精彩內(nèi)容 

網(wǎng)架( 網(wǎng) 殼)結(jié)構作為一種高次超靜定空間桿系結(jié)構,，由于其受力性能好(理論上桿件只受軸力作用)、剛度大,、整體性及抗震性能好,、承載力強、受支座不均勻沉降影響小,、適應性強,，而計算理論的日益完善以及計算機技術飛速發(fā)展,，使得對任何極其復雜的三維結(jié)構的分析與設計成為可能,，因此網(wǎng)架結(jié)構被廣泛應用于工業(yè)與民用建筑領域中。但網(wǎng)架結(jié)構如果其支承結(jié)構,、支座型式及邊界條件設計不合理會對網(wǎng)架結(jié)構的安全性和經(jīng)濟性造成重要影響,。

目前在很多工程中，網(wǎng)架（網(wǎng)殼）一般由專業(yè)的鋼構公司根據(jù)事先假定的邊界約束條件進行設計,，再將他們算出來的支座反力作為外加荷載作用到下部支承結(jié)構中,。把網(wǎng)架（網(wǎng)殼）和下部支承結(jié)構分開計算，網(wǎng)架支座相對于下部結(jié)構的位移雖然可以通過彈性約束方法模擬,，但是由下部支承結(jié)構變形帶來的支座沉陷等支座本身的變位很難估算準確,，算出來的結(jié)構內(nèi)力在某些情況下會與實際情況差別較大，可能會給工程留下安全隱患,。下部結(jié)構可能是柱,，也可能是梁，也可能是其他結(jié)構形式,，不僅剛度是有限的,，而且具體工程剛度差異可能很大，在這種假定條件下,，算出來的桿件內(nèi)力,、支座反力及下部結(jié)構內(nèi)力與采用網(wǎng)架支座剛度為實際剛度且上、下部結(jié)構共同工作的力學模型所計算出來的結(jié)果肯定是不相同的,。另外,，分開計算還割裂了上下部結(jié)構的協(xié)同工作,，使得上、下部結(jié)構的周期和位移計算均不準確,。

通常網(wǎng)架的支承可以分為：周邊支承,、點支承以及點支承與周邊支承混合使用三種方式，周邊支承是將網(wǎng)架周邊節(jié)點擱置在梁或柱上,，點支承則是將網(wǎng)架支座以較大的間距擱置于獨立梁或柱上,，柱子與其他結(jié)構無聯(lián)系。網(wǎng)架（網(wǎng)殼）擱置在梁或柱上時,，可以認為梁和柱的豎向剛度很大,，忽略梁的豎向變形和柱子軸向變形，因此網(wǎng)架（網(wǎng)殼）支座豎向位移為零,，網(wǎng)架（網(wǎng)殼）支座水平變形應考慮下部結(jié)構共同工作,。在周邊支承網(wǎng)架（網(wǎng)殼）支座的徑向應將下部支承結(jié)構作為網(wǎng)架（網(wǎng)殼）結(jié)構的彈性約束，而點支承網(wǎng)架（網(wǎng)殼）支座的邊界條件應考慮水平X和Y兩個方向的彈性約束,。支承結(jié)構的等效彈簧剛度計算有如下幾種：

1）支承柱支承

柱子水平位移方向的等效彈簧剛度為：Kc=3EcIc/H3c

式中 Hc：柱高,；Ic：柱截面慣性矩。

2）兩端簡支梁支承

由長度為L,，網(wǎng)架支座位于距梁端為a的簡支梁的等效彈簧剛度為：Kb=3EbIbL/a2（L-a）2

式中 a ：作用點距梁端距離,；L：梁長；Ib：梁截面慣性矩,。

3）橡膠墊支座

由高度為Hp的橡膠墊支承的支座等效彈簧剛度為：

Kp=GpAp/Hp

式中 Ap：橡膠墊面積,；Hp：橡膠墊高。

在實際工程中往往是在梁頂或柱頂增加橡膠墊彈性支座,，特別是在大跨度網(wǎng)架中,，通過橡膠墊支座以滿足溫度應力的變形要求，這就要求考慮梁或柱彈性剛度與橡膠墊彈性剛度的疊加,，當K1與K2疊加時,，由位移疊加得其疊加剛度K為:1/K=1/K1+1/K2；有K=1/（1/K1+1/K2）,。

結(jié)構與基礎的連接區(qū)簡化為支座,，按其受力特征分為五種：活動鉸支座（滾軸支座），固定鉸支座,，定向支座（滑動支座）,，固定（端）支座和彈性（彈簧）支座。

彈性支座在提供反力的同時產(chǎn)生相應的位移,，反力與位移的比值保持不變,，稱為彈性支座的剛度系數(shù)。彈性支座既可提供移動約束,，也可提供轉(zhuǎn)動約束,。當支座剛度與結(jié)構剛度相近時,，宜簡化為彈性支座。當結(jié)構某一部分承受荷載時（如研究結(jié)構穩(wěn)定問題）,，其相鄰部分可看作是該部分的彈性支承,，支座的剛度取決于相鄰部分的剛度（如將斜拉橋的斜拉索簡化為彈簧支座）。當支座剛度遠大于或遠小于該部分的剛度時,，彈性支座則向前四種理想支座轉(zhuǎn)化,。

圖 彈性支座與理想支座

網(wǎng)架結(jié)構一般都支承在柱頂或圈梁等下部支承結(jié)構上，支座節(jié)點即指位于支承結(jié)構上的網(wǎng)架節(jié)點,。它既要連接在網(wǎng)架支承處匯交的桿件,，又要支承整個網(wǎng)架，并將作用在網(wǎng)架上的荷載傳遞到下部支承結(jié)構,。因此,，支座節(jié)點是網(wǎng)架結(jié)構與下部支承結(jié)構聯(lián)系的紐帶，也是整個結(jié)構中的一個重要部位,。一個合理的支座節(jié)點必須是受力明確,、傳力簡捷、安全可靠,，同時還應做到構造簡單合理,，制作簡單方便，具有較好的經(jīng)濟性,。

網(wǎng)架結(jié)構的支座節(jié)點應能保證安全可靠地傳遞支承反力,，因此必須具有足夠的強度和剛度,。在豎向荷載作用下,，支承節(jié)點一般均為受壓，但在一些斜放類的網(wǎng)架中,，局部支座節(jié)點可能承受拉力作用,，有時還可能要承受水平力的作用，設計時應使支座節(jié)點的構造適應它們的受力特點,。同時支座節(jié)點的構造還應盡量符合計算假定,，充分反映設計意圖。由于網(wǎng)架結(jié)構是高次超靜定的桿件體系,，支座節(jié)點的約束條件對網(wǎng)架的節(jié)點位移和桿件內(nèi)力影響較大,；約束條件在構造和設計間的差異將直接導致桿件內(nèi)力和支座反力的改變，有時還會造成桿件內(nèi)力變號,。因此對網(wǎng)架結(jié)構支座節(jié)點的設計應給予足夠的重視,。

網(wǎng)架結(jié)構設計是否安全、經(jīng)濟,，最關鍵因素首先在于所選的支承結(jié)構,、支座型式及邊界條件是否合理,，為此在具體設計中我們盡可能避免將上部網(wǎng)架結(jié)構與下部支承系統(tǒng)單獨分析、設計,，尤其當網(wǎng)架支座相對于下部結(jié)構的位移很難通過彈性約束方法模擬時,，更應當將支承結(jié)構與上部網(wǎng)架一起進行整體建模、計算分析,，以使所計算出來的結(jié)果更符合實際,。