【正文】 的支撐條件，可根據(jù)支撐結(jié)構(gòu)的剛度、支座節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造情況，分別假定為二向可側(cè)移、一向可側(cè)移、無側(cè)移的鉸接支座或彈性支承。 ? (2) 有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu) ， 當(dāng)相交角度大于 15186。結(jié)構(gòu)分析時可忽略節(jié)點(diǎn)剛度的影響，假定節(jié)點(diǎn)為鉸接，桿件只承受軸向力。 ? 非抗震設(shè)計，荷載及荷載效應(yīng)組合按 《 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 》 GB 50009進(jìn)行計算。 這種計算必須進(jìn)行幾十種 、 甚至幾百種組合 ， 計算工作量大 。 考慮多臺吊車豎向荷載組合時，對一層吊車的單跨廠房的網(wǎng)架，參與組合的吊車臺數(shù)不應(yīng)多于 2臺；對于一層吊車的多跨廠房的網(wǎng)架，不多于 4臺。 荷載組合的一般表達(dá)式為 無吊車荷載和風(fēng)荷載 、 地震作用時 ， 網(wǎng)架應(yīng)考慮以下荷載組合： (1)永久荷裁十可變荷載； (2)永久荷載十半跨可變荷載； (3)網(wǎng)架自重十半跨屋面板自重十施工荷載 。 根據(jù)我國 《 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程 》 JGJ7 91 規(guī)定： 在抗震設(shè)防烈度為 7 度的地區(qū)，可不進(jìn)行網(wǎng)架結(jié)構(gòu)水平抗震驗(yàn)算。網(wǎng)架的地震反應(yīng)大小不僅與外來干擾作用 (地震波 )的大小及其隨時間的變化規(guī)律有關(guān)，還取決于網(wǎng)架本身的動力特性，即網(wǎng)架的自振周期和阻尼。另外工廠車間生產(chǎn)過程中引起溫度場變化，這可由工藝提出。橋式吊車在吊車梁上行走，通過柱子對網(wǎng)架產(chǎn)生吊車水平荷載。 (3)風(fēng)荷載：對于周邊支承且支座節(jié)點(diǎn)在上弦的網(wǎng)架，風(fēng)載由四周墻面承受，計算時可不考慮風(fēng)荷載。樓面活荷載根據(jù)工程性質(zhì)查荷載規(guī)范取用。 (3) 吊頂材料自重。 也可預(yù)先估算網(wǎng)架單位面積自重 節(jié)點(diǎn)自重一般占網(wǎng)架桿件總重的 15％ 一 25％ 。對永久荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值。 8． 對跨度不大于 40m多層建筑的樓層及跨度不大于 60m的屋蓋 ， 可以采用以鋼筋泥凝土板代替鋼上弦的組合網(wǎng)架；組合網(wǎng)架宜選用正放四角錐組合網(wǎng)架 、 正放抽空四角錐組合網(wǎng)架 、 兩向正交正放組合網(wǎng)架 、 斜放四角錐組合網(wǎng)架及蜂窩形三角錐組合網(wǎng)架 。多點(diǎn)支承時這種正交正放類網(wǎng)架的受力性能比斜放類網(wǎng)架合理 ， 撓度也小 。一般地說，節(jié)點(diǎn)數(shù)和桿件數(shù)較多的網(wǎng)架，如三角錐網(wǎng)架、六角錐網(wǎng)架、三向網(wǎng)架、正放四角錐網(wǎng)架，其剛度較大；反之，如斜放四角錐網(wǎng)架、棋盤形四角錐網(wǎng)架、抽空三角錐網(wǎng)架 I、 II型、蜂窩形三角錐網(wǎng)架，其節(jié)點(diǎn)數(shù)和桿件致較少，則剛度也較小。 因?yàn)檫@幾種大跨度網(wǎng)架的設(shè)計與施工經(jīng)驗(yàn)比較豐富 ， 技術(shù)比較熟練 。 2．安裝方法不采用整體提升或吊裝，采用分條或分塊安裝，或采用高空滑移法時，選用兩向正交正放網(wǎng)架、正放四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架等三種正交正放類網(wǎng)架比選用斜放類網(wǎng)架有利。 （ 4）蜂窩形三角錐網(wǎng)架：這是由倒置的三角錐體兩兩相連而成 。根據(jù)三角錐體的組合方式和連接錐頂弦桿的方法不同，這類三角錐體組成的網(wǎng)架又可分為四種： （ 1） 三角錐網(wǎng)架：由順置的錯格排列的三角錐體與三向互成 60186。由這些四角錐體排列組成網(wǎng)架時，還要用上弦桿或下弦桿把相鄰的錐頂連接起來。 由平面桁架系組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，它是由平面桁架發(fā)展和演變過來的。 。 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)通?？煞譃殡p層 (多層 )平板網(wǎng)格結(jié)構(gòu) (網(wǎng)架結(jié)構(gòu)或網(wǎng)架 )， 單層和雙層的曲面網(wǎng)格結(jié)構(gòu) (網(wǎng)殼 )， 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是網(wǎng)架與網(wǎng)殼的總稱 。 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性 ，傳力途徑簡捷，是一種較好的大跨度、大柱網(wǎng)屋蓋結(jié)構(gòu)。 、商品化，可在工廠中成批生產(chǎn)，有利于提高生產(chǎn)效率。由于平面桁架系的數(shù)量和設(shè)置方位不同。根據(jù)錐體的組合方式和連接錐頂弦桿的方向不同，這類四角錐體組成的網(wǎng)架又可分為六種： （ 1） 正放四角錐網(wǎng)架；（ 2）正放抽空四角錐網(wǎng)架； （ 3）斜放四角錐網(wǎng)架；（ 4）棋盤形四角錐網(wǎng)架； （ 5）星形四角錐網(wǎng)架； （ 6）單向折線形網(wǎng)架，又稱折板型網(wǎng)架。的上弦桿系連接而成。 ，它的基本單元體是由 6根弦桿、 6根斜桿構(gòu)成的正六角錐體，即七面體。 3． 用鋼指標(biāo)是衡量網(wǎng)架選型的一項(xiàng)重要標(biāo)志 。 三向網(wǎng)架 、 三角錐網(wǎng)架 、 六角錐網(wǎng)架 、 一般構(gòu)造較為復(fù)雜 ， 用鋼量大 ， 故在中小跨度中宜少采用 。 6． 平面形狀為圓形 、 正六邊形和接近圓形的多邊形網(wǎng)架 ， 從平面布置及建筑造型看 ， 比較適宜采用三向網(wǎng)架 、 六角錐網(wǎng)架 、 三角錐網(wǎng)架 、 抽空三角維網(wǎng)架 I、 II型和蜂窩形三角錐網(wǎng)架 。 經(jīng)過四點(diǎn)支承網(wǎng)架計算表明 ， 在條件相同的情況下 ， 兩向正交正放網(wǎng)架與兩向正交斜放網(wǎng)架的最大內(nèi)力比約為 5/7， 撓度比約為6/7， 而且斜放類網(wǎng)架在自由邊界還要增設(shè)封邊的邊緣桿件 ， 增加了桿件數(shù)量和材料用量 。 網(wǎng)架選型是一個比較復(fù)雜的問題 ， 必須根據(jù)實(shí)用與經(jīng)濟(jì)的原則 ， 進(jìn)行多方案綜合分析比較確定 。對可變荷載應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值或準(zhǔn)永久值作為代表值。 如果網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)的連接形式己定 ， 可根據(jù)具體的節(jié)點(diǎn)規(guī)格計算出其節(jié)點(diǎn)自重 。 (4)設(shè)備管道自重。 (2)雪荷載：雪荷載與屋面活荷載不必同時考慮，取兩者的大值。其他支承情況，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程情況考慮水平風(fēng)荷載作用。 溫度作用 溫度作用 是指由于溫度變化，使網(wǎng)架桿件產(chǎn)生附加溫度應(yīng)力，必須在計算和構(gòu)造措施中加以考慮。 目前溫度應(yīng)力的計算方法有：采用空間桿系有限元法的精確計算方法和把網(wǎng)架簡化為平板或夾層板構(gòu)造的近似分析法。由于地震的地面運(yùn)動為一種隨機(jī)過程，運(yùn)動極不規(guī)則，網(wǎng)架又是空間結(jié)構(gòu)，動力特性十分復(fù)雜，要正確分析網(wǎng)架的動力反應(yīng)比較困難，常作以下簡化假定： (1)結(jié)構(gòu)可離散為多個集中質(zhì)量的彈性體系； (2) 結(jié)構(gòu)振動屬于微幅振動，即結(jié)構(gòu)的振動變形很小，仍屬于小變形范疇。 在抗震設(shè)防烈度為 8 度的地區(qū)，對于周邊支承的中小跨度網(wǎng)架可不進(jìn)行水平抗震驗(yàn)算； 在抗震設(shè)防烈度為 9 度的地震區(qū)，對各種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)均應(yīng)進(jìn)行水平抗震驗(yàn)算。 后兩種荷載組合主要考慮斜腹桿的變號 。 吊車荷載是移動荷載 ， 目前采用的組合方法是由設(shè)計人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定幾種吊車組合及位置 ， 作為單獨(dú)的荷載工況進(jìn)行計算 ， 在此基礎(chǔ)上選出桿件的最大內(nèi)力 ， 作為吊車荷載的最不利組合值 ，再與其他工況的內(nèi)力進(jìn)行組合 。 高次超靜定結(jié)構(gòu)，應(yīng)進(jìn)行外荷載作用下的內(nèi)力、位移計算，并應(yīng)根據(jù)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(nèi)力、位移進(jìn)行計算。在截面及節(jié)點(diǎn)設(shè)計中，應(yīng)按照荷載的基本組合確定內(nèi)力計算值；在位移計算中應(yīng)按短期效應(yīng)組合確定其撓度。當(dāng)桿件上作用有局部荷載時，應(yīng)另考慮受彎的影響。時 ， 應(yīng)分別計算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用 。 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的基本理論和分析方法 基本假定和計算模型 網(wǎng)架是空間桿系結(jié)構(gòu) ， 節(jié)點(diǎn)連接假定為鉸接 ， 忽略節(jié)點(diǎn)剛度的影響 ， 。 因此 ， 對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的一般靜動力計算 ， 其基本假定可歸納為： (1)節(jié)點(diǎn)為鉸接 ， 桿件只承受軸向力 ， (2)按小撓度理論計算； (3)按彈性方法分析 。稱這種鉸接桿系計算模型為計算模型 A。 4．平板計算模型 計算模型也與梁系計算模型相類似，要有一個把網(wǎng)架折算等代為平板的過程，計算后也要有一個回代過程。后兩者是連續(xù)化的計算模型，在分析計算中，必然要增加從離散折算成連續(xù)，再從連續(xù)回代到離散這樣兩個過程，而這種折算和回代過程通常會影響結(jié)構(gòu)計算的精度。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的分析方法大致有五類： 1．有限元法 (分析方法 I)。差分法有兩種含義，一種是微分方程的差分解法；另一種是根據(jù)節(jié)點(diǎn)和桿件的間距 (類似差分的步長 )，給出網(wǎng)架的內(nèi)力平衡方程和變位協(xié)調(diào)方程，其組成形式與差分方程類同，故把這種分析方法也歸納在差分法中。如變分法、加權(quán)殘數(shù)法等，但不包括微分方程的差分解法。它把單元網(wǎng)片等代為梁元，以交叉梁系節(jié)點(diǎn)的撓度和轉(zhuǎn)角為未知量，用有限元法來分析計算。交叉梁系力法一般不考慮網(wǎng)架的剪切變形，未知數(shù)約為空間桁架位移法的 1/6，計算比較簡便 。我國曾采用此法編制了一些計算圖表，查用方便。如果不考慮網(wǎng)架的剪切變形和變剛度的影響，該法的基本方程便退化為交叉梁系差分法的基本方程。該法的基本假定過于簡單，其計算精度是網(wǎng)架簡化計算法中最差的一種，建議只在網(wǎng)架估算時采用。 8．下弦內(nèi)力法 用于計算蜂窩形三角錐網(wǎng)架的差分分析法。 9．?dāng)M板法 把網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等代為一塊正交異性或各向同性的普通平板，按經(jīng)典的平板理論求解，可適用于由平面桁架系組成的網(wǎng)架及大部分由角錐體組成的網(wǎng)架計算。擬夾層板法考慮了網(wǎng)架剪切變形，可提高網(wǎng)架計算的精度。由節(jié)點(diǎn)的平衡條件，可建立基本方程即總剛度方程，形成總剛度矩陣。 交于 i節(jié)點(diǎn)各桿端力的表達(dá)式為： 對網(wǎng)架的每一節(jié)點(diǎn)都可建立類似的平衡方程，經(jīng)合并后可得 或簡寫為 KU=P 上式為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的總剛度方程， K為總剛度矩陣，且有如下一些特性： (1)主對角元素均為 ni項(xiàng)疊加而成， ni為交于 i節(jié)點(diǎn)的桿件數(shù)； (2)矩陣的元素具有對稱性，即 Kij＝ Kji ； (3)矩陣的元素具有稀疏性，每個方程中的非零元素只有 ni+1項(xiàng)，而且這些非零元素均密集在主對角線附近。修正總剛度矩陣 K的辦法有兩種：一是劃去相應(yīng)的行和列，二是把相應(yīng)的主元素改為一個大數(shù)，如 1016 ，這可達(dá)到某一相應(yīng)支座位移為零的目的。當(dāng)支承結(jié)構(gòu)比較簡單，如為獨(dú)立柱時，可把支承結(jié)構(gòu)換算為在支承點(diǎn)處的等效彈簧，并求出彈簧的剛度，按彈簧支承下的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。 2．網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的總剛度矩陣 K是由鉸接桿件的單元剛度通過坐標(biāo)變換，然后對號入座疊加而成。 擬板法有兩種：一種是普通的擬板法，它與解一般的實(shí)體板相同，不考慮網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的橫向剪切變形，采用經(jīng)典平板理論來分析，其基本微分方程式為四階；另一種是擬夾層板法，它如同求解一塊具有夾心層的平板，要考慮夾心層的橫向剪切變形，采用非經(jīng)典的平板理論分析。 根據(jù)擬靜力法，將慣性力看成等效外力施加到結(jié)構(gòu)上，由平衡方程得網(wǎng)架結(jié)構(gòu)用矩陣表示的自由振動方程。 (2)基本周期與網(wǎng)架的短向跨度關(guān)系很大 ， 且與支座約束的強(qiáng)弱等有關(guān) 。 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析 1．振型分解反應(yīng)譜法 振型分解反應(yīng)譜法求網(wǎng)架的地震作用效應(yīng)，是目前網(wǎng)架地震反應(yīng)分析中精度較高的分析方法之一。 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)桿件設(shè)計與節(jié)點(diǎn)構(gòu)造 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的桿件設(shè)計 1． 桿件常用材料及截面形式 (1)桿件的材料 大多數(shù)網(wǎng)架的材料為鋼材 。 (2)桿件截面形式 桿件的截面形式很多 ， 但以空腹截面為最優(yōu) ， 如圓鋼管 、方鋼管等 。 端部封閉后 ， 內(nèi)部不易銹蝕 ， 表面也難以積灰和積水 ， 具有較好的防腐性能 。 桿件的計算長度與網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)的形式有關(guān) ， 對于螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架 ， 桿件兩端可視為鉸接 ， 弦桿和腹桿均取桿件的幾何長度 l， 即節(jié)點(diǎn)中心點(diǎn)之間的距離 l。 對于受壓的桿件 ， 容許長細(xì)比主要是防止桿件過于細(xì)長容易產(chǎn)生初彎曲 ， 初彎曲對壓桿穩(wěn)定極限承載力有較大影響 ，對于受拉的桿件 ， 容許長細(xì)比主要是保證桿件在制作 、 運(yùn)輸 、 安裝和使用過程中有一定的剛度 。 4） 桿件長度與網(wǎng)架網(wǎng)格尺寸有關(guān) ， 確定網(wǎng)格尺寸時 ，除考慮最優(yōu)尺寸及屋面板制作條件等因素外 ， 也應(yīng)考慮一般常用的定尺長度 ， 以避免剩頭過長造成浪費(fèi) 。 此外 ， 為了便于施焊和防腐要求 ， 圓鋼管的壁厚不宜太薄 ，一般不小于 2mm。 受拉桿件一般不宜設(shè)有接頭 ， 受壓桿件也只容許有一個接頭 ， 且該接頭應(yīng)設(shè)在受力較小區(qū)域 ， 并避免接頭過于集中 4 ． 桿件的設(shè)計計算 網(wǎng)架桿件主要承受軸向拉力和軸向壓力 （ 1） 軸心受拉： (2)軸心受壓： 當(dāng)桿件截面不能滿足強(qiáng)度或穩(wěn)定的要求時，應(yīng)當(dāng)加大截面的規(guī)格。 合理的節(jié)點(diǎn)設(shè)計對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安全性能 、 制作安裝 、 工程進(jìn)度和工程造價都有著直接的影響 。 （ 4） 盡量減少用鋼量 。 桿件端部均在節(jié)點(diǎn)處相交 。 半球有冷壓和熱壓成型兩種方法 。 （ 3） 螺栓球節(jié)點(diǎn) 將網(wǎng)架桿件通過高強(qiáng)螺栓 、 套筒 、 螺釘或銷釘 、 錐頭 、 封板與實(shí)心鋼球連接起來的一種節(jié)點(diǎn)形式 。 （ 5） 焊接鋼管節(jié)點(diǎn) 它是由空心圓柱體組成的節(jié)點(diǎn) ， 桿件直接焊在圓柱體的表面上 ， 由于網(wǎng)架桿件的端部要加工成與圓柱體表面相交的曲面 ， 因此 ， 它對桿件的加工精度要求較高 。 目前的計算公式是在大量試驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上經(jīng)回歸分析確定的 。 從以上公式可以看出 ， 球體受壓承載力與空心球壁厚 t、 空心球外徑 D和連接的鋼管外徑 d有關(guān)： a． 當(dāng) D、 d不變時 ， 隨 t的增大 ， 受壓承載力也相應(yīng)地增大； b． 當(dāng) D、 t不變時 ， 隨 d的增大 ， 受壓承載力也相應(yīng)地增大； c． 當(dāng) t 、 d不變時 ， 隨 D的增大 ， 受壓承載力也相應(yīng)地增大 ， d． 空心球加肋時 ， 其受壓承載力可以提高 40％ 。 對于空心球外徑 D＝ 120～ 500mm時 ， 其受拉承載力設(shè)計值按下式計算： Nt＜ Nt—— 受拉空心球所受的軸向拉力設(shè)計值 (N)； f—— 鋼材強(qiáng)度設(shè)計值 (N／ mm2)； ηt—— 受拉空心球加肋承載力提高系數(shù) ， 不加肋時 η