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支承结构与支承方式,目前在很多工程中,网架(网壳)一般由钢构公司根据事先假定的边界约束条件进行设计,再将他们算出来的支座反力作为外加荷载作用到下部支承结构中。把网架(网壳)和下部支承结构分开计算,网架支座相对于下部结构的位移虽然可以通过弹性约束方法模拟,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估算准确,算出来的结构内力在某些情况下会与实际情况差别较大,可能会给工程留下隐患。下部结构可能是柱,也可能是梁,也可能是其他结构形式,不仅刚度是有限的,而且具体工程刚度差异可能很大,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采用网架支座刚度为实际刚度且上、下部结构共同工作的力学模型所计算出来的结果肯定是不相同的。
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。
支座特点:①支座可万向转动、万向承载,能很好地满足上部结构各种荷载所产生的反力的传递、转动、移动要求,保证反力合力集中、明确、可靠。②支座可承受拉、压、剪(横向)力,在巨大的随机*震力作用下,只要上、下结构本身不破坏,就不会发生落梁、落架等灾难性后果.③支座的静刚度大,在列车及大型汽车巨大自重及惯性力作用力下,支座仅产生极小变形,能可靠地保证汽车、列车高速运行时的平顺性。④支座通过球面传力,受力面积大,并采用多种材料的优化组合,其体积和高度均大大减少,重量轻,便于安装,并与同承载力的钢支座相比造价较低。⑤支座适用温度范围大(-40℃~+70℃),耐久性能好,不采用橡胶承压,不存在橡胶老化对支座转动性能的影响。
网架(网壳)结构的支座节点应能保证可靠地传递支承反力,因此必须具有足够的强度和刚度。在竖向荷载作用下,支承节点一般均为受压,但在一些斜放类的网架中,局部支座节点可能承受拉力作用,有时还可能要承受水平力的作用,设计时应使支座节点的构造适应它们的受力特点。同时支座节点的构造还应尽量符合计算假定,充分反映设计意图。由于网架(网壳)结构是高次超静定的杆件体系,支座节点的约束条件对网架的节点位移和杆件内力影响较大;约束条件在构造和设计间的差异将直接导致杆件内力和支座反力的改变,有时还会造成杆件内力变号。因此对网架(网壳)结构支座节点的设计应给予足够的重视。