網架結構是一種高次超靜定的空間桿系結構,若想十分精確地分析其內力和變形是很困難,因此,網架結構的計算也必須同其他結構一樣,在保證結構安全的前提下,對節點剛度、支座支承條件、桿件變形等進行適當的簡化,以使計算方法適應工程需要。網架結構的一般計算原則為:
(a)網架結構應進行在外荷載作用下的內力、變形計算,并根據具體情況,對地震、溫度變化、支座沉降及施工安裝荷載等作用下的內力、變形進行計算。上述計算可按彈性階段進行。鋼結構設計
(b)外荷載按靜力等效原則,將節點所轄區域內的荷載集中作用在該節點上。但當桿件上作用有局部荷載時,則應另外考慮局部彎矩的影響。
(c)結構分析時可忽略節點剛度的影響,假定節點為空間鉸接節點,所有桿件只承受軸向力。
(d)支承條件可根據支承結構的剛度和支座節點的構造情況,分別假定為一向可側移或兩向可側移、或無側移的鉸接支座或彈性支承。
目前網架結構的計算模型可分為三種類型,即空間鉸接桿系計算模型、交叉梁系計算模型和平板系計算模型。空間鉸接桿系計算模型將網架簡化為節點為鉸接的桿件組合體,以二力桿為計算單元;交叉梁系計算模型是將網架擬化為交叉梁系,以梁段作為計算單元,先求出梁的內力和節點位移,再回代求出桿件內力,根據是否考慮剪切變形的影響,有多種計算方法;平板系計算模型是將網架擬化為正交異性或各向同性的平板,先求出板的內力后再回代求出桿件內力,該種計算模型如不考慮剪切變形的影響,稱為擬板法;如考慮剪切變形的影響,則稱為擬夾層板法。
網架的節點形式及構造要求
(一)網架節點形式
按節點連接方式劃分有:
1)焊接連接,分為對接焊縫連接和角焊縫連接。
2)螺栓連接,采用拉力高強度螺栓連接。
(二)網架的節點構造應滿足以下基本要求:
1)受力合理,傳力明確。
2)盡量使桿件交匯于節點中心,使節點構造與所采用的計算假定基本相符。
3)構造簡單,制作簡便,安裝方便。
4)用鋼量省,造價低廉。
按節點的構造形式劃分有:
1)十字交叉鋼板節點,它是從平面桁架節點的基礎上發展而成,桿件由角鋼組成,桿件與節點板連接可采用角焊縫。
2)焊接空心球節點,由兩個熱壓成型的半球焊接而成。鋼管通過對接焊縫或角焊縫焊在球面之上。
3)螺栓球節點,它是通過螺栓、套筒等零件將鋼管與實心球連接起來。鋼結構設計
4)自相貫節點,它是將網架中腹桿(支管)端部經機械切削成相貫面后,直接焊在弦桿(主管)管壁上,或將一個方向弦桿焊在另一個弦桿管壁上。桿件可以是圓管或方管。
5)鋼管節點,它是把垂直空心圓柱體作為連接件,將鋼管直接焊在圓柱表面之上的節點。網架節點的形式要根據網架類型、受力性質、桿件截面、制造工藝和安裝方法等因素來確定。