网架结构重中之重—支座规划

网架( 网 壳)结构作为一种高次超静定空间杆系结构，因为其受力性能好(理论上杆件只受轴力效果)、刚度大、全体性及抗震性能好、承载力强、受支座不均匀沉降影响小、适应性强，而核算理论的日益完善以及核算机技术飞速发展，使得对任何极端杂乱的三维结构的剖析与规划成为或许，因而网架结构被广泛应用于工业与民用建筑领域中。但网架结构如果其支承结构、支座型式及鸿沟条件规划不合理会对网架结构的安全性和经济性造成重要影响。

1. 支承结构与支承办法

现在在很多工程中，网架（网壳）一般由专业的钢构公司根据事前假定的鸿沟束缚条件进行规划，再将他们算出来的支座反力作为外加荷载效果到下部支承结构中。把网架（网壳）和下部支承结构分隔核算，网架支座相对于下部结构的位移尽管可以经过弹性束缚办法模仿，但是由下部支承结构变形带来的支座沉陷等支座本身的变位很难预算精确，算出来的结构内力在某些情况下会与实践情况差别较大，或许会给工程留下安全隐患。下部结构或许是柱，也或许是梁，也或许是其他结构形式，不只刚度是有限的，并且具体工程刚度差异或许很大，在这种假定条件下，算出来的杆件内力、支座反力及下部结构内力与选用网架支座刚度为实践刚度且上、下部结构一同作业的力学模型所核算出来的成果肯定是不相同的。另外，分隔核算还割裂了上下部结构的协同作业，使得上、下部结构的周期和位移核算均不精确。

一般网架的支承可以分为：周边支承、点支承以及点支承与周边支承混合运用三种办法，周边支承是将网架周边节点放置在梁或柱上，点支承则是将网架支座以较大的间距放置于独立梁或柱上，柱子与其他结构无联络。网架（网壳）放置在梁或柱上时，可以认为梁和柱的竖向刚度很大，忽略梁的竖向变形和柱子轴向变形，因而网架（网壳）支座竖向位移为零，网架（网壳）支座水平变形应考虑下部结构一同作业。在周边支承网架（网壳）支座的径向应将下部支承结构作为网架（网壳）结构的弹性束缚，而点支承网架（网壳）支座的鸿沟条件应考虑水平X和Y两个方向的弹性束缚。支承结构的等效绷簧刚度核算有如下几种：

1）支承柱支承

柱子水平位移方向的等效绷簧刚度为：Kc=3EcIc/H3c

式中 Hc：柱高；Ic：柱截面惯性矩。

2）两端简支梁支承

由长度为L，网架支座坐落距梁端为a的简支梁的等效绷簧刚度为：Kb=3EbIbL/a2（L-a）2

式中 a ：效果点距梁端距离；L：梁长；Ib：梁截面惯性矩。

3）橡胶垫支座

由高度为Hp的橡胶垫支承的支座等效绷簧刚度为：

Kp=GpAp/Hp

式中 Ap：橡胶垫面积；Hp：橡胶垫高。

在实践工程中往往是在梁顶或柱顶增加橡胶垫弹性支座，特别是在大跨度网架中，经过橡胶垫支座以满意温度应力的变形要求，这就要求考虑梁或柱弹性刚度与橡胶垫弹性刚度的叠加，当K1与K2叠加时，由位移叠加得其叠加刚度K为:1/K=1/K1+1/K2；有K=1/（1/K1+1/K2）。

2．支座（支座节点）

结构与根底的连接区简化为支座，按其受力特征分为五种：活动铰支座（滚轴支座），固定铰支座，定向支座（滑动支座），固定（端）支座和弹性（绷簧）支座。

弹性支座在提供反力的一同发生相应的位移，反力与位移的比值保持不变，称为弹性支座的刚度系数。弹性支座既可提供移动束缚，也可提供滚动束缚。当支座刚度与结构刚度附近时，宜简化为弹性支座。当结构某一部分接受荷载时（如研讨结构稳定问题），其相邻部分可看作是该部分的弹性支承，支座的刚度取决于相邻部分的刚度（如将斜拉桥的斜拉索简化为绷簧支座）。当支座刚度远大于或远小于该部分的刚度时，弹性支座则向前四种理想支座转化。

网架结构一般都支承在柱顶或圈梁等下部支承结构上，支座节点即指坐落支承结构上的网架节点。它既要连接在网架支承处汇交的杆件，又要支承整个网架，并将效果在网架上的荷载传递到下部支承结构。因而，支座节点是网架结构与下部支承结构联络的枢纽，也是整个结构中的一个重要部位。一个合理的支座节点有必要是受力清晰、传力简捷、安全可靠，一同还应做到结构简略合理，制造简略便利，具有较好的经济性。

网架结构的支座节点应能保证安全可靠地传递支承反力，因而有必要具有满足的强度和刚度。在竖向荷载效果下，支承节点一般均为受压，但在一些斜放类的网架中，部分支座节点或许接受拉力效果，有时还或许要接受水平力的效果，规划时应使支座节点的结构适应它们的受力特点。一同支座节点的结构还应尽量契合核算假定，充分反映规划目的。因为网架结构是高次超静定的杆件体系，支座节点的束缚条件对网架的节点位移和杆件内力影响较大；束缚条件在结构和规划间的差异将直接导致杆件内力和支座反力的改动，有时还会造成杆件内力变号。因而对网架结构支座节点的规划应给予满足的重视。

网架结构规划是否安全、经济，最关键因素首先在于所选的支承结构、支座型式及鸿沟条件是否合理，为此在具体规划中咱们尽或许防止将上部网架结构与下部支承体系独自剖析、规划，特别当网架支座相对于下部结构的位移很难经过弹性束缚办法模仿时，更应当将支承结构与上部网架一同进行全体建模、核算剖析，以使所核算出来的成果更契合实践。