冷弯薄壁结构空间刚度好的优点，更有利于大跨度空间结构的整体刚度。
3)从图3分析可以看出：桁架檩条下挠值在各级荷载作用下，变化均匀，无明显突变。直到荷载加至设计荷载的1.3倍，各点位移仍呈线性，可以认为各杆件的内力仍处在弹性范围内。
5 结论
通过试验检测和几年来的安全使用证明，采用冷弯薄壁型钢相贯节点的此类桁架檩条结构是一种经济有效、值得推广的结构形式。