2網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)主要內(nèi)容容網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)概述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)的荷載載、作用用與一般般設(shè)計(jì)原原則網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)的基本本理論和和分折方方法網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)的有限限元法——空間桁架架位移法法網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)的擬夾夾層板分分析法網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)的抗震震分析網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)桿件設(shè)設(shè)計(jì)與節(jié)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造造2.1網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)概述2.1.1網(wǎng)格結(jié)構(gòu)構(gòu)與網(wǎng)架架結(jié)構(gòu)定定義空間網(wǎng)格格結(jié)構(gòu)是是由多根根桿件按按照某種種有規(guī)律律的幾何何圖形通通過(guò)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)連接起起來(lái)的空空間結(jié)構(gòu)構(gòu)?？臻g網(wǎng)格格結(jié)構(gòu)通通常可分分為雙層層(多層)平板網(wǎng)格格結(jié)構(gòu)(網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)或網(wǎng)架架)，單層和和雙層的的曲面網(wǎng)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)構(gòu)(網(wǎng)殼)，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)構(gòu)是網(wǎng)架架與網(wǎng)殼殼的總稱稱。2.1.2網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)的優(yōu)越越性1.空間工作作，傳力力途徑簡(jiǎn)簡(jiǎn)捷，是是一種較較好的大大跨度、、大柱網(wǎng)網(wǎng)屋蓋結(jié)結(jié)構(gòu)。2.重量輕，，經(jīng)濟(jì)指指標(biāo)好。。3.剛度大，，抗震性性能好。。4.施工安裝裝簡(jiǎn)便。。5.桿件和節(jié)節(jié)點(diǎn)便于于定型化化、商品品化，可可在工廠廠中成批批生產(chǎn)，，有利于于提高生生產(chǎn)效率率。6.網(wǎng)架的平平面布置置靈活，，屋蓋平平整，有有利于吊吊頂、安安裝管道道和設(shè)備備。2.1.3網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)的形式式與分類類主要有15種網(wǎng)架，，根據(jù)其其組成可可劃分為為四大類類。1、由平面面桁架系系組成的的網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)，它它是由平平面桁架架發(fā)展和和演變過(guò)過(guò)來(lái)的。。由于平平面桁架架系的數(shù)數(shù)量和設(shè)設(shè)置方位位不同。。這類網(wǎng)網(wǎng)架又可可分成四四種：(1)兩向正交交正放網(wǎng)網(wǎng)架；(2)兩向正交交斜放網(wǎng)網(wǎng)架；(3)兩向斜交交斜放網(wǎng)網(wǎng)架；(4)三向網(wǎng)架架。2、由四角角錐體組組成的網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)，它的的基本單單元是由由4根弦桿、、4根斜桿構(gòu)構(gòu)成的正正四角錐錐體。由由這些四四角錐體體排列組組成網(wǎng)架架時(shí)，還還要用上上弦桿或或下弦桿桿把相鄰鄰的錐頂頂連接起起來(lái)。根根據(jù)錐體體的組合合方式和和連接錐錐頂弦桿桿的方向向不同，，這類四四角錐體體組成的的網(wǎng)架又又可分為為六種：：（1）正放四角角錐網(wǎng)架架；（2）正放抽抽空四角角錐網(wǎng)架架；（3）斜放四四角錐網(wǎng)網(wǎng)架；（（4）棋盤(pán)形形四角錐錐網(wǎng)架；；（5）星形四四角錐網(wǎng)網(wǎng)架；（6）單向折折線形網(wǎng)網(wǎng)架，又又稱折板板型網(wǎng)架架。3、由三角角錐體組組成的網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)，它的的基本單單元是由由3根弦桿、、3根斜桿所所構(gòu)成的的正三角角錐體，，即四面面體。三三角錐體體可以順順置，也也可以倒倒置。根根據(jù)三角角錐體的的組合方方式和連連接錐頂頂弦桿的的方法不不同，這這類三角角錐體組組成的網(wǎng)網(wǎng)架又可可分為四四種：（1）三角角錐網(wǎng)架架：由順順置的錯(cuò)錯(cuò)格排列列的三角角錐體與與三向互互成60o的上弦桿桿系連接接而成。。（2）抽空三三角錐網(wǎng)網(wǎng)架I型：它可可由三角角錐網(wǎng)架架跳格式式地抽去去錐體的的3根斜桿和和相應(yīng)的的6根下弦桿桿而成。。（3）抽空三三角錐網(wǎng)網(wǎng)架Ⅱ型：它可可由三角角錐網(wǎng)架架采用另另一種跳跳格方式式，抽去去錐體的的3根斜桿和和相應(yīng)的的6根下弦桿桿而成。。（4）蜂窩形形三角錐錐網(wǎng)架：：這是由由倒置的的三角錐錐體兩兩兩相連而而成。4.由六角錐錐體組成成的網(wǎng)架架結(jié)構(gòu)，，它的基基本單元元體是由由6根弦桿、、6根斜桿構(gòu)構(gòu)成的正正六角錐錐體，即即七面體體。2.1.5網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)的選型型影響網(wǎng)架架選型的的因素是是多方面面的，如如網(wǎng)架制制作、安安裝方法法、用鋼鋼指標(biāo)、、跨度大大小、剛剛度要求求、平面面形狀、、支承條條件等都都在一定定程度上上影響著著確定采采用哪一一種網(wǎng)架架形式。。1．如節(jié)點(diǎn)點(diǎn)采用焊焊接，由由平面桁桁架系組組成的網(wǎng)網(wǎng)架，其其制作比比由四角角錐體組組成的網(wǎng)網(wǎng)架較為為方便；；兩向正正交網(wǎng)架架又比兩兩向斜交交網(wǎng)架及及三向網(wǎng)網(wǎng)架方便便；四角角錐網(wǎng)架架比三角角錐網(wǎng)架架方便。。2．安裝方方法不采采用整體體提升或或吊裝，，采用分分條或分分塊安裝裝，或采采用高空空滑移法法時(shí)，選選用兩向向正交正正放網(wǎng)架架、正放放四角錐錐網(wǎng)架、、正放抽抽空四角角錐網(wǎng)架架等三種種正交正正放類網(wǎng)網(wǎng)架比選選用斜放放類網(wǎng)架架有利。。3．用鋼指指標(biāo)是衡衡量網(wǎng)架架選型的的一項(xiàng)重重要標(biāo)志志。4．計(jì)算表表明，跨跨度大小小對(duì)網(wǎng)架架選型的的影響不不大。但但大跨度度網(wǎng)架一一般都是是重要的的建筑，，目前在在我國(guó)用用得較多多的是兩兩向正交交正放網(wǎng)網(wǎng)架、兩兩向正交交斜放網(wǎng)網(wǎng)架和三三向網(wǎng)架架等一類類平面格格架系組組成的網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)。因?yàn)闉檫@幾種種大跨度度網(wǎng)架的的設(shè)計(jì)與與施工經(jīng)經(jīng)驗(yàn)比較較豐富，，技術(shù)比比較熟練練。三向向網(wǎng)架、、三角錐錐網(wǎng)架、、六角錐錐網(wǎng)架、、一般構(gòu)構(gòu)造較為為復(fù)雜，，用鋼量量大，故故在中小小跨度中中宜少采采用。5.網(wǎng)架的剛剛度比平平面屋架架好得多多，但各各種網(wǎng)架架之間，，不論是是水平剛剛度還是是垂直剛剛度，其其差別是是不小的的。如斜斜放四角角錐網(wǎng)架架，它本本身是幾幾何可變變的，在在增設(shè)邊邊緣構(gòu)件件或有強(qiáng)強(qiáng)大的圈圈梁時(shí)才才能保證證其幾何何不變性性。一般般地說(shuō)，，節(jié)點(diǎn)數(shù)數(shù)和桿件件數(shù)較多多的網(wǎng)架架，如三三角錐網(wǎng)網(wǎng)架、六六角錐網(wǎng)網(wǎng)架、三三向網(wǎng)架架、正放放四角錐錐網(wǎng)架，，其剛度度較大；；反之，，如斜放放四角錐錐網(wǎng)架、、棋盤(pán)形形四角錐錐網(wǎng)架、、抽空三三角錐網(wǎng)網(wǎng)架I、II型、蜂窩窩形三角角錐網(wǎng)架架，其節(jié)節(jié)點(diǎn)數(shù)和和桿件致致較少，，則剛度度也較小小。6．平面形形狀為圓圓形、正正六邊形形和接近近圓形的的多邊形形網(wǎng)架，，從平面面布置及及建筑造造型看，，比較適適宜采用用三向網(wǎng)網(wǎng)架、六六角錐網(wǎng)網(wǎng)架、三三角錐網(wǎng)網(wǎng)架、抽抽空三角角維網(wǎng)架架I、II型和蜂窩窩形三角角錐網(wǎng)架架。特別別是當(dāng)平平面形狀狀為正六六邊形時(shí)時(shí)，這幾幾種網(wǎng)架架的網(wǎng)格格規(guī)整，，桿件類類型少，，施工方方便；如如采用其其他類型型網(wǎng)架，，則邊界界附近網(wǎng)網(wǎng)格不規(guī)規(guī)整，比比較零亂亂，桿件件類型增增多，施施工制作作不便。。7．多點(diǎn)支承承的網(wǎng)架，，選用正交交正放類網(wǎng)網(wǎng)架較為合合適。多點(diǎn)點(diǎn)支承時(shí)這這種正交正正放類網(wǎng)架架的受力性性能比斜放放類網(wǎng)架合合理，撓度度也小。經(jīng)經(jīng)過(guò)四點(diǎn)支支承網(wǎng)架計(jì)計(jì)算表明，，在條件相相同的情況況下，兩向向正交正放放網(wǎng)架與兩兩向正交斜斜放網(wǎng)架的的最大內(nèi)力力比約為5/7，撓度比約約為6/7，而且斜放放類網(wǎng)架在在自由邊界界還要增設(shè)設(shè)封邊的邊邊緣桿件，，增加了桿桿件數(shù)量和和材料用量量。三邊支支承一邊開(kāi)開(kāi)口的網(wǎng)架架，也宜選選用正交正正放類網(wǎng)架架。周邊支支承和多點(diǎn)點(diǎn)支承相結(jié)結(jié)合的網(wǎng)架架，則可采采用正交正正放類網(wǎng)架架，也可選選用斜放類類網(wǎng)架，但但一般不宜宜采用三向向網(wǎng)架和三三角錐體、、六角錐體體組成的網(wǎng)網(wǎng)架。8．對(duì)跨度不不大于40m多層建筑的的樓層及跨跨度不大于于60m的屋蓋，可可以采用以以鋼筋泥凝凝土板代替替鋼上弦的的組合網(wǎng)架架；組合網(wǎng)網(wǎng)架宜選用用正放四角角錐組合網(wǎng)網(wǎng)架、正放放抽空四角角錐組合網(wǎng)網(wǎng)架、兩向向正交正放放組合網(wǎng)架架、斜放四四角錐組合合網(wǎng)架及蜂蜂窩形三角角錐組合網(wǎng)網(wǎng)架。網(wǎng)架選型是是一個(gè)比較較復(fù)雜的問(wèn)問(wèn)題，必須須根據(jù)實(shí)用用與經(jīng)濟(jì)的的原則，進(jìn)進(jìn)行多方案案綜合分析析比較確定定。最主要要的影響因因素是施工工制作和用用鋼指標(biāo)這這兩個(gè)因素素。2.2網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的的荷載、作作用與一般般設(shè)計(jì)原則則2.2.1荷載類型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的的荷載主要要是永久荷荷載、可變變荷載、偶偶然荷載。。對(duì)永久荷荷載應(yīng)采用用標(biāo)準(zhǔn)值作作為代表值值。對(duì)可變變荷載應(yīng)根根據(jù)設(shè)計(jì)要要求采用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值、組組合值、頻頻遇值或準(zhǔn)準(zhǔn)永久值作作為代表值值。對(duì)偶然然荷載應(yīng)按按建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)使用的特特點(diǎn)確定其其代表值。。1.永久荷載作作用在網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上上的永久荷荷載：(1)網(wǎng)架自重：：網(wǎng)架桿件件大多采用用鋼材，它它的自重可可通過(guò)計(jì)算算機(jī)自動(dòng)形形成。也可預(yù)先估估算網(wǎng)架單單位面積自自重節(jié)點(diǎn)自重一一般占網(wǎng)架架桿件總重重的15％一25％。如果網(wǎng)網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)的的連接形式式己定，可可根據(jù)具體體的節(jié)點(diǎn)規(guī)規(guī)格計(jì)算出出其節(jié)點(diǎn)自自重。(2)樓面或屋面面覆蓋材料料自重：根根據(jù)實(shí)際使使用材料查查《建筑結(jié)構(gòu)荷荷載規(guī)范》GB50009取用。如采采用鋼筋混混凝土屋面面板，其自自重取1.0~1.5kN/m2；采用輕質(zhì)板板，其自重重取0.3~0.7kN/m2。(3)吊頂材料自自重。設(shè)備管道自自重。上述荷載中中，（1）、（2）兩項(xiàng)必須須考慮，（（3）、（4）兩項(xiàng)根據(jù)據(jù)實(shí)際工程程情況而定定。2.可變荷載作作用在網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上上的可變荷荷載：(1)屋面或樓面面活荷載：：網(wǎng)架的屋屋面，一般般不上人，，屋面活荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值值為0.5kN／m2。樓面活荷載載根據(jù)工程程性質(zhì)查荷荷載規(guī)范取取用。(2)雪荷載：雪雪荷載與屋屋面活荷載載不必同時(shí)時(shí)考慮，取取兩者的大大值。對(duì)雪雪荷載敏感感的結(jié)構(gòu)，，基本雪壓壓應(yīng)適當(dāng)提提高，并應(yīng)應(yīng)由有關(guān)的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范具體體規(guī)定。雪雪荷載的組組合值系數(shù)數(shù)可取0.7；頻遇值系系數(shù)可取0.6；準(zhǔn)永久值值系數(shù)應(yīng)按按雪荷載分分區(qū)I、II和III的不同，分分別取0.5、0.2和0。(3)風(fēng)荷載：對(duì)對(duì)于周邊支支承且支座座節(jié)點(diǎn)在上上弦的網(wǎng)架架，風(fēng)載由由四周墻面面承受，計(jì)計(jì)算時(shí)可不不考慮風(fēng)荷荷載。其他他支承情況況，應(yīng)根據(jù)據(jù)實(shí)際工程程情況考慮慮水平風(fēng)荷荷載作用。。(4)積灰荷載：：工業(yè)廠房房中采用網(wǎng)網(wǎng)架時(shí)，應(yīng)應(yīng)根據(jù)廠房房性質(zhì)考慮慮積灰荷載載。(5)吊車荷載：：懸掛吊車車直接掛在在網(wǎng)架下弦弦節(jié)點(diǎn)上，，對(duì)網(wǎng)架產(chǎn)產(chǎn)生吊車豎豎向荷載。。橋式吊車車在吊車梁梁上行走，，通過(guò)柱子子對(duì)網(wǎng)架產(chǎn)產(chǎn)生吊車水水平荷載。。2.2.2溫度作用溫度作用是指由于溫溫度變化，，使網(wǎng)架桿桿件產(chǎn)生附附加溫度應(yīng)應(yīng)力，必須須在計(jì)算和和構(gòu)造措施施中加以考考慮。網(wǎng)架架結(jié)構(gòu)是超超靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)，在均勻勻溫度場(chǎng)變變化下，由由于桿件不不能自由熱熱脹冷縮，，桿件會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生應(yīng)力，，這種應(yīng)力力成為網(wǎng)架架的溫度應(yīng)力。溫度場(chǎng)變化化范圍是指施工安安裝完畢(網(wǎng)架支座與與下部結(jié)構(gòu)構(gòu)連接固定定牢固)時(shí)的氣溫與與當(dāng)?shù)爻Ｄ昴曜罡呋蜃钭畹蜌鉁刂睢Ａ硗馔夤S車間間生產(chǎn)過(guò)程程中引起溫溫度場(chǎng)變化化，這可由由工藝提出出。目前溫度應(yīng)應(yīng)力的計(jì)算算方法有：：采用空間間桿系有限限元法的精精確計(jì)算方方法和把網(wǎng)網(wǎng)架簡(jiǎn)化為為平板或夾夾層板構(gòu)造造的近似分分析法。符合下列條條件之一者者，可不考考慮由于溫溫度變化而而引起的內(nèi)內(nèi)力：支座節(jié)點(diǎn)的的構(gòu)造允許許網(wǎng)架側(cè)移移時(shí)，其側(cè)側(cè)移值應(yīng)等等于或大于于下式的計(jì)計(jì)算值：當(dāng)周邊支承承的網(wǎng)架且且網(wǎng)架驗(yàn)算算方向跨度度小于40m時(shí)，支承結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)為獨(dú)獨(dú)立柱或磚磚壁柱；在單位力作作用下，柱柱頂位移大大于或等于于上式的計(jì)計(jì)算值。當(dāng)當(dāng)網(wǎng)架支座座節(jié)點(diǎn)構(gòu)造造沿邊界法法向不能相相對(duì)位移時(shí)時(shí)，由溫度度變化而引引起的柱頂頂水平力可可按下式計(jì)計(jì)算：2.2.3地震作用網(wǎng)架由地震引引起的振動(dòng)稱稱為網(wǎng)架的地震反應(yīng)，它包括內(nèi)力力、變形和位位移。網(wǎng)架的的地震反應(yīng)大大小不僅與外外來(lái)干擾作用用(地震波)的大小及其隨隨時(shí)間的變化化規(guī)律有關(guān)，，還取決于網(wǎng)網(wǎng)架本身的動(dòng)動(dòng)力特性，即即網(wǎng)架的自振振周期和阻尼尼。由于地震震的地面運(yùn)動(dòng)動(dòng)為一種隨機(jī)機(jī)過(guò)程，運(yùn)動(dòng)動(dòng)極不規(guī)則，，網(wǎng)架又是空空間結(jié)構(gòu)，動(dòng)動(dòng)力特性十分分復(fù)雜，要正正確分析網(wǎng)架架的動(dòng)力反應(yīng)應(yīng)比較困難，，常作以下簡(jiǎn)簡(jiǎn)化假定：(1)結(jié)構(gòu)可離散為為多個(gè)集中質(zhì)質(zhì)量的彈性體體系；(2)結(jié)構(gòu)振動(dòng)屬于于微幅振動(dòng)，，即結(jié)構(gòu)的振振動(dòng)變形很小小，仍屬于小小變形范疇。。線性疊加原原理可以適用用；(3)振動(dòng)時(shí)結(jié)構(gòu)的的地基各部分分作同一運(yùn)動(dòng)動(dòng)，即不考慮慮地面運(yùn)動(dòng)的的相位差的的影響；(4)結(jié)構(gòu)的阻尼很很小，可以忽忽略結(jié)構(gòu)各振振型之間的耦耦聯(lián)影響。網(wǎng)架的地震作作用取決于地地面運(yùn)動(dòng)的加加速度和網(wǎng)架架自身固有的的動(dòng)力特性，，可采用振型型分解反應(yīng)譜譜法和時(shí)程法法進(jìn)行計(jì)算。。根據(jù)我國(guó)《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)與施工規(guī)程程》JGJ7-91規(guī)定：在抗震設(shè)防烈烈度為7度的地區(qū)，可可不進(jìn)行網(wǎng)架架結(jié)構(gòu)水平抗抗震驗(yàn)算。在抗震設(shè)防烈烈度為8度的地區(qū)，對(duì)對(duì)于周邊支承承的中小跨度度網(wǎng)架可不進(jìn)進(jìn)行水平抗震震驗(yàn)算；在抗震設(shè)防烈烈度為9度的地震區(qū)，，對(duì)各種網(wǎng)架架結(jié)構(gòu)均應(yīng)進(jìn)進(jìn)行水平抗震震驗(yàn)算。水平地震作用用下網(wǎng)架的內(nèi)內(nèi)力，位移可可采用空間桁桁架位移法計(jì)計(jì)算。2.2.4荷載效應(yīng)組合合根據(jù)使用和施施工過(guò)程中可可能出現(xiàn)的最最不利荷載進(jìn)進(jìn)行組合。荷荷載組合的一一般表達(dá)式為為無(wú)吊車荷載和和風(fēng)荷載、地地震作用時(shí)，，網(wǎng)架應(yīng)考慮慮以下荷載組組合：(1)永久荷裁十可可變荷載；(2)永久荷載十半半跨可變荷載載；(3)網(wǎng)架自重十半半跨屋面板自自重十施工荷荷載。后兩種荷載組組合主要考慮慮斜腹桿的變變號(hào)。當(dāng)采用用輕屋面（如如壓型鋼板））或屋面板對(duì)對(duì)稱鋪設(shè)時(shí)，，可不計(jì)算。。當(dāng)考慮風(fēng)荷載載和地震作用用時(shí)，其組合合形式可按上上式計(jì)算。考慮多臺(tái)吊車車豎向荷載組組合時(shí)，對(duì)一一層吊車的單單跨廠房的網(wǎng)網(wǎng)架，參與組組合的吊車臺(tái)臺(tái)數(shù)不應(yīng)多于于2臺(tái)；對(duì)于一層層吊車的多跨跨廠房的網(wǎng)架架，不多于4臺(tái)。吊車荷載是移移動(dòng)荷載，目目前采用的組組合方法是由由設(shè)計(jì)人員根根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定定幾種吊車組組合及位置，，作為單獨(dú)的的荷載工況進(jìn)進(jìn)行計(jì)算，在在此基礎(chǔ)上選選出桿件的最最大內(nèi)力，作作為吊車荷載載的最不利組組合值，再與與其他工況的的內(nèi)力進(jìn)行組組合。另一種種方法是使吊吊車荷載簡(jiǎn)化化為均布荷載載和其他工況況進(jìn)行組合。。精確計(jì)算是是根據(jù)吊車行行走位置，以以每一位置作作為單獨(dú)荷載載工況進(jìn)行計(jì)計(jì)算，找出各各種位置時(shí)網(wǎng)網(wǎng)架桿件的最最大內(nèi)力，再再與其他工況況的內(nèi)力進(jìn)行行組合。這種種計(jì)算必須進(jìn)進(jìn)行幾十種、、甚至幾百種種組合，計(jì)算算工作量大。。2.2.5一般設(shè)計(jì)計(jì)算算原則高次超靜定結(jié)結(jié)構(gòu)，應(yīng)進(jìn)行行外荷載作用用下的內(nèi)力、、位移計(jì)算，，并應(yīng)根據(jù)具具體情況，對(duì)對(duì)地震、溫度度變化、支座座沉降及施工工安裝荷載等等作用下的內(nèi)內(nèi)力、位移進(jìn)進(jìn)行計(jì)算。1．結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)計(jì)算一般原則則網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的材材料都按彈性性受力狀態(tài)考考慮，即不考考慮材料的非非線性性質(zhì)(研究網(wǎng)架的極極限承載力時(shí)時(shí)要考慮這一一因素)。基本假定：：(1)節(jié)點(diǎn)為鉸接，，桿件只承受受軸向力；(2)按小撓度理論論計(jì)算；(3)按彈性方法分分析。非抗震設(shè)計(jì)，，荷載及荷載載效應(yīng)組合按按《建筑結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范》GB50009進(jìn)行計(jì)算。在在截面及節(jié)點(diǎn)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，應(yīng)應(yīng)按照荷載的的基本組合確確定內(nèi)力計(jì)算算值；在位移移計(jì)算中應(yīng)按按短期效應(yīng)組組合確定其撓撓度。抗震設(shè)計(jì)，荷荷載及荷載效效應(yīng)組合應(yīng)按按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》GB50011確定內(nèi)力設(shè)計(jì)計(jì)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的外外荷載按靜力力等效原則，，將節(jié)點(diǎn)所轄轄區(qū)域內(nèi)的荷荷載集中作用用在該節(jié)點(diǎn)上上。結(jié)構(gòu)分析析時(shí)可忽略節(jié)節(jié)點(diǎn)剛度的影影響，假定節(jié)節(jié)點(diǎn)為鉸接，，桿件只承受受軸向力。當(dāng)當(dāng)桿件上作用用有局部荷載載時(shí)，應(yīng)另考考慮受彎的影影響。根據(jù)跨度大小小、網(wǎng)架類型型及工程情況況可分別按下下列規(guī)定選用用不同方法進(jìn)進(jìn)行內(nèi)力、位位移計(jì)算：(1)空間桁架位移移法：適用于于各種類型、、各種支承條條件的網(wǎng)架；；(2)交叉梁系差分分法：可用于于跨度在40m以下的由平面面桁架系組成成的網(wǎng)架或正正放四角錐網(wǎng)網(wǎng)架的計(jì)算；；(3)擬夾層板法：：可用于跨度度在40m以下的由平面面桁架系組成成的網(wǎng)架或正正放四角錐體體組成的網(wǎng)架架的計(jì)算；(4)假想彎矩法：：可用于斜放放四角錐網(wǎng)架架、棋盤(pán)形四四角錐網(wǎng)架的的估算。2．抗震設(shè)計(jì)一一般原則(1)一般情況下，，應(yīng)允許在建建筑結(jié)構(gòu)的兩兩個(gè)主軸方向向分別計(jì)算水水平地震作用用，并進(jìn)行抗抗震驗(yàn)算，各各方向的水平平地震作用應(yīng)應(yīng)由該方向抗抗側(cè)力構(gòu)件承承擔(dān)。(2)有斜交抗側(cè)力力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)構(gòu)，當(dāng)相交角角度大于15o時(shí)，應(yīng)分別計(jì)計(jì)算各抗側(cè)力力構(gòu)件方向的的水平地震作作用。(3)質(zhì)量和剛度分分布明顯不對(duì)對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，，應(yīng)計(jì)入雙向向水平地震作作用下的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)影響，其他他情況，應(yīng)允允許采用調(diào)整整地震作用效效應(yīng)的方法計(jì)計(jì)入扭轉(zhuǎn)影響響。(4)8、9度抗震設(shè)防時(shí)時(shí)的大跨度和和長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)構(gòu)，應(yīng)計(jì)算豎豎向地震作用用。3．其他設(shè)計(jì)原原則網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的支支撐條件，可可根據(jù)支撐結(jié)結(jié)構(gòu)的剛度、、支座節(jié)點(diǎn)的的構(gòu)造情況，，分別假定為為二向可側(cè)移移、一向可側(cè)側(cè)移、無(wú)側(cè)移移的鉸接支座座或彈性支承承。2.3網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的基基本理論和分分析方法2.3.1基本假定和計(jì)計(jì)算模型網(wǎng)架是空間桿桿系結(jié)構(gòu)，節(jié)節(jié)點(diǎn)連接假定定為鉸接，忽忽略節(jié)點(diǎn)剛度度的影響，。。模型試驗(yàn)和和工程實(shí)踐都都表明，鉸接接假定是完全全許可的，所所帶來(lái)的誤差差可忽略不計(jì)計(jì)。網(wǎng)架屬于于平板形，受受荷后網(wǎng)架在在板平面內(nèi)的的水平變位小小于網(wǎng)架撓度度，撓度遠(yuǎn)小小于網(wǎng)架的厚厚度，屬于小小撓度范疇，，不必考慮因因大變位、大大撓度所引起起的結(jié)構(gòu)幾何何非線性性質(zhì)質(zhì)。此外，網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的材材料都按處于于彈性受力狀狀態(tài)而非進(jìn)入入彈塑性狀態(tài)態(tài)和塑性狀態(tài)態(tài)計(jì)算，即不不考慮材料的的非線性性質(zhì)質(zhì)。因此，對(duì)對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的的一般靜動(dòng)力力計(jì)算，其基基本假定可歸歸納為：(1)節(jié)點(diǎn)為為鉸接接，桿桿件只只承受受軸向向力，，(2)按小撓撓度理理論計(jì)計(jì)算；；(3)按彈性性方法法分析析。網(wǎng)架的的計(jì)算算模型型大致致可分分為4種。1．鉸接接桿系系計(jì)算算模型型把網(wǎng)架架看為為鉸接接桿件件的集集合。。根據(jù)據(jù)每根根桿件件的工工作狀狀態(tài)，，可集集合得得出整整個(gè)網(wǎng)網(wǎng)架的的工作作狀態(tài)態(tài)，所所以每每根鉸鉸接桿桿件可可作為為網(wǎng)架架計(jì)算算的基基本單單元。。稱這這種鉸鉸接桿桿系計(jì)計(jì)算模模型為為計(jì)算算模型型A。2．桁架系系計(jì)算算模型型根據(jù)網(wǎng)網(wǎng)架組組成的的規(guī)律律，把把網(wǎng)架架作為為桁架架系的的集合合，分分析時(shí)時(shí)可把把一段段桁架架作為為基本本單元元。由由于桁桁架系系有平平面桁桁架系系和空空間桁桁架系系之分分，故故桁架架系計(jì)計(jì)算模模型也也可分分為乎乎面桁桁架系系計(jì)算算模型型和空空間桁桁架系系計(jì)算算模型型，前前者稱稱計(jì)算算模型型B1，后者稱稱計(jì)算算模型型B2。3．梁系計(jì)計(jì)算模模型計(jì)算模模型除除基本本假定定外，，還通通過(guò)折折算的的方法法把網(wǎng)網(wǎng)架等等代為為梁系系，再再以梁梁段作作為分分析的的基本本單元元。4．平板板計(jì)算算模型型計(jì)算模模型也也與梁梁系計(jì)計(jì)算模模型相相類似似，要要有一一個(gè)把把網(wǎng)架架折算算等代代為平平板的的過(guò)程程，計(jì)計(jì)算后后也要要有一一個(gè)回回代過(guò)過(guò)程。。平板板有單單層普普通板板與夾夾層板板之分分，故故平板板計(jì)算算模型型也可可分為為普通通平板板計(jì)算算模型型與夾夾層平平板計(jì)計(jì)算模模型。。前者者稱計(jì)計(jì)算模模型D1，后者稱稱計(jì)算算模型型D2。上述四四種計(jì)計(jì)算模模型A、B、C、D中，前前兩者者是離離散型型的計(jì)計(jì)算模模型，，比較較符合合網(wǎng)架架本身身離散散構(gòu)造造的特特點(diǎn)，，如果果不再再引入入新的的假定定，采采用合合適的的分析析方法法，就就有可可能求求得網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)的的精確確解答答。后后兩者者是連連續(xù)化化的計(jì)計(jì)算模模型，，在分分析計(jì)計(jì)算中中，必必然要要增加加從離離散折折算成成連續(xù)續(xù)，再再?gòu)倪B連續(xù)回回代到到離散散這樣樣兩個(gè)個(gè)過(guò)程程，而而這種種折算算和回回代過(guò)過(guò)程通通常會(huì)會(huì)影響響結(jié)構(gòu)構(gòu)計(jì)算算的精精度。。所以以采用用連續(xù)續(xù)化的的計(jì)算算模型型，一一般只只能求求得網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)的的近似似解。。但是是，連連續(xù)化化的計(jì)計(jì)算模模型往往往比比較單單一，，不復(fù)復(fù)雜，，分析析計(jì)算算方便便，或或可直直接利利用現(xiàn)現(xiàn)有的的解答答，雖雖然所所求得得的解解答為為近似似解，，只要要計(jì)算算結(jié)果果能滿滿足工工程所所需的的精度度要求求，這這種連連續(xù)化化的計(jì)計(jì)算模模型仍仍是可可取的的。2.3.2網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算方方法概概述及及其分分類建立了了網(wǎng)架架的計(jì)計(jì)算模模型，，下一一步就就需要要尋找找合適適的分分析方方法來(lái)來(lái)反映映和描描述網(wǎng)網(wǎng)架的的內(nèi)力力和變變位狀狀態(tài)，，并求求得內(nèi)內(nèi)力和和變位位。網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)的的分析析方法法大致致有五五類：：1．有限限元法法(分析方方法I)。包括鉸鉸接桿桿元法法、梁梁元法法等。。2．力法法(分析方方法II)。3．差分法法(分析方方法III)。差分法法有兩兩種含含義，，一種種是微微分方方程的的差分分解法法；另另一種種是根根據(jù)節(jié)節(jié)點(diǎn)和和桿件件的間間距(類似差分的的步長(zhǎng))，給出網(wǎng)架架的內(nèi)力平平衡方程和和變位協(xié)調(diào)調(diào)方程，其其組成形式式與差分方方程類同，，故把這種種分析方法法也歸納在在差分法中中。前者稱稱差分法(1)，后者稱差差分法(2)。4．微分方程程解析解法法(分析方法IV)。5．微分方程近近似解法(分析方法V)。如變分法、、加權(quán)殘數(shù)數(shù)法等，但但不包括微微分方程的的差分解法法。由上述四種種計(jì)算模型型及五種分分析方法，，使其一一一對(duì)應(yīng)結(jié)合合，可形成成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)的現(xiàn)有各各種具體計(jì)計(jì)算方法，，即空間桁桁架位移法法、交叉梁梁系梁元法法、交叉梁梁系力法、、交叉梁系系差分法、、混合法、、網(wǎng)板法、、假想彎矩矩法、下弦弦內(nèi)力法、、擬板法及及擬夾層板板法共十種種具體計(jì)算算方法。1.空間桁架位位移法鉸接桿系結(jié)結(jié)構(gòu)的有限限元分析法法，以網(wǎng)架架節(jié)點(diǎn)的三三個(gè)線位移移為未知數(shù)數(shù)，采用適適合于電子子計(jì)算機(jī)運(yùn)運(yùn)算的矩陣陣表達(dá)式分分析計(jì)算網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。。2.交叉梁系梁梁元法適用于由平平面桁架系系組成網(wǎng)架架的一種計(jì)計(jì)算方法。。它把單元元網(wǎng)片等代代為梁元，，以交叉梁梁系節(jié)點(diǎn)的的撓度和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角為未知知量，用有有限元法來(lái)來(lái)分析計(jì)算算。3.交叉梁系力力法主要適用于于由兩向平平面桁架系系組成網(wǎng)架架的一種計(jì)計(jì)算方法。。它把桁架架系等代為為梁系，在在交叉點(diǎn)處處認(rèn)為設(shè)有有豎向連桿桿相連。切切開(kāi)連桿并并以贅余力力代替，使使交叉梁系系成為兩個(gè)個(gè)方向的靜靜定梁系，，根據(jù)交叉叉點(diǎn)豎向撓撓度相等的的條件，即即可按一般般結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)的力法來(lái)來(lái)計(jì)算。交交叉梁系力力法一般不不考慮網(wǎng)架架的剪切變變形，未知知數(shù)約為空空間桁架位位移法的1/6，計(jì)算比較較簡(jiǎn)便。。4．交叉梁系系差分法用于由兩向向平面桁架架系組成的的網(wǎng)架的一一種計(jì)算方方法。60～70年代沒(méi)有電電算網(wǎng)架之之前，工程程設(shè)計(jì)中這這類網(wǎng)架的的計(jì)算，幾幾乎都采用用這種簡(jiǎn)化化為梁系的的差分分析析法。在計(jì)計(jì)算中以交交叉梁系節(jié)節(jié)點(diǎn)的撓度度為未知數(shù)數(shù)，不考慮慮網(wǎng)架的剪剪切變形，，所以未知知數(shù)的數(shù)量量較小，約約為空間桁桁架位移法法的1／6、交叉梁系系梁元法的的1／3。我國(guó)曾采采用此法編編制了一些些計(jì)算圖表表，查用方方便。5．混合法直接以交叉叉平面桁架架系為計(jì)算算模型的差差分分析法法，適用于于平面桁架架系組成的的網(wǎng)架計(jì)算算。以平面面桁架系的的節(jié)點(diǎn)撓度度、桁架彎彎矩及豎桿桿內(nèi)力為未未知數(shù)，未未知數(shù)的數(shù)數(shù)量約為空空間桁架位位移法的1／2～2／3。分析時(shí)可可考慮網(wǎng)架架的剪切變變形和變剛剛度的影響響，因此可可求得與空空間桁架位位移法計(jì)算算結(jié)果相同同的精確解解。如果不不考慮網(wǎng)架架的剪切變變形和變剛剛度的影響響，該法的的基本方程程便退化為為交叉梁系系差分法的的基本方程程。6．假想彎矩矩法以交叉空間間桁架系為為計(jì)算模型型的差分分分析法，適適用于斜放放四角錐網(wǎng)網(wǎng)架及棋盤(pán)盤(pán)形四角錐錐網(wǎng)架的計(jì)計(jì)算。分析析時(shí)假定兩兩個(gè)方向的的空間桁架架在交接處處的假想彎彎矩相等，，從而使基基本方程可可簡(jiǎn)化為二二階的差分分方程。在在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)展初期期建成的不不少中小跨跨度的斜放放四角錐網(wǎng)網(wǎng)架，都曾曾采用此法法計(jì)算，并并編有供計(jì)計(jì)算用的假假想彎矩系系數(shù)表。該該法的基本本假定過(guò)于于簡(jiǎn)單，其其計(jì)算精度度是網(wǎng)架簡(jiǎn)簡(jiǎn)化計(jì)算法法中最差的的一種，建建議只在網(wǎng)網(wǎng)架估算時(shí)時(shí)采用。7．網(wǎng)板法一種以空間間桁架系為為計(jì)算模型型的差分分分析法，適適用于正放放四角錐網(wǎng)網(wǎng)架計(jì)算。。分析時(shí)以以網(wǎng)架某一一方向的上上、下弦桿桿內(nèi)力及上上弦節(jié)點(diǎn)撓撓度為未知知數(shù)，基本本方程為四四階的差分分方程。當(dāng)當(dāng)考慮剪切切變形和變變剛度影響響時(shí)，可求求得較精確確的計(jì)算結(jié)結(jié)果。8．下弦內(nèi)力力法用于計(jì)算蜂蜂窩形三角角錐網(wǎng)架的的差分分析析法。一般般情況下，，蜂窩形三三角錐網(wǎng)架架的下弦桿桿、腹桿以以及支座豎豎向反力是是靜定的，，周邊簡(jiǎn)支支時(shí)上弦桿桿也是靜定定的，從而而可以建立立以下弦桿桿內(nèi)力為未未知數(shù)的基基本方程式式，無(wú)需根根據(jù)協(xié)調(diào)方方程可直接接求得網(wǎng)架架內(nèi)力。因因此，這種種以離散型型的空間桁桁架系計(jì)算算模型為依依據(jù)的下弦弦內(nèi)力法是是求解蜂窩窩形三角錐錐網(wǎng)架的一一種精確解解法。對(duì)于于周邊簡(jiǎn)支支網(wǎng)架已編制制有計(jì)算圖圖表可直接接查用，計(jì)計(jì)算方便。。9．?dāng)M板法把網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)等代為一一塊正交異異性或各向向同性的普普通平板，，按經(jīng)典的的平板理論論求解，可可適用于由由平面桁架架系組成的的網(wǎng)架及大大部分由角角錐體組成成的網(wǎng)架計(jì)計(jì)算。擬板板法一般未未考慮網(wǎng)架架剪切變形形及變剛度度的影響，，對(duì)周邊簡(jiǎn)簡(jiǎn)支等一些些常遇邊界界條件的網(wǎng)網(wǎng)架，可求求得基本微微分方程的的解析解，，或利用現(xiàn)現(xiàn)有的平板板計(jì)算圖表表來(lái)計(jì)算。。網(wǎng)架桿件件的最終內(nèi)內(nèi)力，要通通過(guò)等效關(guān)關(guān)系由擬板板的彎矩和和剪力回代代求得。10．?dāng)M夾層板板法把網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)等代為一一塊由上下下表層與夾夾心層組成成的夾層板板，以一個(gè)個(gè)撓度、兩兩個(gè)轉(zhuǎn)角共共三個(gè)廣義義位移為未未知函數(shù)，，采用非經(jīng)經(jīng)典的板彎彎曲理論來(lái)來(lái)求解。擬擬夾層板法法考慮了網(wǎng)網(wǎng)架剪切變變形，可提提高網(wǎng)架計(jì)計(jì)算的精度度。擬夾層層板法的適適用范圍及及網(wǎng)架桿件件最終內(nèi)力力計(jì)算，與與擬板法基基本相同。。2.3.3網(wǎng)架結(jié)構(gòu)各各種計(jì)算方方法的比較較2.4網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的的有限元法法－空間桁桁架位移法法2.4.1空間桁架位位移法概述述空間桁架位位移法分析析網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)作了如下下的基本假假定：(1)節(jié)點(diǎn)為鉸接接，桿件只只能承受軸軸力，忽略略節(jié)點(diǎn)剛度度的影響；；(2)網(wǎng)架位移遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于網(wǎng)架架厚度，按按小撓度理理論進(jìn)行計(jì)計(jì)算；(3)材料符合虎虎克定律，，按彈性方方法分析；；(4)網(wǎng)架只作用用節(jié)點(diǎn)荷載載，如在桿桿件上作用用有荷載時(shí)時(shí)要等效地地轉(zhuǎn)化為節(jié)節(jié)點(diǎn)荷載。?？臻g桁架位位移法計(jì)算算步驟的粗粗框圖空間桁架位位移法采用用鉸接桿系系計(jì)算模型型，以節(jié)點(diǎn)點(diǎn)位移為未未知函數(shù)，，通過(guò)單元元分析，建建立桿端力力和桿端位位移關(guān)系，，形成單元元?jiǎng)偠染仃囮?。由?jié)點(diǎn)點(diǎn)的平衡條條件，可建建立基本方方程即總剛剛度方程，，形成總剛剛度矩陣。。根據(jù)邊界界條件對(duì)基基本方程進(jìn)進(jìn)行修正，，求解后可可得節(jié)點(diǎn)位位移，進(jìn)而而可計(jì)算得得出桿件內(nèi)內(nèi)力。因此此，網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)的空間間桁架位移移法，實(shí)質(zhì)質(zhì)上是結(jié)構(gòu)構(gòu)力學(xué)中的的位移法。。2.4.2網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的的單元分析析2.4.3網(wǎng)架結(jié)構(gòu)基基本方程的的建立從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)中取出任任一節(jié)點(diǎn)i，與該節(jié)點(diǎn)相相交的桿件件有ij、ik……im，作用在節(jié)點(diǎn)點(diǎn)上的外荷荷載為Pi。交于i節(jié)點(diǎn)各桿端端力的表達(dá)達(dá)式為：對(duì)網(wǎng)架的每每一節(jié)點(diǎn)都都可建立類類似的平衡衡方程，經(jīng)經(jīng)合并后可可得或簡(jiǎn)寫(xiě)為KU=P上式為網(wǎng)架架結(jié)構(gòu)的總總剛度方程程，K為總剛度矩矩陣，且有有如下一些些特性：(1)主對(duì)角元素素均為ni項(xiàng)疊加而成成，ni為交于i節(jié)點(diǎn)的桿件件數(shù)；(2)矩陣的元素素具有對(duì)稱稱性，即Kij＝Kji；(3)矩陣的元素素具有稀疏疏性，每個(gè)個(gè)方程中的的非零元素素只有ni+1項(xiàng)，而且這這些非零元元素均密集集在主對(duì)角角線附近。。以上這些特特性有利于于計(jì)算機(jī)緊緊湊存儲(chǔ)、、節(jié)省內(nèi)存存、方便求求解。2.4.4邊界條件處處理網(wǎng)架結(jié)構(gòu)要要根據(jù)邊界界條件，先先對(duì)總剛度度短陣K修正到K′,再當(dāng)滿足≠≠0,才可求解總總剛度方程程網(wǎng)架結(jié)構(gòu)通通常的邊界界條件可分分成兩類：：1．剛性支承承。修正總總剛度矩陣陣K的辦法有兩兩種：一是是劃去相應(yīng)應(yīng)的行和列列，二是把把相應(yīng)的主主元素改為為一個(gè)大數(shù)數(shù)，如1016，這可達(dá)到到某一相應(yīng)應(yīng)支座位移移為零的目目的。但在在計(jì)算機(jī)上上實(shí)現(xiàn)這一一目的，采采用第二種種辦法比較較方便。2．彈性支承承。當(dāng)支承承結(jié)構(gòu)比較較復(fù)雜，而而且必須要要考慮支承承結(jié)構(gòu)的彈彈性作用時(shí)時(shí)，可根據(jù)據(jù)支承點(diǎn)的的協(xié)調(diào)條件件，把網(wǎng)架架與支承結(jié)結(jié)構(gòu)作為一一個(gè)整體結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分分析。當(dāng)支支承結(jié)構(gòu)比比較簡(jiǎn)單，，如為獨(dú)立立柱時(shí)，可可把支承結(jié)結(jié)構(gòu)換算為為在支承點(diǎn)點(diǎn)處的等效效彈簧，并并求出彈簧簧的剛度，，按彈簧支支承下的網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)進(jìn)行分析。。2.4.5對(duì)稱條件件利用如網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)(包括邊界界條件)對(duì)稱，在在對(duì)稱荷荷載作用用下，對(duì)對(duì)稱面oyz內(nèi)的反對(duì)對(duì)稱位移移為零。。對(duì)稱的網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)在反對(duì)對(duì)稱荷載載作用下下，對(duì)稱稱面內(nèi)的的對(duì)稱位位移為零零。2.4.6溫度作用用影響計(jì)計(jì)算2.4.7桿件內(nèi)力力計(jì)算求解總剛剛度方程程后，便便求得網(wǎng)網(wǎng)架各節(jié)節(jié)點(diǎn)的位位移，從從而可由由下式計(jì)計(jì)算網(wǎng)架架任一桿桿件的內(nèi)內(nèi)力對(duì)于與斜斜邊界有有關(guān)的桿桿件，先先得由下下式求出出總體坐坐標(biāo)系下下的位移移：Uij=TAijU’ij當(dāng)有溫度度作用時(shí)時(shí)，網(wǎng)架架桿件內(nèi)內(nèi)力計(jì)算算公式為為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)精確分分析方法法——空間桁架架位移法法小結(jié)：：1．網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)空間間桁架位位移法(即鉸接桿桿系結(jié)構(gòu)構(gòu)有限元元法)的基本方方程為KU＝P，其實(shí)質(zhì)便便是結(jié)構(gòu)構(gòu)力學(xué)中中位移法法的準(zhǔn)則則方程式式，從力力學(xué)的觀觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)說(shuō)是平衡衡方程，，從數(shù)學(xué)學(xué)的觀點(diǎn)點(diǎn)來(lái)說(shuō)是是線代數(shù)數(shù)方程。。2．網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)的總總剛度矩矩陣K是由鉸接接桿件的的單元?jiǎng)倓偠韧ㄟ^(guò)過(guò)坐標(biāo)變變換，然然后對(duì)號(hào)號(hào)入座疊疊加而成成。3．網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)基本本方程(即總剛度度方程)要根據(jù)邊邊界條件件對(duì)總剛剛度矩陣陣K修正為K′，并要求K′的行列式式不等于于零時(shí)才才能求解解。4．空間桁桁架位移移法是網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)的精確確解法，，它可分分析計(jì)算算任意形形式、任任意邊界界條件(包括剛性性支承、、彈性支支承、斜斜邊界)、任意外外載作用用(包括溫度度作用、、支座沉沉降、預(yù)預(yù)加應(yīng)力力)的網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)。2.5網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)的擬夾夾層板分分析法對(duì)于平板板形網(wǎng)架架結(jié)構(gòu)，，從結(jié)構(gòu)構(gòu)整體、、外形尺尺寸等宏宏觀角度度來(lái)看，，可用一一塊平板板模擬，，并采用用平板理理論及其其分析方方法進(jìn)行行計(jì)算。。擬板法有有兩種：：一種是是普通的的擬板法法，它與與解一般般的實(shí)體體板相同同，不考考慮網(wǎng)架架結(jié)構(gòu)的的橫向剪剪切變形形，采用用經(jīng)典平平板理論論來(lái)分析析，其基基本微分分方程式式為四階階；另一一種是擬擬夾層板板法，它它如同求求解一塊塊具有夾夾心層的的平板，，要考慮慮夾心層層的橫向向剪切變變形，采采用非經(jīng)經(jīng)典的平平板理論論分析。。2.6網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)的抗震震分析2.6.1概述網(wǎng)架由地地震引起起的振動(dòng)動(dòng)稱為網(wǎng)網(wǎng)架的地地震反應(yīng)應(yīng)，包括括地震在在結(jié)構(gòu)中中引起的的內(nèi)力和和變形。。地震反反應(yīng)的大大小不僅僅與外來(lái)來(lái)干擾作作用(地震波)的大小、、頻率、、相位和和作用時(shí)時(shí)間等有有關(guān)，而而且還取取決于網(wǎng)網(wǎng)架本身身的動(dòng)力力特性，，即網(wǎng)架架的自振振周期與與阻尼。。2.6.2網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)的振動(dòng)動(dòng)方程和和動(dòng)力特特性1.基本假定定對(duì)網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行行動(dòng)力特特性分析析作如下下假定：：(1)節(jié)點(diǎn)均為為空間鉸鉸接節(jié)點(diǎn)點(diǎn)，每一一個(gè)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)具有三三個(gè)自由由度；(2)質(zhì)量集中中在各個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)上上，(3)桿件只承承受軸力力；(4)基礎(chǔ)為一一剛性體體，各點(diǎn)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)完全一一致沒(méi)有相位位差。2.自由振動(dòng)動(dòng)方程及及求解根據(jù)擬靜靜力法，，將慣性性力看成成等效外外力施加加到結(jié)構(gòu)構(gòu)上，由由平衡方方程得網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)用矩陣陣表示的的自由振振動(dòng)方程程。網(wǎng)架的節(jié)節(jié)點(diǎn)數(shù)較較多，因因此自由由度也很很多，根根據(jù)資料料分析，，對(duì)工程程有影響響的是前前面幾個(gè)個(gè)自振頻頻率和振振型，一一般取前前10階自振頻頻率進(jìn)行行動(dòng)力分分析即可可滿足工工程設(shè)計(jì)計(jì)精度要要求。3.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)的自由由振動(dòng)特特點(diǎn)基本周期期隨網(wǎng)架架的短向向跨度增增大而加加大，周周邊支承承網(wǎng)架，，基本周周期約在在0.3——0.7s左右。網(wǎng)架的自自振頻率率和振型型具有如如下特點(diǎn)點(diǎn)：(1)頻譜非常常密集，，特別在在水平振振型類密密集區(qū)域域，會(huì)出出現(xiàn)相鄰鄰兩個(gè)頻頻率相等等或接近近情況。。(2)基本周期期與網(wǎng)架架的短向向跨度關(guān)關(guān)系很大大，且與與支座約約束的強(qiáng)強(qiáng)弱等有有關(guān)。(3)網(wǎng)架的振型型可分為兩兩大類，以以水平振動(dòng)動(dòng)為主的稱稱為水平振振型類，其其節(jié)點(diǎn)水平平分量較大大，豎向分分量較小。。以豎向振振動(dòng)為主的的稱為豎向向振型類，，其節(jié)點(diǎn)豎豎向分量較較大，水平平分量較小小。一般情情況下，網(wǎng)網(wǎng)架以豎向向振型為主主。2.6.3網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的的地震反應(yīng)應(yīng)分析1．振型分解解反應(yīng)譜法法振型分解反反應(yīng)譜法求求網(wǎng)架的地地震作用效效應(yīng)，是目目前網(wǎng)架地地震反應(yīng)分分析中精度度較高的分分析方法之之一。這種種方法就是是利用振型型分解的概概念，以單單質(zhì)點(diǎn)體系系在地震作作用下的反反應(yīng)理論為為基礎(chǔ)，先先求出對(duì)應(yīng)應(yīng)于每一個(gè)個(gè)振型的最最大地震作作用及其相相應(yīng)的地震震作用效應(yīng)應(yīng)，然后將將這些效應(yīng)應(yīng)進(jìn)行組合合，求得網(wǎng)網(wǎng)架桿件的的最大地震震反應(yīng)。2.時(shí)程法時(shí)程法是一一種直接積積分方法，，它對(duì)所得得到的動(dòng)力力方程進(jìn)行行直接積分分，從而求求得每一瞬瞬時(shí)結(jié)構(gòu)的的位移、速速度和加速速度。直接接積分法有有線性加速速度法、威威爾遜一θ(Wilson一θ)法、Newmark一β法等。2.7網(wǎng)架結(jié)構(gòu)桿桿件設(shè)計(jì)與與節(jié)點(diǎn)構(gòu)造造2.7.1網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的的桿件設(shè)計(jì)計(jì)1．桿件常用用材料及截截面形式(1)桿件的材料料大多數(shù)網(wǎng)架架的材料為為鋼材。Q345鋼強(qiáng)度高，，用于大跨跨度的網(wǎng)架架。一般的的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)采用Q235鋼。兩種鋼鋼材力學(xué)性性能、焊接接性能均很很好，材質(zhì)質(zhì)也比較穩(wěn)穩(wěn)定。(2)桿件截面形形式桿件的截面面形式很多多，但以空空腹截面為為最優(yōu)，如如圓鋼管、、方鋼管等等。圓鋼管有高高頻電焊鋼鋼管及無(wú)縫縫鋼管兩種種。盡量采采用高額電電焊鋼管。。圓鋼管各各方向慣性性矩相同、、截面封閉閉、回轉(zhuǎn)半半徑大，對(duì)對(duì)受壓受扭扭有利。端端部封閉后后，內(nèi)部不不易銹蝕，，表面也難難以積灰和和積水，具具有較好的的防腐性能能。2．桿件的計(jì)計(jì)算長(zhǎng)度和和容許長(zhǎng)細(xì)細(xì)比(1)桿件的計(jì)算算長(zhǎng)度網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)匯匯集了較多多的桿件，，因此節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的嵌固作作用較大。。網(wǎng)架桿件件的計(jì)算長(zhǎng)長(zhǎng)度如按平平面桁架的的有關(guān)規(guī)定定采用，偏偏于安全。。網(wǎng)架規(guī)程程中規(guī)定的的計(jì)算長(zhǎng)度度取值是經(jīng)經(jīng)過(guò)模型試試驗(yàn)和分析析研究確定定的。桿件的計(jì)算算長(zhǎng)度與網(wǎng)網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)的的形式有關(guān)關(guān)，對(duì)于螺螺栓球節(jié)點(diǎn)點(diǎn)網(wǎng)架，桿桿件兩端可可視為鉸接接，弦桿和和腹桿均取取桿件的幾幾何長(zhǎng)度l，即節(jié)點(diǎn)中心心點(diǎn)之間的的距離l。焊接空心球球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架架，弦桿和和支座腹桿桿的計(jì)算長(zhǎng)長(zhǎng)度取0.9l，而其他腹桿桿的計(jì)算長(zhǎng)長(zhǎng)度取0.8l。對(duì)于板節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的網(wǎng)架則則取和平面面桁架相同同的計(jì)算長(zhǎng)長(zhǎng)度，即弦弦桿取l，腹桿取0.8l。(2)桿件的容許許長(zhǎng)細(xì)比網(wǎng)架的桿件件的長(zhǎng)細(xì)比比不應(yīng)該超超過(guò)容許長(zhǎng)長(zhǎng)細(xì)比。對(duì)于受壓的的桿件，容容許長(zhǎng)細(xì)比比主要是防防止桿件過(guò)過(guò)于細(xì)長(zhǎng)容容易產(chǎn)生初初彎曲，初初彎曲對(duì)壓壓桿穩(wěn)定極極限承載力力有較大影影響，對(duì)于于受拉的桿桿件，容許許長(zhǎng)細(xì)比主主要是保證證桿件在制制作、運(yùn)輸輸、安裝和和使用過(guò)程程中有一定定的剛度。。網(wǎng)架規(guī)程程中規(guī)定的的桿件容許許長(zhǎng)細(xì)比如如下：受壓桿件：：[λ]＝180受拉桿件：：1)一般桿件[λ]＝4002)支座附近的的桿件[λ]＝3003)直接承受動(dòng)動(dòng)力荷載的的桿件[λ]＝2503．桿件的截截面選擇和和構(gòu)造要求求(1)桿件的截面面選擇桿件的選取取應(yīng)該注意意以下幾點(diǎn)點(diǎn)：1)一個(gè)網(wǎng)架桿桿件的截面面規(guī)格不宜宜過(guò)多，一一般較小跨跨度以2~3種為宜，大大跨度的網(wǎng)網(wǎng)架也不宜宜超過(guò)6~7種。2)桿件在相同同截面面積積的條件下下，宜選擇擇薄壁截面面，這樣增增加回轉(zhuǎn)半半徑對(duì)穩(wěn)定定有利。3）桿件截面面規(guī)格的選選擇宜用市市場(chǎng)上經(jīng)常常供應(yīng)的規(guī)規(guī)格。4）桿件長(zhǎng)度度與網(wǎng)架網(wǎng)網(wǎng)格尺寸有有關(guān)，確定定網(wǎng)格尺寸寸時(shí)，除考考慮最優(yōu)尺尺寸及屋面面板制作條條件等因素素外，也應(yīng)應(yīng)考慮一般般常用的定定尺長(zhǎng)度，，以避免剩剩頭過(guò)長(zhǎng)造造成浪費(fèi)。。5)鋼管出廠一一般均有負(fù)負(fù)公差，所所以在選擇擇載面時(shí)應(yīng)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)留留有余地。。(2)桿件的構(gòu)造造要求桿件截面過(guò)過(guò)小，容易易產(chǎn)生初彎彎曲，所以以對(duì)網(wǎng)架的的桿件有最最小截面的的規(guī)定。普普通型鋼不不宜小于L50×3，圓鋼管不宜宜小于φ48×2，較大跨度的的網(wǎng)架桿件件的外徑不不宜小于φ60。此外，為了了便于施焊焊和防腐要要求，圓鋼鋼管的壁厚厚不宜太薄薄，一般不不小于2mm。由于網(wǎng)架的的桿件為軸軸向受力桿桿，因此，，桿件上不不可承受橫橫向荷載。。網(wǎng)架桿件在在構(gòu)造設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)，宜避避免難于檢檢查、清刷刷、油漆以以及積留濕濕氣或灰塵塵的死角或或凹槽。對(duì)對(duì)于管形截截面，應(yīng)將將兩端封閉閉。受拉桿件一一般不宜設(shè)設(shè)有接頭，，受壓桿件件也只容許許有一個(gè)接接頭，且該該接頭應(yīng)設(shè)設(shè)在受力較較小區(qū)域，，并避免接接頭過(guò)于集集中4．桿件的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算網(wǎng)架桿件主主要承受軸軸向拉力和和軸向壓力力（1）軸心受拉拉：(2)軸心受壓：：當(dāng)桿件截面面不能滿足足強(qiáng)度或穩(wěn)穩(wěn)定的要求求時(shí)，應(yīng)當(dāng)當(dāng)加大截面面的規(guī)格。。截面的規(guī)規(guī)格改變將將引起桿件件內(nèi)力的改改變，因此此，桿件截截面的計(jì)算算由計(jì)算機(jī)機(jī)完成，截截面的選擇擇也是根據(jù)據(jù)提供的截截面規(guī)格，，按滿應(yīng)力力原則選擇擇最經(jīng)濟(jì)截截面。2.7.2網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的的節(jié)點(diǎn)與設(shè)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)起連接接桿件、傳傳遞荷載的的作用，因因此，節(jié)點(diǎn)點(diǎn)設(shè)計(jì)是網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)中的重重要內(nèi)容。。通常節(jié)點(diǎn)點(diǎn)用鋼量占占整個(gè)網(wǎng)架架桿件用量量的20％-25％。合理的的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)對(duì)網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)的安全全性能、制制作安裝、、工程進(jìn)度度和工程造造價(jià)都有著著直接的影影響。節(jié)點(diǎn)點(diǎn)設(shè)計(jì)和構(gòu)構(gòu)造均應(yīng)符符合以下一一些原則：：（1）受力合理理，傳力明明確、可靠靠，實(shí)際構(gòu)構(gòu)造與所采采用的計(jì)算算假定吻合合。（2）保證各桿桿件交匯于于一點(diǎn)，不不產(chǎn)生附加加彎矩。（3）構(gòu)造簡(jiǎn)單單、制作和和安裝方便便。（4）盡量減少少用鋼量。。1．網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的類型（1）焊接鋼板板節(jié)點(diǎn)主要用于弦弦桿呈兩向向布置的各各類網(wǎng)架，，如兩向正正交正放網(wǎng)網(wǎng)架、兩向向正交斜放放網(wǎng)架以及及各種類型型的四角錐錐網(wǎng)架。網(wǎng)架中，上上、下弦桿桿均成兩向向正交布置置，斜腹桿桿或位于弦弦桿的豎平平面內(nèi)或與與弦桿豎平平面成45。角相交。桿桿件端部均均在節(jié)點(diǎn)處處相交。為為使這些匯匯交的桿件件能在節(jié)點(diǎn)點(diǎn)上有效地地連成一體體，桿件內(nèi)內(nèi)力得到可可靠的傳遞遞，應(yīng)沿桿桿件方向設(shè)設(shè)置相應(yīng)的的節(jié)點(diǎn)板，，各節(jié)點(diǎn)板板間則以焊焊縫連成整整體，從而而形成了焊焊接鋼板節(jié)節(jié)點(diǎn)。這種節(jié)點(diǎn)與與鋼桁架的的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造造較為相似似，有時(shí)為為了增加節(jié)節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度度和剛度，，也可以在在十字節(jié)點(diǎn)點(diǎn)板中心加加設(shè)一段圓圓鋼管，將將十字節(jié)點(diǎn)點(diǎn)板直接焊焊于中心鋼鋼管上，從從而形成一一個(gè)由中心心鋼管加強(qiáng)強(qiáng)的焊接鋼鋼板節(jié)點(diǎn)。。（2）焊接空心心球節(jié)點(diǎn)由兩個(gè)半球球?qū)付沙伞０肭蛴杏欣鋲汉蜔釤釅撼尚蛢蓛煞N方法。。熱壓成型簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，不需需要很大的的壓力，采采用多；冷冷壓不僅需需要很大的的壓力，要要求鋼材的的材質(zhì)好，，而且對(duì)模模具的磨損損也較大，，目前很少少采用。當(dāng)當(dāng)焊接空心心球的直徑徑較大時(shí)，，為了增加加球體的承承載力，可可以在兩個(gè)個(gè)半球的對(duì)對(duì)焊處增加加肋板，三三者焊成整整體。網(wǎng)架架桿件通過(guò)過(guò)角焊縫或或?qū)雍缚p縫與空心球球相連。（3）螺栓球節(jié)節(jié)點(diǎn)將網(wǎng)架桿件件通過(guò)高強(qiáng)強(qiáng)螺栓、套套筒、螺釘釘或銷釘、、錐頭、封封板與實(shí)心心鋼球連接接起來(lái)的一一種節(jié)點(diǎn)形形式。（4）直接相貫貫節(jié)將網(wǎng)架腹桿桿(支管)的端部經(jīng)機(jī)機(jī)械加工成成相貫面后后，直接焊焊在弦桿（（主管)壁上，也可可以將一個(gè)個(gè)方向的弦弦桿焊在另另一個(gè)方向向弦桿的管管壁上。這這種節(jié)點(diǎn)因因?yàn)槭∪チ肆巳魏喂?jié)點(diǎn)點(diǎn)連接部件件，因而節(jié)節(jié)點(diǎn)的用鋼鋼量少，但但是它要求求的加工精精度很高。。桿件可以以是圓鋼管管，也可以以是方鋼管管。（5）焊接鋼管管節(jié)點(diǎn)它是由空心心圓柱體組組成的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)，桿件直直接焊在圓圓柱體的表表面上，由由于網(wǎng)架桿桿件的端部部要加工成成與圓柱體體表面相交交的曲面，，因此，它它對(duì)桿件的的加工精度度要求較高高。目前用得最最為廣泛的的是焊接空空心球節(jié)點(diǎn)點(diǎn)和螺栓球球節(jié)點(diǎn)。2．焊接球節(jié)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與與構(gòu)造焊接空心球球節(jié)點(diǎn)是在在我國(guó)應(yīng)用用較早、也也最為廣泛泛的節(jié)點(diǎn)形形式之一，，它分為加加肋和不加加肋兩種。。（1）焊接空心心球的承載載力設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算1）受壓承載力設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算以受壓為主的的空心球，其其破壞機(jī)理屬屬于殼體的穩(wěn)穩(wěn)定問(wèn)題，應(yīng)應(yīng)該采用非線線性分析方法法進(jìn)行其極限限承載力的分分析，計(jì)算工工作量大，難難以在設(shè)計(jì)中中應(yīng)用。目前前的計(jì)算公式式是在大量試試驗(yàn)資料的基基礎(chǔ)上經(jīng)回歸歸分析確定的的。試驗(yàn)表明明，雙向受壓壓空心球的承承載力與單向向受壓空心球球的承載力基基本接近，并并且空心球的的鋼種對(duì)其受受壓承載力的的影響不顯著著。球體的受受壓承載載力都以以單向受受壓的試試驗(yàn)為依依據(jù)。對(duì)對(duì)于空心心球外徑徑D＝120——500mm時(shí)，其受受壓承載載力設(shè)計(jì)計(jì)值按下下式計(jì)算算：D——空心球外外徑(mm)；t——空心球壁壁厚(mm)；d——鋼管外徑徑(mm)；ηc——受壓空心心球加肋肋承載力力提高系系數(shù)，不不加肋時(shí)時(shí)ηc＝1.0,加肋時(shí)ηc＝1.4。從以上公公式可以以看出，，球體受受壓承載載力與空空心球壁壁厚t、空心球外外徑D和連接的的鋼管外外徑d有關(guān)：a．當(dāng)D、d不變時(shí)，，隨t的增大，，受壓承承載力也也相應(yīng)地地增大；；b．當(dāng)D、t不變時(shí)，，隨d的增大，，受壓承承載力也也相應(yīng)地地增大；；c．當(dāng)t、d不變時(shí)，，隨D的增大，，受壓承承載力也也相應(yīng)地地增大，，d．空心球加加肋時(shí)，，其受壓壓承載力力可以提提高40％。交匯于空空心球有有多根桿桿件，可可以用受受力最大大的桿件件來(lái)驗(yàn)算算。2)受拉承載載力設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算空心球受受拉破壞壞其機(jī)理理屬于強(qiáng)強(qiáng)度破壞壞。試驗(yàn)驗(yàn)表明，，其破壞壞具有沖沖切破壞壞的特征征，破壞壞面多為為球體沿沿桿件管管壁拉出出。對(duì)于空心心球外徑徑D＝120～500mm時(shí)，其受受拉承載載力設(shè)計(jì)計(jì)值按下下式計(jì)算算：Nt＜0.55ηttdπfNt——受拉空心心球所受受的軸向向拉力設(shè)設(shè)計(jì)值(N)；f——鋼材強(qiáng)度度設(shè)計(jì)值值(N／mm2)；ηt——受拉空心心球加肋肋承載力力提高系系數(shù)，不不加肋時(shí)時(shí)ηt＝1.0，加肋時(shí)ηt＝1.1。（2）焊接空心心球的構(gòu)構(gòu)造1)不加肋空空心球和和加肋空空心球兩兩個(gè)半球球的焊接接以及兩兩個(gè)半半球球與加肋肋圓環(huán)的的焊接構(gòu)構(gòu)造2)空心球球球徑的大大小應(yīng)該該能在球球的表面面排列所所連接的的全部鋼鋼管，為為了便于于施焊及及母材不不致過(guò)熱熱．連接接于同一一節(jié)點(diǎn)上上的各桿桿件之間間的空隙隙不宜小小于10mm。按此要求求近似有有以下關(guān)關(guān)系式：：所以有3)空心球外外徑與壁壁厚的比比值可按按設(shè)計(jì)要要求在25～45范圍內(nèi)選選用，同同時(shí)空心心球壁厚厚與鋼管管最大壁壁厚的比比值宜選選用1.2～2.0，空心球球壁厚不不宜小于于4mm。4)當(dāng)空心球的的外徑不小小于300mm，且桿件內(nèi)力力較大需要要提高承載載力時(shí)，球球內(nèi)可加環(huán)環(huán)肋，其厚厚度不應(yīng)小小于球壁的的厚度，內(nèi)內(nèi)力較大的的桿件應(yīng)位位于肋板平平面內(nèi)。5)鋼管桿件與與空心球連連接，鋼管管應(yīng)開(kāi)坡口口。在鋼管管與空心球球之間應(yīng)留留有一定空空隙予以焊焊透，以實(shí)實(shí)現(xiàn)焊縫與與鋼管等強(qiáng)強(qiáng)，否則應(yīng)應(yīng)按角焊縫縫計(jì)算。為為了保證焊焊縫質(zhì)量，，鋼管端頭頭可加套管管與空心球球焊接。3．螺栓球節(jié)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與與構(gòu)造螺栓球節(jié)點(diǎn)點(diǎn)也是我國(guó)國(guó)應(yīng)用較早早且很廣泛泛的節(jié)點(diǎn)形形式之一，，它由螺栓栓、鋼球、、銷子(或螺釘)、套筒和錐錐頭或封板板等零件組組成，這種種節(jié)點(diǎn)適用用于鋼管連連接。在螺螺栓球球體體的同一個(gè)個(gè)坐標(biāo)平面面內(nèi)，若每每個(gè)螺栓孔孔夾角為450，則整個(gè)球球具有18個(gè)孔。采用用這種螺栓栓球進(jìn)行組組合相當(dāng)靈靈活，既適適用于一般般的網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)，也適適用于任何何形式的空空間網(wǎng)格結(jié)結(jié)構(gòu)。此外外，對(duì)于雙雙層網(wǎng)殼結(jié)結(jié)構(gòu)、塔架架、平臺(tái)和和腳手架等等也都可以以采用螺栓栓球節(jié)點(diǎn)。。目前我國(guó)螺螺栓球節(jié)點(diǎn)點(diǎn)網(wǎng)架的桿桿件內(nèi)力最最大拉力值值一般可達(dá)達(dá)到70t，最大懸掛吊吊車約為5t。螺栓球節(jié)點(diǎn)點(diǎn)網(wǎng)架的桿桿件長(zhǎng)度一一般在2～3m左右，包裝裝簡(jiǎn)單，可可以用集裝裝箱運(yùn)輸；；因?yàn)闆](méi)有有現(xiàn)場(chǎng)焊接接，安裝方方便，不產(chǎn)產(chǎn)生焊接變變形和焊接接應(yīng)力，無(wú)無(wú)節(jié)點(diǎn)偏心心，受力狀狀態(tài)好；能能夠在工廠廠生產(chǎn)，產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量容容易保證，，也可減少少施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)作業(yè)量，，大大加快快建設(shè)速度度。螺栓球球節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的設(shè)設(shè)計(jì)與與構(gòu)造造包括括：(1)螺栓球球零件件材料料的選選擇鋼球、、封板板、錐錐頭、、套筒筒的材材料可可按表表2.7.2-1采用。。(2)鋼球直直徑的的確定定采用鍛鍛壓球球。大小取取決于于螺栓栓的直直徑、、相鄰鄰桿件件的夾夾角和和螺栓栓伸入入球體體的長(zhǎng)長(zhǎng)度等等因素素，同同時(shí)要要求伸伸入球球體的的相鄰鄰兩個(gè)個(gè)螺栓栓不相相碰。。(3)高強(qiáng)度度螺栓栓受拉拉承載載力計(jì)計(jì)算高強(qiáng)度度螺栓栓承受受拉力力對(duì)于受受壓桿桿件，，高強(qiáng)強(qiáng)度螺螺栓不不承受受桿件件的壓壓力，，此時(shí)時(shí)高強(qiáng)強(qiáng)度螺螺栓的的直徑徑可按按受拉拉計(jì)算算所得得值適適當(dāng)減減小。。壓力力主要要由套套筒承承擔(dān)，，套筒筒要進(jìn)進(jìn)行承承壓計(jì)計(jì)算，，并驗(yàn)驗(yàn)算其其開(kāi)槽槽處和和端部部有效效截面面的承承壓力力。(4)套筒外形尺寸寸的確定套筒是六角形形的無(wú)紋螺母母，用以擰緊緊螺栓和傳遞遞桿件軸壓力力。套簡(jiǎn)外形形尺寸應(yīng)符合合扳手開(kāi)口尺尺寸系列，端端部保持平整整，內(nèi)孔徑可可比螺栓直徑徑大1mm。套筒端部到開(kāi)開(kāi)槽端部的距距離應(yīng)使該處處有效截面抗抗剪承載力不不低于銷釘(或螺釘)的抗剪承載力力，且不應(yīng)小小于1.5倍開(kāi)槽孔的寬寬度。(5)錐頭或封板的的構(gòu)造錐頭或封板主主要起連接鋼鋼管和螺栓的的作用，承受受桿件傳來(lái)的的拉力或壓力力。當(dāng)桿件管管徑大于或等等于76mm時(shí)，宜采用錐錐頭連接，否否則采用封板板連接。其連連接焊縫以及及錐頭的任何何截面應(yīng)與連連接的鋼管等等強(qiáng)，其焊縫縫寬度b可根據(jù)連接鋼鋼管壁厚取2~5mm，封板厚應(yīng)根據(jù)據(jù)實(shí)際受力的的大小計(jì)算確確定，當(dāng)鋼管管壁厚小于4mm時(shí)，其封板厚厚度不宜小于于鋼管外徑的的1／5。(6)銷釘或螺釘?shù)牡臉?gòu)造銷釘或螺釘在在網(wǎng)架安裝完完成之后不受受力。在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)套簡(jiǎn)時(shí)，它它承受剪力，，該剪力的大大小與螺栓伸伸入鋼球的摩摩阻力有關(guān)。。銷釘或螺釘釘宜采用高強(qiáng)強(qiáng)度鋼材，其其直徑可取螺螺徑直徑的0.16～0.18倍，不宜小于于3mm。螺釘直徑可采采用6～8mm。4.支座節(jié)點(diǎn)的設(shè)設(shè)計(jì)與構(gòu)造支座節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)網(wǎng)架將荷載傳傳遞給下部結(jié)結(jié)構(gòu)的連接部部件，它是位位于支承結(jié)構(gòu)構(gòu)上的網(wǎng)架節(jié)節(jié)點(diǎn)。(1)支座節(jié)點(diǎn)的形形式及其適用用范圍對(duì)網(wǎng)架進(jìn)行內(nèi)內(nèi)力分析時(shí)，，要對(duì)支座節(jié)節(jié)點(diǎn)加設(shè)一定定的約束，這這些約束的計(jì)計(jì)算模式一般般有可動(dòng)鉸支支承、不動(dòng)圓圓柱鉸支承和和不動(dòng)球鉸支支承。實(shí)際構(gòu)構(gòu)造上，支座座節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)傳力可靠靠、構(gòu)造簡(jiǎn)單單，并與其計(jì)計(jì)算模型相同同。根據(jù)網(wǎng)架架結(jié)構(gòu)的工程程實(shí)踐，支座座節(jié)點(diǎn)通常有有平板支座、、弧形支座、、球鉸支座和和橡膠支座等等。根據(jù)支座座節(jié)點(diǎn)的受力力情況，也可可以分為壓力力支座節(jié)點(diǎn)和和拉力支座節(jié)節(jié)點(diǎn)兩大類。。1)壓力支座座節(jié)點(diǎn)最為常見(jiàn)的一一類支座節(jié)點(diǎn)點(diǎn)，可以分為為平板壓力、、單面和雙面面弧形壓力、、球鉸壓力以以及板式橡膠膠支座節(jié)點(diǎn)等等。a、平板壓力支座座節(jié)點(diǎn)焊接鋼板節(jié)點(diǎn)點(diǎn)網(wǎng)架與焊接接空心球節(jié)點(diǎn)點(diǎn)或螺栓球節(jié)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架的平平板壓力支座座節(jié)點(diǎn)。平板壓力支座座節(jié)點(diǎn)，構(gòu)造造簡(jiǎn)單，加工工方便，用鋼鋼量較省，但但是支承底板板與結(jié)構(gòu)支承承面的應(yīng)力分分布不均勻，，和計(jì)算假定定相差較大。。一般只適用用于小跨度的的網(wǎng)架。平板板壓力支座節(jié)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造對(duì)網(wǎng)網(wǎng)架制作、拼拼裝精度及錨錨栓埋設(shè)位置置的尺寸控制制要求較嚴(yán)，，易造成網(wǎng)架架正確就位的的困難。在實(shí)際工程中中為了使網(wǎng)架架拼裝方便，，常不設(shè)定位位錨栓，而在在支座節(jié)點(diǎn)的的底板與支承承面