平面为圆形或多边形的网架会存在斜边界(图3.1a)。矩形平面网架利用对称性时,对称面也存在斜边界斜边界有两种处理方法,一种是根据边界点的位移约束情况设置具有一定截面积的附加杆,如节点沿边界法线方向位移为零,则该方向设一刚度很大的附加杆,截面积A=106~108(图3.1.b);如该节点沿边界法线方向为弹性约束,则调节附加杆的截面积,使之满足弹性约束条件。这种处理方法有时会使刚度矩阵病态。另一种方法是对斜边界上的节点位移做坐标变换,将在整体坐标下的节点位移向量变换到任意的斜方向,然后按一般边界条件处理。对于复杂的下部支承系统,网架(网壳)支座相对于下部结构的位移通过弹性约束方法不易模拟,支座节点的边界条件很难确定,此时可以借助相关的空间结构有限元分析与设计软件,直接将支承结构上部网架(网壳)一起进行整体建模、计算分析。这样不必另外计算支承结构的等效弹簧刚度,也避免了简化为弹簧时的误差,计算效果好。
钢结构构件边界条件的处理方法:边界条件中有固定、弹性约束、斜边界和强迫位移等。在网架(壳)结构有限元计算中,边界条件将对网架结构内力及变形产生较大影响。网架支承处的边界条件既和支座节点构造有关,也和支承结构的刚度有关,支座可以是无侧移、单向可侧移和双向可侧移的铰接支座,支承结构(柱、梁等)可以是刚性或弹性的。当支承结构刚度很大可忽略其变形时,边界条件完全取决于支座构造。反过来,采用不同的支座型式,合理的改变某些边界条件,可以调整结构的刚度减少杆件内力和支座反力的峰值,使内力分布更为均匀合理,达到节的钢材的目的。
网架支座技术性能:网架支座是依据交通行业标准《球形支座技术条件 (GB/T17955-2009)及建筑抗震设计规范(GB50011-2001)钢结构设计规范(GB50017-2003),经详细的静力学、动力学分析研制而成的新型抗震减振钢支座。抗震减振支座结构更加合理,性能更加可靠,使用寿命更长。该支座包括固定支座、单向、双向三种型式,22个等级,其水平承载力、竖直方向拔力及支座的整体强度均比普通支座有大幅度提高。该系列支座采用弹性减振元件,当水平力大到一定程度后,减振弹簧开始发生弹性变形实现缓冲作用。当结构发生转角时,球芯产生转动,释放上部结构产生的转矩。*震时,刚性抗震措施和柔性减振措施同时发生作用,以抵御巨大的*震输入能量,这样既能保证桥梁上、下结构合理相对位移,减小*震力的放大系数,又使结构保持统一性。
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