网架结构是一种高次超静定的空间杆系结构,若想十分精确地分析其内力和变形是很困难,因此,网架结构的计算也必须同其他结构一样,在保证结构安全的前提下,对节点刚度、支座支承条件、杆件变形等进行适当的简化,以使计算方法适应工程需要。网架结构的一般计算原则为:
(a)网架结构应进行在外荷载作用下的内力、变形计算,并根据具体情况,对地震、温度变化、支座沉降及施工安装荷载等作用下的内力、变形进行计算。上述计算可按弹性阶段进行。钢结构设计
(b)外荷载按静力等效原则,将节点所辖区域内的荷载集中作用在该节点上。但当杆件上作用有局部荷载时,则应另外考虑局部弯矩的影响。
(c)结构分析时可忽略节点刚度的影响,假定节点为空间铰接节点,所有杆件只承受轴向力。
(d)支承条件可根据支承结构的刚度和支座节点的构造情况,分别假定为一向可侧移或两向可侧移、或无侧移的铰接支座或弹性支承。
目前网架结构的计算模型可分为三种类型,即空间铰接杆系计算模型、交叉梁系计算模型和平板系计算模型。空间铰接杆系计算模型将网架简化为节点为铰接的杆件组合体,以二力杆为计算单元;交叉梁系计算模型是将网架拟化为交叉梁系,以梁段作为计算单元,先求出梁的内力和节点位移,再回代求出杆件内力,根据是否考虑剪切变形的影响,有多种计算方法;平板系计算模型是将网架拟化为正交异性或各向同性的平板,先求出板的内力后再回代求出杆件内力,该种计算模型如不考虑剪切变形的影响,称为拟板法;如考虑剪切变形的影响,则称为拟夹层板法。
网架的节点形式及构造要求
(一)网架节点形式
按节点连接方式划分有:
1)焊接连接,分为对接焊缝连接和角焊缝连接。
2)螺栓连接,采用拉力高强度螺栓连接。
(二)网架的节点构造应满足以下基本要求:
1)受力合理,传力明确。
2)尽量使杆件交汇于节点中心,使节点构造与所采用的计算假定基本相符。
3)构造简单,制作简便,安装方便。
4)用钢量省,造价低廉。
按节点的构造形式划分有:
1)十字交叉钢板节点,它是从平面桁架节点的基础上发展而成,杆件由角钢组成,杆件与节点板连接可采用角焊缝。
2)焊接空心球节点,由两个热压成型的半球焊接而成。钢管通过对接焊缝或角焊缝焊在球面之上。
3)螺栓球节点,它是通过螺栓、套筒等零件将钢管与实心球连接起来。钢结构设计
4)自相贯节点,它是将网架中腹杆(支管)端部经机械切削成相贯面后,直接焊在弦杆(主管)管壁上,或将一个方向弦杆焊在另一个弦杆管壁上。杆件可以是圆管或方管。
5)钢管节点,它是把垂直空心圆柱体作为连接件,将钢管直接焊在圆柱表面之上的节点。网架节点的形式要根据网架类型、受力性质、杆件截面、制造工艺和安装方法等因素来确定。