大跨屋蓋結(jié)構(gòu)

第3章大跨屋蓋結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式大跨鋼結(jié)構(gòu)按幾何形狀、組成方法、結(jié)構(gòu)材科及受力特點(diǎn)的不同可分為平面結(jié)構(gòu)體系和空間結(jié)構(gòu)體系兩大類。屬于平而結(jié)構(gòu)體系的有：梁式結(jié)構(gòu)（平而桁架、空間桁架），平面剛架和拱式結(jié)構(gòu)。屬于空間結(jié)構(gòu)體系的有：平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，大部分懸索結(jié)構(gòu)，斜拉結(jié)構(gòu)，張拉整體糾構(gòu)等。平板網(wǎng)架是由桿件按一定規(guī)律組成的結(jié)構(gòu)，大多數(shù)為高次超靜意結(jié)構(gòu)。網(wǎng)架具有多向傳力的性能，空間剛度大，整體性好，具有良好的抗震性能，既適用于大跨度建筑，也適用于中小跨度的房屋，能覆蓋各種形狀的平面。網(wǎng)殼是由桿件按一定規(guī)律組成的曲面結(jié)構(gòu)．分單層及雙層兩大類。網(wǎng)殼可設(shè)計(jì)成各種曲面，能充分滿足建筑外形及功能方面的要求。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)主要承受壓力，穩(wěn)定問題比較突出?？缍容^大時，不能充分利用材料的強(qiáng)度。桿件和節(jié)點(diǎn)的幾何偏差，曲面偏離等初始缺陷對網(wǎng)殼內(nèi)力和整體穩(wěn)定影響較大。懸索結(jié)構(gòu)為一系列高強(qiáng)度鋼索按一定規(guī)律組成的一種張力結(jié)構(gòu)。不同的支承結(jié)構(gòu)形式和鋼索布置可適用各種平面形狀和建筑造型的要求。鋼索承受拉力，能充分利用鋼材強(qiáng)度，因而懸索結(jié)構(gòu)自重輕，可以較經(jīng)濟(jì)地跨越很大跨度。懸索屋蓋為柔性結(jié)構(gòu)體系，設(shè)計(jì)時應(yīng)注意采取有效措施保證屋蓋結(jié)構(gòu)在風(fēng)，地震作用下有足夠的剛度和穩(wěn)定性。網(wǎng)架的形式網(wǎng)架按弦桿層數(shù)不同可分為雙層網(wǎng)架和三層網(wǎng)架。雙層網(wǎng)架是出上弦、下弦和腹桿組成的空間結(jié)構(gòu)（圖3-1），是最常用的網(wǎng)架形式。三層網(wǎng)架是由上弦、中弦、下弦、上腹桿和下腹桿組成的空間結(jié)構(gòu)（圖3-2），其特點(diǎn)是增加網(wǎng)架高度，減小弦桿內(nèi)力，減小網(wǎng)格尺寸和腹桿長度。當(dāng)網(wǎng)架跨度較大時，三層網(wǎng)架用鋼量比雙層網(wǎng)架用鋼量省。但由于節(jié)點(diǎn)和桿件數(shù)量增多，尤其是中層節(jié)點(diǎn)所連桿件較多，使構(gòu)造復(fù)雜，造價有所提高。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的幾何不變性分析網(wǎng)架為一空間鉸接桿系結(jié)構(gòu)，桿件布置必須保證不出現(xiàn)結(jié)構(gòu)幾何可變性。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)幾何不變的必要條件是：W二3J—m—r<0式中J——網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)數(shù)；m——網(wǎng)架的桿件數(shù)；r——支座約束鏈桿數(shù)，r>6。當(dāng)W>0網(wǎng)架為幾何可變體系；W=0網(wǎng)架無多余桿件，如桿件布置合理，為靜定結(jié)構(gòu)；W<0網(wǎng)架有多余桿件，如桿件布置合理，為超靜定結(jié)構(gòu)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)幾何不變的充分條件一般可通過對結(jié)構(gòu)的總剛度矩陣進(jìn)行檢查來判斷。滿足下來?xiàng)l件之一者，該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為幾何可變體系：（1） 引入邊界條件后，總剛度矩陣［k］中對角線上出現(xiàn)零元素，則與之對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)為幾何可變；（2） 引入邊界條件后，總剛度矩陣|K|=0，該矩陣奇異，結(jié)構(gòu)為幾何可變。雙層網(wǎng)架的常用形式3.2.2.1平面桁架系網(wǎng)架此類網(wǎng)架上下弦桿完全對應(yīng)并與腹桿位于同一豎向平面內(nèi)。一般情況下豎桿受壓，斜桿受拉。斜腹桿與弦桿夾角宜在40°?60。之間。兩向正交正放網(wǎng)架：在矩形建筑平面中，網(wǎng)架的弦桿垂直于及平行于邊界，故稱正放。兩個方向網(wǎng)格數(shù)宜布置成偶數(shù)，如為奇數(shù)，桁架中部節(jié)間應(yīng)做成交叉腹桿。由于上下弦桿組成的網(wǎng)格為矩形，且平行于邊界，腹桿又在豎向平面內(nèi)，屬幾何可變體系。對周邊支承網(wǎng)架宜在支承平面(與支承相連弦桿組成的平面)設(shè)置水平斜撐桿。斜撐可以沿周邊設(shè)置，也可以采用如圖3-4所示方式布置。對點(diǎn)支承網(wǎng)架應(yīng)在支承平面內(nèi)沿主桁架(支承桁架)的兩側(cè)(或一側(cè))設(shè)置水平斜撐桿。兩向正交正放網(wǎng)架的受力性能類似于兩向交叉梁。對周邊支承者，平面尺寸越接近正方形，兩個方向桁架桿件內(nèi)力越接近，空間作用越顯著。隨著建筑平面邊長的的增大，短向傳力作用明顯增大。兩向正交斜放網(wǎng)架兩向正交斜放網(wǎng)架為兩個方向的平面桁架垂直相交。用于矩形建筑平面時，兩向桁架與邊界夾角45°。當(dāng)有可靠邊界時，體系是幾何不變的，無需另加支撐桿件。各榀桁架的跨度長短不等，靠近角部的桁架跨度小，對于它垂直的長桁架起支承作用，減小了長桁架跨中彎矩，長桁架兩段要產(chǎn)生負(fù)彎矩和支座拉力。周邊支承時，有長桁架通過角支點(diǎn)和避開角支點(diǎn)兩種布置，前者對四角支座產(chǎn)生較大的拉力，后者角部拉力可由兩個支座分擔(dān)。三向網(wǎng)架由三個方向平面桁架按60°角相互交叉而成，上下弦平面內(nèi)的網(wǎng)格均為幾何不變的三角形。網(wǎng)架空間剛度大，受力性能好，內(nèi)力分布也較均勻，但匯交于一個節(jié)點(diǎn)的桿件最多可達(dá)13根。節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較復(fù)雜，宜采用鋼管桿件及焊接空心球節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較復(fù)雜，宜采用鋼管桿件及焊接空心球節(jié)點(diǎn)。三向網(wǎng)架適用于大跨度(L>60m)的多邊形及圓形平面。用于中小跨度(L<60m)時，不夠經(jīng)濟(jì)。3.2.2.2四角錐體系網(wǎng)架四角錐體系網(wǎng)架是由若干倒置的四角錐按一定規(guī)律組成。網(wǎng)架上下弦平面均為方形網(wǎng)格，下弦節(jié)點(diǎn)均在上弦網(wǎng)格形心的投影線上，與上弦網(wǎng)格四個節(jié)點(diǎn)用斜腹桿相連。通過改變上下弦的位置、方向，并適當(dāng)?shù)爻槿ヒ恍┫覘U和腹桿，可得到各種形式的四角錐網(wǎng)架。正放四角錐網(wǎng)架建筑平面為矩形時，正放四角錐網(wǎng)架的上下弦桿均與邊界平行或垂直。上下弦節(jié)點(diǎn)各連接8根桿件，構(gòu)造較統(tǒng)一。如果網(wǎng)格兩個方向尺寸相等且腹桿與下弦平面夾角為45°，即h二sI邁(h為網(wǎng)架高度，s為網(wǎng)格尺寸)，上下弦桿和腹桿長度均相等。正放四角錐網(wǎng)架空間剛度較好，但桿件數(shù)量較多，用鋼量偏大。適用于接近方形的中小跨度網(wǎng)架，宜采用周邊支承。正放抽空四角錐網(wǎng)架將正放四角錐網(wǎng)架適當(dāng)抽掉一些腹桿和下弦桿，如每隔一個網(wǎng)格抽去斜腹桿和下弦桿，使下弦網(wǎng)格的寬度等于上弦網(wǎng)格的二倍，從而減小桿件數(shù)量，降低了用鋼量，但剛度較正放四角錐網(wǎng)架弱一些。在抽空部位可設(shè)置采光或通風(fēng)天窗，由于周邊網(wǎng)格不宜抽桿，兩個方向網(wǎng)格數(shù)宜取奇數(shù)。棋盤形四角錐網(wǎng)架在正放四角錐網(wǎng)架基礎(chǔ)上，保持周邊四角錐不變，中間四角錐間隔抽空。上弦桿為正交正放，下弦桿與邊界成45°角，為正交斜放。這種網(wǎng)架上弦短桿受壓，下弦長桿受拉，節(jié)點(diǎn)匯交桿件少。適用于小跨度周邊支承情況。(4)斜放四角錐網(wǎng)架將正放四角錐上弦桿相對于邊界轉(zhuǎn)動45°放置，則得到斜放四角錐網(wǎng)架。上弦網(wǎng)格呈正交斜放，下弦網(wǎng)格為正交正放。網(wǎng)架上弦桿短，下弦桿長，受力合理。下弦節(jié)點(diǎn)連接8根桿，上弦節(jié)點(diǎn)只連6根桿。適用于中小跨度周邊支承，或周邊支承與點(diǎn)支承相結(jié)合的矩形平面。(5)星形四角錐網(wǎng)架星形四角錐網(wǎng)架的組成單元似一星體。將四角錐地面的四根桿用位于對角線上的十字交叉桿代替，并在中心加設(shè)豎桿，即組成星形四角錐。十字交叉桿與邊界成45°角，構(gòu)成網(wǎng)架上弦，呈正交斜放。下弦桿呈正交正放。腹桿與上弦桿在同一豎向平面內(nèi)，星形網(wǎng)架上弦桿比下弦桿短，受力合理。豎桿受壓，內(nèi)力等于節(jié)點(diǎn)荷載。當(dāng)網(wǎng)架高度等于上弦桿長度時，上弦桿與豎桿等長，斜腹桿與下弦桿等長。星形網(wǎng)架一般用于中小跨度周邊支承情況。3.2.2.3三角錐體系網(wǎng)架三角錐體系網(wǎng)架的基本單元是錐底為正三角形的倒置三角錐。錐底三條邊為網(wǎng)架上弦桿，棱邊為網(wǎng)架的腹桿，連接錐頂?shù)臈U件為網(wǎng)架下弦桿。三角錐網(wǎng)架主要有三種形式。(1)三角錐網(wǎng)架三角錐網(wǎng)架上下弦平面均為正三角形網(wǎng)格，上下弦節(jié)點(diǎn)各連90根桿件。當(dāng)網(wǎng)架高度為網(wǎng)格尺寸的J273倍時，上下弦桿和腹桿等長。三角錐網(wǎng)架受力均勻，整體性能和抗扭剛度好，適用于平面多邊形的大眾跨度建筑。抽空三角錐網(wǎng)架保持三角錐網(wǎng)架的上弦網(wǎng)格不變，按一定規(guī)律抽去部分腹桿和下弦桿，可得到抽空三角錐網(wǎng)架。例如如圖3-15所示的抽桿方法是沿網(wǎng)架周邊一圈的網(wǎng)格不抽桿，內(nèi)部從第二圈開始沿三個方向每間隔一個網(wǎng)格抽掉部分桿，則下弦網(wǎng)格成為多邊形的組合。抽桿后，網(wǎng)架空間剛度受到削弱。下弦桿數(shù)量減少，內(nèi)力較大。抽空三角錐網(wǎng)架適用于平面為多邊形的中小跨度建筑。蜂窩型三角錐網(wǎng)架蜂窩形三角錐網(wǎng)架如圖3-16所示。上弦網(wǎng)格為三角形和六邊形，下弦網(wǎng)格為六邊形。腹桿與下弦桿位于同一豎向平面內(nèi)。節(jié)點(diǎn)、桿件數(shù)量都較少，適用于周邊支承，中間跨度屋蓋。蜂窩形三角錐網(wǎng)架本身是幾何可變的，借助于支座水平約束來保證其幾何不變。網(wǎng)架選型網(wǎng)架的選型應(yīng)結(jié)合工程的平面形狀、建筑要求、荷載和跨度的大小、支承情況和造價等因素綜合分析確定。按照《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》(JGJ7—91)的劃分：大跨度為60m以上；中跨度為30?60m；小跨度為30m以下。平面形狀為矩形的周邊支承網(wǎng)架，當(dāng)其邊長比(長邊/短邊)小于或等于1.5時，宜選用正放或斜放四角錐網(wǎng)架，棋盤形四角錐網(wǎng)架，正放抽空四角錐網(wǎng)架，兩向正文斜放或正放網(wǎng)架。對中小跨度，也可選用星形四角錐網(wǎng)架和蜂窩形三角錐網(wǎng)架。平由形狀為矩形的周邊支承網(wǎng)架，當(dāng)其邊長比大于1.5時，宜選用兩向正交正放網(wǎng)架，正放四角錐網(wǎng)架或正放抽空四角錐網(wǎng)架。當(dāng)邊長比不大于2時，也可用斜放四角錐網(wǎng)架。平面形狀為矩形、多點(diǎn)支承的網(wǎng)架，可選用正放四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架，兩向正交正放網(wǎng)架。對多點(diǎn)支承和周邊支承相結(jié)合的多跨網(wǎng)架還可選用兩向正交斜放網(wǎng)架或斜放四角錐網(wǎng)架。平面形狀為圓形、正六邊形及接近正六邊形且為周邊支承網(wǎng)架，可選用三向網(wǎng)架，三角錐網(wǎng)架或抽空三角錐網(wǎng)架。對中小跨度也可選用蜂窩形三角錐網(wǎng)架。3.2.3.1三角錐體系網(wǎng)架網(wǎng)架的支承方式有：周邊支承、點(diǎn)支承、周邊支承與點(diǎn)支承相結(jié)合，兩邊和三邊支承等。周邊支承是在網(wǎng)架四周全部或部分邊界節(jié)點(diǎn)設(shè)置支座(圖3-17a,b),支座可支承在柱頂或圈梁上，網(wǎng)架受力類似于四邊支承板，是常用的支承方式。為了減小彎矩，也可將周邊支座略為縮進(jìn)，如圖3-17(c),這種布置和點(diǎn)支承已很接近。點(diǎn)支承是指整個網(wǎng)架支承在多個支承柱上，點(diǎn)支承網(wǎng)架受力與鋼筋混凝土無梁樓蓋相似，為減小跨中正彎矩及撓度，設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量帶有懸挑，多點(diǎn)支承網(wǎng)架的懸挑長度可取跨度的1/4?1/3(圖3-18)。點(diǎn)支承網(wǎng)架與柱子相連宜設(shè)柱帽以減小沖剪作用。柱帽可設(shè)置于下弦平面之下(圖3T9a),也可以設(shè)置與上弦平面之上(圖3-19b)。當(dāng)柱子直接支承上弦節(jié)點(diǎn)時，也可在網(wǎng)架內(nèi)設(shè)置傘形柱帽(圖3-19c),這種柱帽承載力較低，適用于中小跨度網(wǎng)架。平面尺寸很大的建筑物，除在網(wǎng)架周邊設(shè)置支承外，可在內(nèi)部增設(shè)中間支承，以減小網(wǎng)架桿件內(nèi)力及撓度(圖3-20)。在工業(yè)廠房的擴(kuò)建端、飛機(jī)庫、船體車間、劇院舞臺口等不允許在網(wǎng)架的一邊或兩邊設(shè)柱子時，需將網(wǎng)架設(shè)計(jì)成三邊支承一邊自由或兩邊支承兩邊自由的形式。對這種網(wǎng)架應(yīng)采取設(shè)置邊桁架，局部加大桿件截面或局部三層網(wǎng)架(圖3-21)等措施加強(qiáng)其開口邊的剛度。網(wǎng)架高度及網(wǎng)格尺寸網(wǎng)架的高度與與屋面荷載、跨度、平面形狀、支承條件及設(shè)備管道等因素有關(guān)。屋面荷載較大，跨度較大時，網(wǎng)架高度應(yīng)選的大一些平面形狀為圓形、正方形或接近正方形時，網(wǎng)架高度可取得小一些，狹長平面時，單向傳力明顯，網(wǎng)架高度應(yīng)大一些。點(diǎn)支承網(wǎng)架比周邊支承網(wǎng)架高度要大一些。當(dāng)網(wǎng)架中有穿行管道時，網(wǎng)架高度要滿足要求。網(wǎng)架的網(wǎng)格尺寸與高度關(guān)系密切，斜腹桿與弦桿夾角應(yīng)控制在40°?55°之間為宜。如夾角過小，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造困難。網(wǎng)格尺寸要與屋面材料相適應(yīng)，網(wǎng)架上直接鋪設(shè)鋼筋混凝土板時，網(wǎng)格尺寸不宜過大，一般不超過3m,否則安裝困難。當(dāng)屋面采用有檁體系時，檁條長度一般不超過6m。對于周邊支承的各類網(wǎng)架高度及網(wǎng)格尺寸可按表3-1選用。網(wǎng)架的撓度要求及屋面排水坡度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的容許撓度不應(yīng)超過下列數(shù)值：用作屋蓋——L/250；用作樓面——2L/300。L為網(wǎng)架的短向跨度。22網(wǎng)架屋面排水坡度一般為3%?5%，可采用下列辦法找坡：在上弦節(jié)點(diǎn)上加設(shè)不同高度的小立柱(圖3-22a),當(dāng)小立柱較高時，須注意小立柱自身的穩(wěn)定性；對整個網(wǎng)架起拱(圖3-22b)；采用變高度網(wǎng)架，增大網(wǎng)架跨中高度，使上弦桿形成坡度，下弦桿仍平行于地面，類似梯形桁架。有起拱要求的網(wǎng)架(為消除網(wǎng)架在使用階段的撓度)，其拱度可取不大于短向跨度的1/300。網(wǎng)架的計(jì)算要點(diǎn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)則》(JGJ7—91)的要求。直接作用（荷載）和間接作用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)對使用階段荷載作用下的內(nèi)力和位移進(jìn)行計(jì)算，并應(yīng)根據(jù)具體情況對地震作用、溫度變化、支座沉降等間接作用及施工安裝荷載引起的內(nèi)力和位移進(jìn)行計(jì)算。溫度應(yīng)力是大跨屋蓋結(jié)構(gòu)的特殊問題，出現(xiàn)在溫度變形受到約束的場合，并和下部結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。（1） 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的永久荷載有：0網(wǎng)架自重；Q屋面（或樓面）材料重力；3^吊頂材料的重力；Q設(shè)備管道的重力。雙層網(wǎng)架自重g（kN/E）可按下式估算0kg=gJq?L/2000k w2式中q 除網(wǎng)架自重以外的屋面荷載（或樓面荷載）的標(biāo)準(zhǔn)值（kN/tf）；wL――網(wǎng)架的短向跨度（m）；2g――系數(shù)，對鋼管桿件網(wǎng)架取g=1.0,對型鋼桿件網(wǎng)架取g=1.2。（2） 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的可變荷載有：0屋面（或樓面）活荷載；￡雪荷載（雪荷載不應(yīng)與屋面活荷載同時組合）；Q風(fēng)荷載，由于網(wǎng)架剛度較大，自振周期較小，計(jì)算風(fēng)載時可不考慮風(fēng)振系數(shù)的影響；Q積灰荷載；?吊車荷載（工業(yè)建筑有吊車時考慮）。（3） 在抗震設(shè)防烈度為6度或7度的地區(qū)，網(wǎng)架屋蓋結(jié)構(gòu)可不進(jìn)行豎向抗震驗(yàn)算；在抗震設(shè)防烈度為8度或9度的地區(qū)，網(wǎng)架屋蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行豎向抗震驗(yàn)算。對周邊支承網(wǎng)架屋蓋以及多點(diǎn)支承和周邊支承相結(jié)合的網(wǎng)架屋蓋，豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值可按下式確定： F=±0?GEvki vi式中F――作用在網(wǎng)架第i節(jié)點(diǎn)豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；EvkiG——網(wǎng)架第i節(jié)點(diǎn)的重力荷載代表值，其中永久荷載取100%；雪荷載及屋面積灰i荷載取50%，屋面活荷載不計(jì)入；e――豎向地震作用系數(shù)，按表3-2取值。v豎向地震作用系數(shù)表3-2設(shè)防烈度場地類別IIIIII、IV8可不計(jì)算（0.10）0.08(0.12)0.10(0.15)90.150.150.20注：括號中數(shù)值用于設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.3g地區(qū)。對于懸挑長度較大的網(wǎng)架屋蓋結(jié)構(gòu)以及用于樓層的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，當(dāng)設(shè)防烈度為8度或9度時，其豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值可分別取該結(jié)構(gòu)重力荷載代表值的10%或20%。設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.3g時，可取該結(jié)構(gòu)重力荷載代表值的15%。計(jì)算屋面網(wǎng)架重力荷載代表值時,永久荷載取100%，雪荷載和屋面積灰荷載取50%，不計(jì)屋面活荷載。對于平面復(fù)雜或重要的大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可采用振型分解反應(yīng)譜法或時程分析法作專門的豎向抗震分析和驗(yàn)算。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；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度的地區(qū)，對于各種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)均應(yīng)進(jìn)行水平抗震驗(yàn)算。水平地震作用下網(wǎng)架的內(nèi)力、位移可采用空間桁架位移法計(jì)算。網(wǎng)架的支承結(jié)構(gòu)應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行抗震驗(yàn)算。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)伸縮變形未受約束或約束不大的下列情況，可不考慮由于溫度變化而引起的內(nèi)力；支座節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造允許網(wǎng)架側(cè)移；周邊支承的網(wǎng)架，當(dāng)網(wǎng)架驗(yàn)算方向跨度小于40m,且支承結(jié)構(gòu)為獨(dú)立柱或磚壁柱(這些柱有一定柔性)；柱頂在單位力作用下，位移大于或等于下式的計(jì)算值(柱的約束作用導(dǎo)致的溫度應(yīng)力不大)利用P113頁，公式3-4計(jì)算。如果需要考慮溫度變化引起的網(wǎng)架內(nèi)力，可采用空間桁架位移法，或近似計(jì)算方法。具體計(jì)算方法參加P114頁。當(dāng)公式3-5給出的b不超過鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的5%除以綜合荷載系數(shù)1.31時，可以t不計(jì)算網(wǎng)架溫度應(yīng)力，把b二0.05f/1.31二0.038f代入式3-5算出K令K的tc.c倒數(shù)等于u即可得到式3-4。對非抗震設(shè)計(jì)的網(wǎng)架，荷載及荷載效應(yīng)組合應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。對抗震設(shè)計(jì)的網(wǎng)架，荷載及荷載效應(yīng)組合尚應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)的確定。網(wǎng)架內(nèi)力分析方法網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的外荷載按靜力等效原則，將節(jié)點(diǎn)從屬面積內(nèi)的荷載集中作用在該節(jié)點(diǎn)上。分析將誒夠內(nèi)力時，可忽略節(jié)點(diǎn)剛度的影響，假定節(jié)點(diǎn)為鉸接，桿件只承受軸力。當(dāng)桿件上作用有節(jié)間荷載時，應(yīng)同時考慮彎矩的影響。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移可按彈性階段進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)網(wǎng)架類型、跨度大小按下列規(guī)定選用不同的計(jì)算方法?？臻g桁架位移法(空間桿系有限元法)是目前網(wǎng)架結(jié)構(gòu)計(jì)算精度最高的一種方法，適用于各種類型、各種支承條件的網(wǎng)架計(jì)算。交叉梁系差分法是一種簡化計(jì)算方法，可用于跨度在40m以下的由平面桁架系組成的網(wǎng)架或正放四角錐網(wǎng)架的計(jì)算。擬夾層板法是又一種簡化計(jì)算方法，可用于跨度在40m以下的由平面桁架系或角錐體組成的網(wǎng)架計(jì)算。假想彎矩法也屬簡化計(jì)算方法，可用于斜放四角錐網(wǎng)架，棋盤形四角錐網(wǎng)架的估算?？臻g桿系有限元法空間桿系有限元法也稱空間桁架位移法，分析時以網(wǎng)架的桿件為基本單元，以節(jié)點(diǎn)位移為基本未知量。先由桿件內(nèi)力與節(jié)點(diǎn)位移之間的關(guān)系建立單元剛度矩陣，然后根據(jù)各節(jié)點(diǎn)平衡及變形協(xié)調(diào)條件建立結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)荷載和節(jié)點(diǎn)位移間關(guān)系，形成結(jié)構(gòu)總剛度矩陣和總剛度方程?？倓偠确匠淌且怨?jié)點(diǎn)位移為未知量的線性方程組。引入邊界條件后，求解出各節(jié)點(diǎn)位移值。最后由桿件單元內(nèi)力與節(jié)點(diǎn)位移間關(guān)系求出桿件內(nèi)力?？臻g桿系有限元法適用于各種類型、各種平面形狀、不同邊界條件的網(wǎng)架，靜力荷載、

地震作用、溫度應(yīng)力等工況均可計(jì)算，也能考慮網(wǎng)架與下部支承結(jié)構(gòu)的共同工作。當(dāng)支承結(jié)構(gòu)的剛度不很大時，需要計(jì)及其變形影響?；炯俣ňW(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)為空間鉸接節(jié)點(diǎn)，桿件只承受軸力；結(jié)構(gòu)材料為完全彈性，在荷載作用下網(wǎng)架變形很小，符合小變形理論。單元剛度矩陣3.4.2.1桿件局部坐標(biāo)系單剛矩陣一等截面空間桁架桿件ij如圖3-24所示，設(shè)局部直角坐標(biāo)系為xyr,x軸與可桿平行。,F,F,F,F,,F,F,F,F,Fyizixjyj zj桿端位移向量為{}=「u,v,w,u,?. ??ii ij桿端力和位移的關(guān)系可寫為伶}ee由此求出的［K］即為空間桁架單元在局部坐標(biāo)系下的單元剛度矩陣。e3.4.2.2坐標(biāo)轉(zhuǎn)換上面計(jì)算出來的單元剛度矩陣是按桿軸與X軸一致導(dǎo)出的。由于桿件在網(wǎng)架中的位置不同，各桿X軸方向也不相同。結(jié)構(gòu)分析中為方便桿端力和位移疊加，應(yīng)采用統(tǒng)一坐標(biāo)系，即結(jié)構(gòu)整體坐標(biāo)xyz。這樣需對局部坐標(biāo)系下的單元剛度矩陣進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。此處著重講解，與結(jié)構(gòu)力學(xué)矩陣位移法，可進(jìn)行公式推導(dǎo)。P117頁。結(jié)構(gòu)總剛度矩陣及總剛度方程未作總剛度矩陣中邊界條件的處理方法未引入邊界條件前，總剛度矩陣［k］是奇異的，不能進(jìn)行求解。引入結(jié)構(gòu)邊界條件消除剛體位移后，總剛度矩陣為正定矩陣。(1)位移為零如某一節(jié)點(diǎn)沿某一方向的位移為零，實(shí)現(xiàn)這一條件有兩種辦法。一是劃行劃列法，即在總剛度矩陣中將與零位移對應(yīng)的行和列劃掉，使總剛矩陣階數(shù)減少。另一種是在總剛中將與零位移對應(yīng)的主對角元素乘以一個大數(shù)，如第i節(jié)點(diǎn)沿z方向的位移為零，它位于總剛度矩陣中的3X(i-l)+3=m行(列)，將主對角元素K乘以一個大數(shù)R=10i。?1012.這樣第m行mm的方程為：K?u+Kv+Kw+???+K?Rw+…=Pml1 m21 m31 mm i zi上式左端各項(xiàng)系數(shù)除RK夕卜，其他數(shù)值都很小，解方程可近似得mm

w= zi——=0iRKmm(2)彈性約束當(dāng)某節(jié)點(diǎn)某方向(平行于整體坐標(biāo)軸)設(shè)有彈性支承，彈簧剛度為K°,處理方法是將彈簧剛度K0疊加到總剛矩陣中對應(yīng)的主對角元素上。(3)指定位移TOC\o"1-5"\h\z當(dāng)某節(jié)點(diǎn)某方向?yàn)橹付ㄎ灰?，如第i節(jié)點(diǎn)發(fā)生豎向沉降A(chǔ)(即Wj=A),處理方法是將總剛矩陣中對應(yīng)的主對角元Kmm乘以大多數(shù)R,再將總剛度方程的右端項(xiàng)P力改為Km?R?A,mm zi mm則m行方程為：K?u+Kv+Kw+???+KRw+…=KRAml1m21 m31 mm i mmK?RA人\o"CurrentDocument"解方程可近似得出 w=~^m =AiRKmm網(wǎng)架的邊界條件及對稱性利用對稱性利用當(dāng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)(包括支座)和外荷載有n個對稱面時，可利用對稱條件只分析網(wǎng)架的l/2n。計(jì)算時，對稱面內(nèi)各桿件的截面積應(yīng)取原截面面積的一半，n個對稱面交線上的中心豎桿，其截面面積應(yīng)取原截面面積的l/2n。對稱面內(nèi)節(jié)點(diǎn)荷載亦應(yīng)按相同原則取值。在對稱荷載作用下，對稱面內(nèi)網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)的反對稱位移為零，計(jì)算時應(yīng)在相應(yīng)方向予以約束。與對稱面相交的桿件，分析時可將該交點(diǎn)作為一個節(jié)點(diǎn)，并在三個方向予以約束。交叉腹桿或人字形腹桿的交叉點(diǎn)，位于對稱面時，亦應(yīng)作為一個節(jié)點(diǎn)，并在兩個水平方向予以約束。在反對稱荷載作用下，對稱面內(nèi)網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)的對稱位移應(yīng)取為零。邊界條件有限元計(jì)算中，邊界條件將對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形產(chǎn)生較大影響，各種支承方式的邊界條件如下述：網(wǎng)架支承處的邊界條件既和支座節(jié)點(diǎn)構(gòu)造有關(guān)，也和支承結(jié)構(gòu)的剛度有關(guān)，支座可以是無側(cè)移、單向可側(cè)移和雙向可側(cè)移的鉸接支座，支承結(jié)構(gòu)(柱、梁等)可以是剛性或彈性的。當(dāng)支承結(jié)構(gòu)剛度很大可忽略其變形時，邊界條件完全取決于支座構(gòu)造，當(dāng)采用無側(cè)移鉸接支座時，支承節(jié)點(diǎn)在豎向，邊界線切線和法向都無位移。當(dāng)采用單向可側(cè)移支座時，豎向和邊界切線方向位移為零，而邊界法向?yàn)樽杂?。?dāng)采用雙向可側(cè)移的鉸接支座時，只有豎向位移為零，兩個水平方向都為自由。在網(wǎng)架的四角處，至少一個角上的支座必須是無側(cè)移的，相鄰的兩角可以是單向可側(cè)移的，相對的角可以是雙向可側(cè)移的，這種做飯既防止網(wǎng)架的剛體移動，又提供了不少于6根的約束鏈桿數(shù)。在工程實(shí)踐中，如果符合不需計(jì)算溫度應(yīng)力的條件，也可考慮四角都用無側(cè)移鉸支座。當(dāng)網(wǎng)架支承在獨(dú)立柱上時，由于后者的彎曲剛度不是很大，在采用無側(cè)移鉸支座時除豎向仍然看作無位移外，兩個水平方向應(yīng)看成彈性支承，支承的彈簧剛度由懸臂柱的撓度公式得出：Kcx3EIKcx3EIccxH3^-cy;KH3cy式中Ec—支承柱的材料彈性模量；cIcyIcx—分別為支承柱繞截面y、x軸的截面慣性矩;cy、cxH—支承懸臂柱長度支座的布局和支承結(jié)構(gòu)的設(shè)置對網(wǎng)架的行為影響很大。支座除保證網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的幾何不變性外，還影響體系的剛度和網(wǎng)架的溫度應(yīng)力，需要通盤考慮妥善處理。(3)斜邊界處理斜邊界是指與整體坐標(biāo)斜交的方向有約束的邊界。建筑平面為圓形或多邊形的網(wǎng)架會存在斜邊界(圖3-27a)。矩形平面網(wǎng)架利用對稱性時，對稱面也存在斜邊界(圖3-27b,c)。斜邊界有兩種處理方法，一種是根據(jù)邊界點(diǎn)的位移約束情況設(shè)置具有一定截面積的附加桿，如節(jié)點(diǎn)沿邊界法線方向位移為零，則該方向設(shè)一剛度很大的附加桿，截面積A=106?108(圖3-27b)；如該節(jié)點(diǎn)沿邊界法線方向?yàn)閺椥约s束，則調(diào)節(jié)附加桿的截面積，使之滿足彈性約束條件。這種處理方法有時會使剛度矩陣病態(tài)。另一種方法是對斜邊界上的節(jié)點(diǎn)位移做坐標(biāo)變換(圖3-27c),將在整體坐標(biāo)下的節(jié)點(diǎn)位移向量變換到任意的斜方向，然后按一般邊界條件處理。3.4.7空間桿系有限元法計(jì)算步驟根據(jù)往家結(jié)構(gòu)、何在對稱性選取計(jì)算簡圖，并對其節(jié)點(diǎn)和桿件進(jìn)行編號，為減小總剛矩陣帶寬，節(jié)點(diǎn)編號應(yīng)遵循相鄰節(jié)點(diǎn)號差最小的原則；計(jì)算桿件單元長度及桿件與整體坐標(biāo)軸夾角余弦；初選各桿的截面積；建立局部和整體坐標(biāo)系下的單元剛度矩陣；集合總綱矩陣，為減小矩陣容量，宜采用變帶寬一維存貯方式；建立荷載列陣；引入邊界條件對總剛度方程進(jìn)行處理；求解總剛度方程，得出各節(jié)點(diǎn)位移值；根據(jù)節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算桿件內(nèi)力；按桿件內(nèi)力調(diào)整桿件截面，并重新計(jì)算，迭代次數(shù)宜不超過4?5次。目前國內(nèi)網(wǎng)架計(jì)算程序很多，具有數(shù)據(jù)形成、內(nèi)力分析、桿件截面選擇、優(yōu)化、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、施工圖繪制等多項(xiàng)功能。利用現(xiàn)有的程序時，應(yīng)慎重從事，選用經(jīng)過技術(shù)鑒定認(rèn)可，實(shí)踐證明行之有效的程序。網(wǎng)架桿件設(shè)計(jì)網(wǎng)架桿件可采用鋼管、熱軋型鋼和冷彎薄壁型鋼。在截面積相同的條件下，管截面具有回轉(zhuǎn)半徑大，截面特性無方向性，抗壓屈承載力高等優(yōu)點(diǎn)，鋼管端部封閉后，內(nèi)部不易銹蝕，是目前網(wǎng)架桿件常用的截面形式。管材可采用高頻焊管或無縫鋼管，有條件時也可采用薄壁管形截面。材質(zhì)主要有Q235鋼及Q345鋼。網(wǎng)架桿件的計(jì)算長度10應(yīng)按表3-3采用，表中l(wèi)為幾何長度(節(jié)點(diǎn)中心間距)。網(wǎng)架桿件計(jì)算長度l0表3-3桿件節(jié)點(diǎn)形式螺栓球焊接空心球板節(jié)點(diǎn)弦桿及支座腹桿l0.911一般腹桿l0.810.81網(wǎng)架桿件的長細(xì)比不宜超過下列數(shù)值受壓桿件：180受拉桿件：一般桿件400支座附近處桿件300直接承受動力荷載的桿件250網(wǎng)架桿件主要受軸力作用，截面強(qiáng)度及穩(wěn)定計(jì)算應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。普通角鋼截面桿件的最小截面尺寸不宜小于50mmX3mm,鋼管不宜小于?48X2mm。無縫圓管和焊接圓管壓桿在穩(wěn)定計(jì)算中分別屬于a類和b類截面。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)數(shù)量多，節(jié)點(diǎn)用鋼量約占整個網(wǎng)架用鋼量的20%?25%,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的好壞，對結(jié)構(gòu)性能、制造安裝、耗鋼量和工程造價都有相當(dāng)大的影響。網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)形式很多,目前國內(nèi)常用的節(jié)點(diǎn)形式主要有：(1)焊接空心球節(jié)點(diǎn)；(2)螺栓球節(jié)點(diǎn)；(3)焊接鋼板節(jié)點(diǎn)；(4)焊接鋼管節(jié)點(diǎn)(圖3-28)；(5)桿件直接匯交節(jié)點(diǎn)(圖3-29)。網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)滿足下列要求：受力合理，傳力明確；保證桿件匯交于一點(diǎn)，不產(chǎn)生附加彎矩；構(gòu)造簡單，制作安裝方便，耗鋼量??；避免難于檢查、清刷、涂漆和容易積留濕氣或灰塵的死角或凹槽，管形截面應(yīng)在兩端封閉。焊接空心球節(jié)點(diǎn)焊接空心球節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡單，適用于連接鋼管桿件(圖3-30)。球面與管件連接時，只需將鋼管沿正截面切斷，施工方便。焊接空心球是由兩塊鋼板經(jīng)加熱壓成兩個半球，然后相焊而成。分為不加肋和加肋兩種，如圖3-31所示?？招那虻匿摬囊瞬捎肣235鋼及Q345鋼?？招那蛲鈴紻可根據(jù)連接構(gòu)造要求確定。為便于施焊，球面上相連接桿件之間的縫隙a不宜小于10m(圖3-32)。按此要求，空心球外徑D可初步按下式估算：D=(d+2a+d)/912式中9――匯交于球節(jié)點(diǎn)任意兩鋼管桿件間的夾角(rad)；d,d——組成9角的鋼管外徑。12空心球徑等于或大于300mm,且桿件內(nèi)力較大，需要提高承載力時，球內(nèi)可加環(huán)肋，其厚度不應(yīng)小于球壁厚度。內(nèi)力較大的桿件應(yīng)位于肋板平面內(nèi)。當(dāng)空心球直徑為120m?500mm時，其受壓、受拉承載力設(shè)計(jì)值可分別按下列公示計(jì)算：t2d23-33)(a)受壓空心球N<n(400td-13.3 )3-33)ccD(b)受拉空心球N<0.55nt-d對 (3-34)tt空心球的壁厚應(yīng)根據(jù)桿件內(nèi)力由公式(3-33)或式(3-34)計(jì)算確定，但不宜小于4mm.空心球外徑與壁厚的比值可在D/1=24?45范圍內(nèi)選用，空心球壁厚與鋼管最大壁厚的比值宜在1.2?2.0之間。鋼管桿件與空心球連接處，管端應(yīng)開坡口，并在鋼管內(nèi)加襯管(圖3-33)，在管端與空心球之間應(yīng)留有一定縫隙予以焊透，以實(shí)現(xiàn)焊縫與鋼管等強(qiáng)度，焊縫可按對接焊縫計(jì)算。焊縫質(zhì)量應(yīng)達(dá)到II級要求。否則只能按斜角角焊縫計(jì)算。斜角角焊縫N按下式計(jì)算： <fw (3-25)hd?兀?B fef螺栓球節(jié)點(diǎn)螺栓球節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造螺栓球節(jié)點(diǎn)由鋼球、螺栓、套筒、銷釘(或螺釘)和錐頭(或封板)等零件組成，適用于連接鋼管桿件。螺栓球節(jié)點(diǎn)的連接構(gòu)造是先將置有螺栓的錐頭或封板焊在鋼管桿件的兩端，在螺栓的螺桿上套有長形六角套筒，以銷釘或緊固螺釘將螺栓與套筒連在一起。安裝時擰動套筒，通過銷釘或緊固螺釘帶動螺栓轉(zhuǎn)動，將螺栓旋入球體，擰緊為止。銷釘或緊固螺釘僅在安裝時起作用。當(dāng)桿件受壓時，壓力由零件之間接觸面?zhèn)鬟f，螺栓不受力。桿件受拉時，拉力由螺栓傳給鋼球，此時套筒不受力。鋼管、錐頭、封板和套筒宜采用Q235或Q345鋼，錐頭經(jīng)鑄造或鍛造制成，套簡由機(jī)械加工成型。鋼球宜采用45號鋼，坯球由鍛壓或鑄造而成，最后由機(jī)械加工成型，由于鑄造鋼球質(zhì)量不易保證，工程中多用鍛制的鋼球。螺栓、銷釘或螺釘宜采用40Cr鋼、40B鋼或20MnTiB鋼管，經(jīng)熱處理后的硬度(HRC)要求達(dá)到33?39。8.8級的螺栓可采用45號鋼，經(jīng)熱處理后硬度(HRC)要求達(dá)到24?31。鋼球尺寸鋼球受力狀態(tài)十分復(fù)雜，對其強(qiáng)度分析目前尚無實(shí)用方法，可按節(jié)點(diǎn)構(gòu)造確定鋼球直徑。鋼球大小取決于相鄰桿件的夾角、螺栓的直徑和螺栓伸入球體的長度等因素。由圖3-35所示的幾何關(guān)系OE2=OC2+CE2,OE=D/2,CE=耳d/2,1OC=^cot°+肓 +gd，可導(dǎo)出使球體內(nèi)螺栓不相碰的最小鋼球直徑D為:TOC\o"1-5"\h\z2 2sm0 1(d\3-36)\o"CurrentDocument"—+dcot0+2gd +耳2d23-36)\o"CurrentDocument"Lsin0 1 1)由圖3-36所示的幾何關(guān)系OB2=AB2+OA2,OB=D/2,AB=耳d/21OA- ot0+吆厶，可導(dǎo)出滿足套筒接觸面要求的鋼球直徑D為:2 2sin0

3-37)3-37)鋼球直徑取式（3-36）及（3-37中的較大值。2;AB=D/2,2;AB=D/2,i中的幾何關(guān)系OA=\OB2+AB2,OA=—+”S2+OB=爲(wèi)+Di/2COt0，可導(dǎo)出鋼球直徑D還需滿足下式要求:D>_+DD>_+Dcot0 +D2一Vsin0 1丿\：'4S2+(D—qd])23-38)3.6.2.3螺栓高強(qiáng)度螺栓應(yīng)符合8.8或10.9級的要求，每個高強(qiáng)度螺栓受拉承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算Nb A-fb （3-39）tet式中? 螺栓直徑對承載力影響系數(shù)，螺栓直徑小于30mm時，?=1.0；螺栓直徑大于30mm時，?=0.93；ftb——高強(qiáng)度螺栓經(jīng)熱處理后的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；對40Cr鋼、40B鋼與20MnTiB鋼取為430N/m2；A——螺栓的有效截面面積，由表3-4查??；當(dāng)螺栓上鉆有銷孔或滑槽時，A應(yīng)取螺e e紋處或銷孔、滑槽處二者中的小值。常用螺栓在螺紋處的有效截面積表3-4d(mm)M12M14M16M18M20M22M24M27M30A(mm)84.3115157192245303353459561d(mm)M33M36M39M42M45M48M52M56M60A(mm)694817976112113061473175820302362螺栓長度lb由構(gòu)造確定（圖3-38），其值為:ld+S+8 （3-40）b受壓桿件的鏈接螺栓不受力，可按桿壓力求得螺栓直徑適當(dāng)減小。3.6.2.4套筒套筒通常開有縱向滑槽（圖3-39a），滑槽寬度一般比銷釘直徑大1.5?2mm。有時也可將滑槽做在螺栓上，在套筒上設(shè)螺栓孔（圖3-39b）。套筒段部到開槽端部（或釘孔端）距離應(yīng)使該處有效截面抗剪力不低于銷釘（或螺釘）抗剪力，且不小于1.5倍開槽的寬度或6m。套筒端部要保持平整，內(nèi)孔徑可比螺栓直徑大1m。套筒長度可按下式計(jì)算（1）采用滑槽時S二a+2a （3-41）1⑵采用螺釘時S⑵采用螺釘時S-a+b1+b23-43)N套筒應(yīng)進(jìn)行承壓驗(yàn)算，公式為：b二〒＜f （3-44）tAn銷釘或螺釘宜采用高強(qiáng)度鋼材，其直徑可取螺栓直徑的0.16?0.18倍，不宜小于3mm,也不宜大于8mm.螺釘直徑可采用6?8mm.3.6.2.5錐頭和封板當(dāng)桿件管徑較大時宜采用錐頭連接。管徑較小時可采用封板連接。連接焊縫以及錐頭的任何截面應(yīng)與連接鋼管等強(qiáng)，焊縫根部間隙b可根據(jù)連接鋼管壁厚取2?5m.封板厚度應(yīng)按實(shí)際受力大小計(jì)算決定。當(dāng)鋼管壁厚小于4m時，封板厚度不宜小于鋼管外徑的1/5。封板厚度可按近似方法計(jì)算，假定封板為一周邊固定開孔圓板，如圖3-41所示。螺栓軸力N通過螺帽接觸均勻傳給封板開孔邊，沿環(huán)向單位寬度上板承受的力為Q=N/2SS封板周邊單位寬度徑向彎矩近似為M=Q（R-S）?-rR當(dāng)M達(dá)到塑性鉸彎矩氣=孑f時，封板達(dá)到極限承載力，考慮材料的抗力分項(xiàng)系數(shù)后，由M=M可導(dǎo)出:rT3-45)仁：2N(R-S)兀Rf3-45)錐頭是一個軸對稱旋轉(zhuǎn)厚殼體（圖3-42）。經(jīng)有限元分析表明，錐頭的承載力主要與錐頂板厚度、錐頭斜率、連接管桿直徑，錐頭構(gòu)造的應(yīng)力集中等因素有關(guān)。焊接鋼板節(jié)點(diǎn)焊接鋼板節(jié)點(diǎn)可由十字節(jié)點(diǎn)板和蓋板組成，適用于型鋼桿件的連接。十字節(jié)點(diǎn)板宜由兩塊帶企口的鋼板對插焊成（圖3-43a），也可由三塊板正交焊成（圖3-43b）。十字節(jié)點(diǎn)板與蓋板所用鋼材應(yīng)與網(wǎng)架桿件鋼材一致。焊接鋼板節(jié)點(diǎn)可用于兩向網(wǎng)架和由四角錐體組成的網(wǎng)架。常用焊接構(gòu)造形式如圖3-44、圖3-45所示。網(wǎng)架弦桿應(yīng)同時與蓋板和十字節(jié)點(diǎn)板連接，使角鋼兩肢都能直接傳力。當(dāng)網(wǎng)架跨度較小時，弦桿也可只與蓋板或十字節(jié)點(diǎn)板連接。焊接鋼板節(jié)點(diǎn)各桿件形心線在節(jié)點(diǎn)處宜交于一點(diǎn)，否則應(yīng)考慮偏心影響，桿件與節(jié)點(diǎn)連接焊縫的分布應(yīng)使焊縫截面的形心與桿件形心相重合。十字節(jié)點(diǎn)板的豎向焊縫應(yīng)具有足夠的承載力，宜采用V形或K形坡口的對接焊縫。節(jié)點(diǎn)板厚度可根據(jù)網(wǎng)架最大桿件內(nèi)力由表3-5確定，并應(yīng)比所接桿件的壁厚大2m，且不得小于6m。節(jié)點(diǎn)板厚度選用表表3-5桿件內(nèi)力（kN）W150160?250260?390400?590600?880890?1275節(jié)點(diǎn)板厚度（mm）88?1010?1212?1414?1616?18支座節(jié)點(diǎn)

支座節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造形式應(yīng)受力明確、傳力簡捷、安全可靠，并應(yīng)符合計(jì)算假定。常用支座節(jié)點(diǎn)有下列幾種構(gòu)造形式：平板壓力或拉力支座(圖3-46)，角位移受到很大的約束，只適用于較小跨度網(wǎng)架。是夠允許線位移，取決于底板上開孔的形狀和尺寸。單面弧形壓力支座(圖3-47)角位移未受約束，適用于中小跨度網(wǎng)架。單面弧形拉力支座(圖3-48)適用于較大跨度網(wǎng)架。為更好地將拉力傳遞到支座上，在承受拉力的錨栓附近應(yīng)設(shè)加勁肋以增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)剛度。雙面弧形壓力支座(圖3-49)，在支座和底板間設(shè)有弧形塊，上下面都是柱面，支座既可轉(zhuǎn)動又可平移。球鉸壓力支座(圖3-50)只能轉(zhuǎn)動而不能平移，適用于多支點(diǎn)支承的大跨度網(wǎng)架。板式橡膠支座(圖3-51)適用于大中跨度網(wǎng)架。通過橡膠墊的壓縮和剪切變形，支座既可以轉(zhuǎn)動又可平移。如果在一個方向加限制，支座為單向可側(cè)移式，否則為兩向可側(cè)移式?；⌒沃ё宓牟牧弦擞描T鋼，單面弧形支座板也可用厚鋼板加工而成。板式橡膠支座墊塊可采用由多層橡膠與薄鋼板制成的橡膠墊板。3.6.4.1平板支座節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)平板支座的構(gòu)造和平面桁架的支座沒有多少差別，支座板的平面尺寸、厚度，肋板的尺寸和焊縫都可參照桁架支座節(jié)點(diǎn)和柱腳的計(jì)算方法確定。網(wǎng)架平板支座不同于筒支平面桁架支座的唯一特點(diǎn)是有可能受拉，拉力支座的錨栓直徑需要通過計(jì)算確定，一個拉力螺栓的有效截面面積按下式計(jì)算，算得Ae后可由表3-4查出相應(yīng)的螺栓直徑。3-46)人、1?25R3-46)A> 丹enfnt3.6.4.2單面弧形支座設(shè)計(jì)(圖3-52)弧形支座置于底板之上，其平面尺寸為3-47)a-b>R/f3-47)11(2)弧形支座板厚度(圖3-52)弧形板受力類似一倒置的雙懸挑板，上部支座在弧面頂點(diǎn)提供支承(圖3-47)，荷載為底部支座反力R q)，弧形板中央截面最大彎矩為:-b=Ra/8,11由強(qiáng)度條件bmax?abt2得出ti3-48)RE(3)弧形支座的半徑由下式確定：r> ，弧形支座的側(cè)面咼度t2宜小于15mm。80bf2 213.6.4.3橡膠支座設(shè)計(jì)(1)橡膠墊板由氯丁橡膠或天然橡膠制成，膠料和制成板的性能應(yīng)符合表3.6?表3.8的要求。

膠料的物理機(jī)械性能表3-6膠料類型硬度(邵氏)扯斷應(yīng)力(MPa)伸長率(%)300%定伸強(qiáng)度(MPa)扯斷永久變形(％)適用溫度不低于氯丁橡膠60±5三18.63三450三7.84W25-25°C天然橡膠60±5三18.63三500三8.82W20-40°C(2)橡膠墊板的計(jì)算橡膠墊板的底面積A可根據(jù)承壓條件按下式計(jì)算A>R/1] (圖3-50)max橡膠墊板的力學(xué)性能表3-7允許抗壓強(qiáng)度2](MPa)極限破壞強(qiáng)度(MPa)抗壓彈性模量E(MPa)抗剪彈性模量G(MPa)摩擦系數(shù)7.84?9.80>58.82由形狀系數(shù)B按0.98?1.47(與鋼)0.2表3-8查得(與混凝土)0.3ab2(a+ab2(a+b)dt4567891011121314151617181920玖MPa)1962653334124905796577458439321040115712851422155917061863注：支座形狀系數(shù)0a、b—橡膠墊短邊及長邊長度(m)；dt—中間橡膠層厚度(m)。橡膠墊板厚度應(yīng)根據(jù)橡膠層厚度與中間各層鋼板厚度確定(圖3-53)。橡膠層厚度可由上下表層及各鋼板間的橡膠片厚度之和確定。d=2d+nd (3-51)01t式中d0—橡膠層厚度；d1，dt—分別為上下表層及中間各層膠片厚度；n—中間橡膠片的層數(shù)。根據(jù)橡膠剪切變形條件中d0tana三u及構(gòu)造要求，并取tana=0.7，橡膠層厚度應(yīng)滿足下式要求：0.2a>d>1.43u (3-52)0式中 u――由于溫度變化等原因在網(wǎng)架支座處引起的水平位移；1.43 為tana的倒數(shù)，tana為橡膠層最大容許剪切角的正切。上下表層橡膠片厚度宜采用2.5mm，中間橡膠片常用厚度宜取5、8、11mm，鋼板厚度宜取2?3mm。橡膠墊板的壓縮變形不能過大。為防止支座轉(zhuǎn)動引起橡膠墊板與支座底板部分脫開而形成局部承壓，橡膠墊板的壓縮變形也不能過小。按照上述要求，橡膠墊板的平均壓縮變形應(yīng)滿足下列條件：0?05d>w ，式中&為結(jié)構(gòu)在支座處的最大轉(zhuǎn)角(rad)。0m2平均壓縮變形w可按下式計(jì)算：w二bd/E，式中C為平均壓應(yīng)力,mmm0mb=R/A。mmax在水平力作用下橡膠墊板應(yīng)按下式進(jìn)行扛滑移驗(yàn)算卩R>GA/dgu0橡膠墊板的構(gòu)造要求對氣溫不低于-25°C地區(qū)，可采用氯丁橡膠墊板。對氣溫不低于-30°C地區(qū)，可采用耐寒氯丁橡膠墊板。對氣溫不低于-40C地區(qū)，可采用天然橡膠墊板。橡膠墊板的長邊應(yīng)與網(wǎng)架支座切線方向平行放置。橡膠墊板與支柱或基座的鋼板或混凝土間可采用502膠等膠黏劑固定。橡膠墊板上的螺孔直徑應(yīng)大于螺栓直徑10mm?設(shè)計(jì)時宜考慮長期使用后因橡膠老化而需更換的條件。在橡膠墊板四周可涂以防止老化的酚醛樹脂，并粘結(jié)泡沫塑料。橡膠墊板在安裝、使用過程中應(yīng)避免與油脂等油類物質(zhì)以及其他對橡膠有害的物質(zhì)接觸。網(wǎng)殼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式網(wǎng)殼按組成網(wǎng)殼層數(shù)分為單層網(wǎng)殼和雙層網(wǎng)殼。按曲面外形分類則有球面網(wǎng)殼、柱面網(wǎng)殼、雙曲扁網(wǎng)殼、扭曲面網(wǎng)殼、單塊扭網(wǎng)殼、雙曲拋物面網(wǎng)殼，以及切割或組合形成曲面網(wǎng)殼等結(jié)構(gòu)形式。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的支承必須保證在任意豎向和水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的幾何不變性和各種網(wǎng)殼計(jì)算模型對支承條件的要求。網(wǎng)殼的支撐構(gòu)造及邊緣構(gòu)件是十分重要的。如果不滿足所必需的邊緣約束條件，可能會造成網(wǎng)殼桿件的內(nèi)力變化。圓柱面網(wǎng)殼可通過端部橫隔支承于兩端，也可沿兩縱邊支承或四邊支承。端部支承橫隔應(yīng)具有足夠的平面內(nèi)剛度。沿兩縱邊支承的支承點(diǎn)應(yīng)保證抵抗側(cè)向水平位移的約束條件。球面網(wǎng)殼的支承點(diǎn)應(yīng)保證抵抗水平位移的約束條件。橢圓拋物面網(wǎng)殼(雙曲扁網(wǎng)殼中的一種)及四塊組合雙曲拋物面網(wǎng)殼應(yīng)通過邊緣構(gòu)件沿周邊支承，其支承邊緣構(gòu)件應(yīng)有足夠的平面內(nèi)剛度。雙曲拋物面網(wǎng)殼應(yīng)通過邊緣構(gòu)件將荷載傳遞給支座或下部結(jié)構(gòu)，其邊緣構(gòu)件應(yīng)具有足夠的剛度，并作為網(wǎng)殼整體的組成部分共同計(jì)算。根據(jù)國內(nèi)外已有的工程經(jīng)驗(yàn)，《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ61-2003)對各類網(wǎng)殼的主要尺寸、跨度規(guī)定如下：兩端支承的圓柱面網(wǎng)殼，其寬度B與跨度L之比宜小于1.0,殼體的矢高可取寬度的1/6?1/3，沿縱向邊緣落地支承的圓柱面網(wǎng)殼可取1/5?1/2。雙層圓柱面網(wǎng)殼的厚度可取寬度的1/50?1/20。單層圓柱面網(wǎng)殼支承在兩端橫隔時，其跨度L不宜大于30m，當(dāng)縱向邊緣落地支承時，其跨度(此時為寬度B)不宜大于25m。球面網(wǎng)殼的矢高可取跨度(平面直徑)的1/7?1/3，沿周邊落地支承者可放寬至3/4。雙層球面網(wǎng)殼的厚度可取跨度(平面直徑)的1/60?1/30。單層球面網(wǎng)殼的跨度(平面直徑)不宜大于60m。橢圓拋物面網(wǎng)殼底邊邊長比不宜大于1.5，殼體每個方向的矢高可取短向跨度的1/9?1/6。雙層橢圓拋物面網(wǎng)殼的厚度可取短向跨度的1/50?1/20。單層橢圓拋物面網(wǎng)殼的跨度不宜大于40m。雙曲拋物面網(wǎng)殼底面對角線之比不宜大于2，單塊雙曲拋物面殼體的矢高可取跨度的1/4?1/2(跨度為兩個對角支承點(diǎn)之間的距離)。四塊組合雙曲拋物面殼體每個方向的矢高可取相應(yīng)跨度的1/8?1/4。雙層雙曲拋物面網(wǎng)殼的厚度可取短向跨度的1/50?1/20。單層雙曲拋物面網(wǎng)殼的跨度不宜大于50m。（e）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格在構(gòu)造上可采用以下尺寸，當(dāng)跨度小于50m時，1.5?3.0m；當(dāng)跨度為50?100m時，2.5?3.5m；當(dāng)跨度大于100m時，3.0?4.5m，網(wǎng)殼相鄰桿件間的夾角宜大于30°。各類雙層網(wǎng)殼的厚度當(dāng)跨度較小時，可取較大的比值，如跨度的1/20，當(dāng)跨度較大時則取較小的比值，如1/50，厚度是指網(wǎng)殼上下弦桿形心之間的距離。雙層網(wǎng)殼的矢高以其支承面確定，如網(wǎng)殼支承在下弦，則矢高從下弦曲面算起。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的計(jì)算要點(diǎn)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ61的要求。一般設(shè)計(jì)原則網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行在外荷載作用下的內(nèi)力、位移計(jì)算和必要的穩(wěn)定性計(jì)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、穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算。對于單個球面網(wǎng)殼、圓柱面網(wǎng)殼的風(fēng)載體形系數(shù)可按國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009）取值。對于復(fù)雜形體的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)模型風(fēng)洞試驗(yàn)確定其風(fēng)載體形系數(shù)。在設(shè)防烈度為7度的地區(qū)，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)可不進(jìn)行豎向抗震計(jì)算，但必須進(jìn)行水平抗震計(jì)算。在設(shè)防烈度為8度、9度地區(qū)必須進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)水平與豎向抗震計(jì)算。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的非線性性能，抗震分析宜采用時程分析法，也可采用振型分解反應(yīng)譜法?？紤]到網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)較柔，各個自振頻率較接近，采用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行地震效應(yīng)計(jì)算時，宜取前20階振型進(jìn)行計(jì)算。網(wǎng)殼的抗震分析宜分兩個階段進(jìn)行，第一階段為多遇地震作用下的彈性分析，求得桿件內(nèi)力，按荷載組合的規(guī)定進(jìn)行桿件和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)；第二階段為罕遇地震作用下的彈塑性分析，用于校核網(wǎng)殼的位移及破壞。和網(wǎng)架類似，雙層網(wǎng)殼溫度變形未受約束或約束不大時可不考慮溫度變化的影響：反之，則應(yīng)考慮溫度應(yīng)力的影響。設(shè)計(jì)中考慮的溫度應(yīng)力一般有兩種情況：（1）整個網(wǎng)殼有溫度變化；（2）雙層網(wǎng)殼上、下層有溫度差A(yù)t。網(wǎng)殼的溫度應(yīng)力計(jì)算可采用有限單元法。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移可按彈性階段進(jìn)行計(jì)算；網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計(jì)算應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的幾何非線性影響。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的外荷載可按靜力等效原則將節(jié)點(diǎn)所轄區(qū)域內(nèi)的荷載集中作用在該節(jié)點(diǎn)上。分析雙層網(wǎng)殼時可假定節(jié)點(diǎn)為鉸接，桿件只承受軸向力；分析單層網(wǎng)殼時假定節(jié)點(diǎn)為剛接，桿件除承受軸向力外，還承受彎矩、剪力等。當(dāng)桿件上作用有局部荷載時，必須另行考慮局部彎矩內(nèi)力的影響。網(wǎng)殼應(yīng)按最不利的荷載效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于非抗震設(shè)計(jì)，荷載效應(yīng)組合應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009）進(jìn)行計(jì)算。在桿件截面及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中應(yīng)按荷載的基本組合確定內(nèi)力設(shè)計(jì)值。在位移計(jì)算中應(yīng)按照荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合確定其撓度。對抗震設(shè)計(jì)，荷載效應(yīng)組合尚應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011）的規(guī)定。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的最大位移計(jì)算值不應(yīng)超過短向跨度的1/400。懸挑網(wǎng)殼的最大位移計(jì)算值不應(yīng)超過懸挑長度的1/200。網(wǎng)殼施工安裝階段與使用階段支承情況不一致時，應(yīng)按不同支承條件來計(jì)算施工安裝階段和使用階段在相應(yīng)荷載作用下的網(wǎng)殼內(nèi)力和變形。網(wǎng)殼的內(nèi)力分析網(wǎng)殼是一個準(zhǔn)柔性的高次超靜定結(jié)構(gòu)，幾何非線性較一般結(jié)構(gòu)明顯，其整體穩(wěn)定性對結(jié)構(gòu)幾何形狀的變化也很敏感。目前網(wǎng)殼計(jì)算主要采用考慮幾何非線性的有限元法。一般情況下，雙層網(wǎng)殼連接節(jié)點(diǎn)多采用鉸接。單層網(wǎng)殼連接節(jié)點(diǎn)應(yīng)采用剛接，否則單元共面節(jié)點(diǎn)的法向剛度為零，屬幾何可變。對鉸接連接網(wǎng)殼采用空間二力桿單元，對剛接連接網(wǎng)殼宜采用空間梁柱單元?？紤]與不考慮幾何非線性的有限單元法的區(qū)別在于前者（幾何非線性）考慮網(wǎng)

殼變形對網(wǎng)殼內(nèi)力的影響，網(wǎng)殼的平衡方程建立在變形以后的位形上，后者（線性）的平衡方程則始終建立在初始狀態(tài)。對單、雙層網(wǎng)殼在結(jié)構(gòu)方案選擇和初步設(shè)計(jì)時可采用擬殼分析法進(jìn)行估算。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)采用擬殼分析時可根據(jù)殼面形式、網(wǎng)格布置和構(gòu)件截面將網(wǎng)殼等代為一個當(dāng)量的薄殼結(jié)構(gòu)，在由相應(yīng)邊界條件求得擬殼的內(nèi)力和位移后，再按幾何和平衡條件返回計(jì)算網(wǎng)殼桿件的內(nèi)力。（1）對于三向交叉拱系組成正三角形或接近正三角形網(wǎng)格布置的網(wǎng)殼按擬殼分析法計(jì)算時可等代為一個各向同性薄殼，其等效厚度te、等效薄膜剛度矩陣Be、等效抗彎剛度矩陣De可按下式計(jì)算：1V01V09e9EIeB=—EtV10，D- —aV10e8eee8se1-Vc1-V0000V2丿V2丿3-56)對于三向交叉拱系組成的雙層網(wǎng)殼，拱的折算截面面積A和折算慣性矩I可分別3 33-57)A=A+Aatb按下式計(jì)算：丁3-57)I=—— 12aA+Adtb在以上各式中，當(dāng)網(wǎng)殼桿件截面積和慣性矩不等時，可分別取其算數(shù)平均值。(2)按內(nèi)力等效的原則，對于正三角形網(wǎng)格布置的網(wǎng)殼，由擬殼的薄膜分布軸向力n(2)x、ny和剪力nxy以及分布彎矩mx、my和扭矩mxy，按照下列公式分別計(jì)算單層網(wǎng)殼桿y xy xy xy件的軸向力N］、N2、N3和彎矩M］、M2、M3（圖3-63）。] 2 3 cxyxy3-58)3-59)23-59)323式中T——內(nèi)力變化矩陣剪力Vi（i=1、2、3）由相應(yīng)彎矩Mi（i=1、2、3）的一階差分求得。對于三向交叉桁架拱系組成的雙層網(wǎng)殼，i（i=1、2、3）組桁架拱系上、下弦桿，腹桿的軸力可按下列公式進(jìn)行計(jì)算（圖3-64）。

MN+NTOC\o"1-5"\h\zN=———A+1^+A+1i A,i-t，i t 4dMN+NN=—+z亠 （3-60）\o"CurrentDocument"i t 4d\o"CurrentDocument"M—MN=A±1i Ai-i lsin申ii豎桿軸向力Nvj由上弦節(jié)點(diǎn)（或下弦節(jié)點(diǎn)）的法向平衡條件確定。式（3-60）中的MA+1i、MAi、NA+ii、NAi由式（3-58）求得。 ，3.7.2.3穩(wěn)定性計(jì)算單層網(wǎng)殼和厚度較小的雙層網(wǎng)殼存在整體失穩(wěn)的可能性，特別是對某些單層網(wǎng)殼，穩(wěn)定承載力還可能起控制作用。對單層球面網(wǎng)殼、圓柱面網(wǎng)殼和橢圓拋物面網(wǎng)殼（雙曲扁網(wǎng)殼），以及厚度小于本章3.7.1節(jié)（a）?（c）條規(guī)定范圍的雙層網(wǎng)殼均應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，但雙曲拋物面網(wǎng)殼可以不考慮失穩(wěn)問題。網(wǎng)殼的穩(wěn)定性可采用考慮幾何非線性的有限元法進(jìn)行（荷載—位移全過程分析），以確定其穩(wěn)定承載力，分析中可假定材料為線彈性。球面網(wǎng)殼的全過程分析可按滿跨均布荷載進(jìn)行，圓柱面網(wǎng)殼和橢圓拋物面網(wǎng)殼宜補(bǔ)充考慮半跨活荷載分布。由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)對幾何缺陷的敏感性，進(jìn)行全過程分析時應(yīng)考慮初始曲面形狀的安裝偏差的影響，可采用將誒夠的最低階屈曲模態(tài)作為初始缺陷分布模態(tài)，以得到可能的最不利值。缺陷的最大計(jì)算值可按網(wǎng)殼跨度的1/300取值。對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行全過程分析求得的第一個臨界點(diǎn)處的荷載值可作為該網(wǎng)殼的極限承載力。將極限承載力除以K系數(shù)后為網(wǎng)殼穩(wěn)定容許承載力（標(biāo)準(zhǔn)值）?？紤]荷載等外部作用和結(jié)構(gòu)抗力的不確定性、計(jì)算中為考慮材料彈塑性可能帶來的不利影響及結(jié)構(gòu)工作條件中的其他不利因素，《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ61-2003）中K系數(shù)取為5.當(dāng)單層球面網(wǎng)殼跨度小于45m，單層圓柱面網(wǎng)殼寬度小于18m，單層橢圓拋物面跨度小于30m，或?qū)W(wǎng)殼穩(wěn)定性進(jìn)行初步估算時，其容許承載標(biāo)準(zhǔn)值可按《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ61-2003）第4.3.5條規(guī)定計(jì)算。網(wǎng)殼桿件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)桿件網(wǎng)殼桿件的計(jì)算長度和容許長細(xì)比可按表3-9?表3-11采用，表中L為節(jié)間幾何長度。網(wǎng)殼桿件的容許長細(xì)比［網(wǎng)殼桿件的容許長細(xì)比［入］表3-11雙層網(wǎng)殼桿件的計(jì)算長度L0 表3-9桿件節(jié) 點(diǎn)螺栓球焊接空心球板節(jié)點(diǎn)弦桿及支座腹桿LLL腹桿L0.9L0.9L單層網(wǎng)殼桿件的計(jì)算長度L0表3-10H+t—trrin節(jié)占八、、弓曲力冋焊接空心球板節(jié)點(diǎn)殼體去面內(nèi)0.9LL殼體曲面外1.6L1.6L受拉桿件和拉彎桿件承載靜力荷載直接承載動力荷載雙層網(wǎng)殼單層網(wǎng)殼180150承載靜力荷載直接承載動力荷載雙層網(wǎng)殼單層網(wǎng)殼180150300300250網(wǎng)殼中軸心受力桿件，壓彎、拉彎桿件應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)驗(yàn)算其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。節(jié)點(diǎn)網(wǎng)殼桿件采用圓鋼管時，鉸接節(jié)點(diǎn)可采用螺栓球節(jié)點(diǎn)、焊接空心球節(jié)點(diǎn)，剛接可采用焊接空心球節(jié)點(diǎn)?？缍炔淮笥?0m的單層球面網(wǎng)殼以及跨度不大于25m的單層圓柱面網(wǎng)殼可采用轂節(jié)點(diǎn)。桿件采用角鋼組合截面時，可采用鋼板節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和計(jì)算可參考本章第3.6.3節(jié)。(1)焊接空心球節(jié)點(diǎn)當(dāng)空心球直徑為120?900mm時，其受壓和受拉承載力設(shè)計(jì)值NR可按下式計(jì)算:0.32+0.32+0.6—n兀tdfD3-61)上式不同于網(wǎng)架空心球的承載力公式(3-33)，原因是擴(kuò)充了球徑的范圍。對于單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，空心球承受壓彎或拉彎的承載力設(shè)計(jì)值Nm可按下式計(jì)算：N二nN (3-62)mmR式中nm――考慮彎矩作用的影響系數(shù)，可采用0.8。單層網(wǎng)殼空心球外徑與壁厚的比值應(yīng)不大于35；雙層網(wǎng)殼空心球外徑與壁厚的比值宜取25?45；空心球壁厚與鋼管的最大壁厚的比值宜選用1.5?2.0；空心球外徑與所連鋼管外徑之比宜選用2.4?3.0；空心球壁厚不宜小于4mm。當(dāng)雙層網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)匯交桿件較多時，容許部分桿件相貫連接，但應(yīng)滿足以下要求：匯交桿件的軸線必須通過球體中心線。相貫連接的兩桿中，截面積大的主桿件必須全截面焊在球上(當(dāng)兩桿截面相等時取拉桿為主桿件)，另一桿件則坡口焊在主桿上，但必須保證有3/4截面焊在球上，并以加勁肋板補(bǔ)足削弱的面積。空心球的加工方法、材質(zhì)要求、設(shè)肋要求、無肋空心球和有肋空心球的成型對接焊縫鋼管桿件與空心球的連接要求及空心球直徑的確定可參見本章第3.6.1節(jié)。螺栓球節(jié)點(diǎn)螺栓球節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，加工方法，鋼球直徑確定，套筒、螺栓、錐頭(封板)、銷釘?shù)牟馁|(zhì)要求及設(shè)計(jì)計(jì)算可參考本章第3.6.2節(jié)。嵌入式轂節(jié)點(diǎn)：嵌入式轂節(jié)點(diǎn)(圖3-65)的材質(zhì)要求，細(xì)部構(gòu)造及設(shè)計(jì)計(jì)算可參見《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ61-2003)。支座節(jié)點(diǎn)網(wǎng)殼支座節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造和網(wǎng)架支座相似，可以傳遞壓力和拉力。不同的是網(wǎng)殼有時要用能夠傳遞彎矩的支座。設(shè)計(jì)網(wǎng)殼可根據(jù)計(jì)算假定選用固定鉸支座、彈性支座、剛性支座及可沿指定方向產(chǎn)生線位移的滾軸鉸支座。(a)固定鉸支座(圖3-66)適用于不要求傳遞彎矩的單層或雙層網(wǎng)殼的支座節(jié)點(diǎn)。大跨度或點(diǎn)支承網(wǎng)殼可采用球鉸支座(圖3-66a)；較小跨度的網(wǎng)殼可采用弧形鉸支座(圖3-66b)；對于較大跨度的落地網(wǎng)殼可采用雙向弧形鉸支座(圖3-66c)或雙向板式橡膠支座（圖3-66d）。（b）彈性支座（圖3-67）可用于節(jié)點(diǎn)需在水平方向產(chǎn)生一定彈性變位且能轉(zhuǎn)動的網(wǎng)殼支座節(jié)點(diǎn)。（c） 剛性支座（圖3-68）可用于既能傳遞軸向力，又能傳遞彎矩和剪力的網(wǎng)殼支座節(jié)點(diǎn)。（d） 滾軸支座（圖3-69）可用于能產(chǎn)生一定水平線位移的網(wǎng)殼支座節(jié)點(diǎn)。支座球節(jié)點(diǎn)底部至支座底板間的距離宜盡量減小，其高度視支座節(jié)點(diǎn)球徑大小可取100?250mm。支座節(jié)點(diǎn)錨栓按構(gòu)造設(shè)置時，直徑可取20?25mm，數(shù)量取2?4個。拉力錨栓直徑應(yīng)按計(jì)算確定，錨固長度不應(yīng)小于35倍錨栓直徑，并應(yīng)設(shè)置雙螺母。懸索結(jié)構(gòu)3.8.1懸索結(jié)構(gòu)的形式按照索的使用方式及受力特點(diǎn)，可將懸索結(jié)構(gòu)分為：單層懸索體系、預(yù)應(yīng)力雙層懸索體系、預(yù)應(yīng)力鞍形索網(wǎng)、預(yù)應(yīng)力橫向加勁單層索系、預(yù)應(yīng)力索拱及張弦結(jié)構(gòu)、懸掛薄殼、張拉整體結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)及混合懸掛結(jié)構(gòu)等形式。（1）單層懸索體系單層懸索體系是由按一定規(guī)律布置的單根懸索組成，索兩端錨掛在支承結(jié)構(gòu)上。索系布置有平行式、輻射式、網(wǎng)格式三種。平行布置的單層索系形成下凹的單曲率曲面（圖3-70），適用于矩形或多邊形平面。依建筑要求、索兩端可以等高，也可以不等高。懸索兩端支座承受較大的水平力作用，合理地解決水平力傳遞是懸索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要問題。單層輻射式布置可形成下凹的雙曲率碟形屋面（圖3-71），適用于圓形或橢圓形平面。輻射式布置的單層索系中，要在圓形平面的中心設(shè)置中心內(nèi)環(huán)，在外圓設(shè)置外環(huán)梁。索的兩端分別錨在內(nèi)環(huán)及外環(huán)梁上。在索拉力水平分力的作用下，內(nèi)環(huán)受拉，外環(huán)受壓。索拉力的豎向分力由環(huán)梁傳給下部的支承柱。網(wǎng)格式布置的單層索系形成下凹的雙曲率曲面（圖3-72），兩個方向的索一般呈正交布置，可用于圓形、矩形等平面。用于圓形平面時，邊緣構(gòu)件的彎矩大于輻射式布置。單層索系剛度低，形狀穩(wěn)定性較差，在非對稱荷載作用下變形比較大。懸索的垂度與跨度之比是影響單層索系工作的重要幾何參數(shù)?？缍?、荷載相同條件下，垂跨比小時懸索體系扁平，其形狀穩(wěn)定性和剛度均差，索中拉力也大。垂跨比大時，索系的穩(wěn)定性、剛度均得到改善，索中拉力減小。單層懸索體系的垂跨比宜取為1/20?1/10。（2）預(yù)應(yīng)力雙層懸索體系（索桁架）雙層懸索體系是由一系列下凹的承重索、上凸的穩(wěn)定索及兩者之間的連系桿（拉桿或壓桿）組成。承重索可設(shè)在穩(wěn)定索之上（圖3-73a）或之下（圖3-73b）,也可相互交叉（圖3-73c）。承重索和穩(wěn)定索在跨中可以直接相連（圖3-73d）或不相連（圖3-73a、b、c）。在對稱均布荷載作用下，跨中相連與否，索系的工作性能無變化。但在不對稱荷載作用下，跨中相連的索系具有較大的抵抗變形的能力。連系桿可豎向布置，也可斜向布置。斜向布置時，索系抵抗不對稱變形的能力較大。系桿可采用圓鋼、鋼管等截面。承重索、穩(wěn)定索和系桿一般布置在同一豎向平面內(nèi)，其外形類似于平面桁架，因此又稱為索桁架。承重索和穩(wěn)定索也可以錯開布置，使上下索不在同一豎向平面內(nèi)。通過張拉承重索或穩(wěn)定索，或二者同時張拉，在上下索內(nèi)建立足夠的預(yù)拉力，使索系繃緊共同作用。和單層索系相比，預(yù)應(yīng)力雙層索系有良好的剛度和形狀穩(wěn)定性，可以采用輕屋面。雙層索系也有平行布置、輻射布置和網(wǎng)狀布置三種形式。雙層索系的承重索和穩(wěn)定索要分別錨固在支承結(jié)構(gòu)上。輻射式布置的雙層索系，根據(jù)索桁架形式的不同，必要時要設(shè)置二層外環(huán)梁或內(nèi)環(huán)梁錨固承重索和穩(wěn)定索。承重索的垂跨比和穩(wěn)定索的矢跨比也是影響雙層索系工作性能的重要幾何參數(shù)，一般承重索跨比為1/20?1/15，穩(wěn)定索矢跨比為1/25?1/20。預(yù)應(yīng)力鞍形索網(wǎng)鞍形索網(wǎng)是由曲率相反的兩組鋼索相互正交組成的負(fù)高斯曲率的曲面懸索結(jié)構(gòu)，索網(wǎng)周邊懸掛在邊緣構(gòu)件上(圖3-74)。下凹的承重索在下，上凸的穩(wěn)定索在上，兩組索在交點(diǎn)處相連接。對其中任意一組或兩組索進(jìn)行張拉，賦予一定的預(yù)拉力，使其具有很好的形狀穩(wěn)定性和剛度。鞍形索網(wǎng)與雙層索系(索桁架)的區(qū)別在于：雙層索系屬于平面結(jié)構(gòu)，鞍形索網(wǎng)為空間結(jié)構(gòu)體系。索網(wǎng)曲面的幾何形狀與建筑物平面形狀、支承結(jié)構(gòu)形式、預(yù)應(yīng)力大小及外荷載作用等因素有關(guān)。當(dāng)建筑物平面為矩形、菱形、圓形及橢圓形等規(guī)則形狀時，鞍形索網(wǎng)有可能做成較簡單的雙曲拋物面。對于其他情況，曲面都較復(fù)雜。甚至不能用函數(shù)進(jìn)行表達(dá)，設(shè)計(jì)者要根據(jù)外形要求和索力分布較均勻的原則，由“成形分析”來確定索網(wǎng)的幾何形狀。曲面扁平的索網(wǎng)一般需施加很大的預(yù)應(yīng)力才能達(dá)到必要的結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性，很不經(jīng)濟(jì)，所以對鞍形索網(wǎng)也應(yīng)要求一定的矢跨比，使曲面有必要的曲率。鞍形索網(wǎng)邊緣構(gòu)件形式多樣，如圓形或橢圓形平面的雙曲拋物面索網(wǎng)所采用閉合的空間曲梁。曲梁的軸線一般取索網(wǎng)曲面與圓柱面或橢圓柱面的相截線。在兩向索拉力的作用下，空間曲梁為壓彎構(gòu)件。如圖3-74(b)所示的菱形平面雙曲拋物面索網(wǎng)，其邊緣構(gòu)件為直梁。在索拉力作用下，和曲梁相比，直梁會產(chǎn)生較大的彎矩。如圖3-74(c)所示采用了柔性邊緣構(gòu)件——邊界索，索網(wǎng)連于邊界索上，邊界索再將拉力傳至地錨或其他結(jié)構(gòu)。圖3-74(d)的邊緣構(gòu)件為兩落地交叉拱，一個方向拱推力的水平分力由兩拱腳間拉桿平衡。預(yù)應(yīng)力橫向加勁單層索系在平行布置的單層懸索上敷設(shè)與索方向垂直的實(shí)腹梁或桁架等勁性構(gòu)件，通過下壓這些橫向構(gòu)件的兩端并加以固定，在索與橫向構(gòu)件組成的體系中建立起預(yù)應(yīng)力，形成橫向加勁單層索系屋蓋結(jié)構(gòu)(圖3-75)，也稱索梁(桁)體系。預(yù)應(yīng)力索拱及張弦結(jié)構(gòu)在鞍形索網(wǎng)中，以實(shí)腹式或格構(gòu)式勁性構(gòu)件代替上凸的穩(wěn)定索，張拉承重索或下壓拱的兩端，使索與拱互相壓緊，形成預(yù)應(yīng)力索拱體系(圖3-76)。與柔性懸索結(jié)構(gòu)相比，索拱體系剛度、形狀穩(wěn)定性較好。由于剛性拱的存在，體系不需施加很大的預(yù)應(yīng)力。與單一拱結(jié)構(gòu)相比，拱與張緊的索相連，不易發(fā)生整體失穩(wěn)。在預(yù)應(yīng)力階段，拱受索向上的作用而受拉。在荷載階段，索拱共同工作，拱所受壓力的一部分可與預(yù)應(yīng)力階段的拉力相抵消。張弦梁結(jié)構(gòu)由下弦索、上弦梁和豎腹桿構(gòu)成(圖3-77)。通過拉索的預(yù)拉力使豎腹桿受壓，上弦梁產(chǎn)生與外荷載作用相反的內(nèi)力和變形。預(yù)應(yīng)力懸掛薄殼為改善柔索體系的工作性能，在單層索系、雙層索系和鞍形索網(wǎng)中采用預(yù)制鋼筋混凝土屋面時，可做成預(yù)應(yīng)力混凝土懸掛薄殼。單層索系懸掛薄殼的施工方法為:Q在鋼索上安放預(yù)制屋面板并在板上施加臨時荷載使索伸長，板縫增大；。用細(xì)石混凝土灌縫，待混凝土達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后，卸掉臨時荷載，在屋面板內(nèi)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，整個屋面形成預(yù)應(yīng)力混凝土薄殼。對平行布置的單層索系組成的單曲屋面，尚須在與索垂直的方向施加預(yù)應(yīng)力，以免局部荷載作用下，薄殼產(chǎn)生順?biāo)鞣较虻牧芽p。對負(fù)高斯曲率的鞍形曲面懸掛薄殼施工方法如下：0先將索網(wǎng)繃緊形成初始幾何形狀，按設(shè)計(jì)要求施加第一次預(yù)應(yīng)力；Q在索網(wǎng)上鋪設(shè)預(yù)制鋼筋混凝土屋面板并施加臨時荷載，使沿穩(wěn)定索方向的板縫I增大(圖3-78),用細(xì)石混凝土填滿這些板縫；Q板縫混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，卸掉臨時荷載，在承重索方向混凝土板間便建立起預(yù)應(yīng)力；Q最后用細(xì)石混凝土灌滿沿承重索方向的板縫II,混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，形成了整體的預(yù)應(yīng)力懸掛薄殼。殼體一旦形成后，屋蓋將主要作為薄殼受力。荷載作用下，殼體在穩(wěn)定索方向受壓，在承重索方向受拉。只要承重索方向薄殼內(nèi)的預(yù)應(yīng)力足夠大，受拉方向就不致開裂。對鞍形索網(wǎng)懸掛薄殼施加預(yù)應(yīng)力也可不用加臨時荷載方法，而直接通過張拉沿承重索方向板縫II中敷設(shè)的預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼索建立起沿承重索方向混凝土板間的預(yù)應(yīng)力。懸掛混凝土薄殼的厚度(包括板、肋的折算厚度)一般為30?60mm.懸掛薄殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是索和混凝土板共同工作，集承重與圍護(hù)功能于一體，結(jié)構(gòu)的剛度、形狀穩(wěn)定性較柔索結(jié)構(gòu)大為提高。張拉整體結(jié)構(gòu)張拉整體結(jié)構(gòu)是由分散的壓桿與連續(xù)的索網(wǎng)構(gòu)成的自平衡體系，通過施加預(yù)拉力使體系成形，它的剛度與體系內(nèi)部的預(yù)應(yīng)力大小有關(guān)。張拉整體結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)成由盡可能多的受拉索構(gòu)成，以便最大限度地利用材料性能。索膜結(jié)構(gòu)索膜結(jié)構(gòu)是利用構(gòu)件提供支點(diǎn)，將鋼索和膜懸掛起來，利用拉索對膜面施加足夠預(yù)拉力將膜材料繃緊形成具有一定形狀和剛度的結(jié)構(gòu)。鋼索被用來加強(qiáng)薄膜并作為薄膜的邊緣構(gòu)件。膜材兼具圍護(hù)和承重兩種功能。薄膜材料由柔性織物和涂層復(fù)合而成，具有較高的抗拉強(qiáng)度和彈性模量，良好的耐久性能。涂層織物膜材厚度一般為0.5?1.0mm,自重為0.5?2.0kg/就。吊掛式與斜拉式混合懸掛結(jié)構(gòu)吊掛式混合結(jié)構(gòu)一般采用一系列豎向吊桿將剛性的屋面構(gòu)件連于其上方的懸索，剛性屋蓋上的部分荷載由吊桿傳給上方的懸索。被吊掛的剛性構(gòu)件可以是梁、桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼等。斜拉式混合懸掛結(jié)構(gòu)是由塔柱頂部懸掛的斜拉索與剛性屋蓋構(gòu)件相連，斜拉索為剛性屋蓋構(gòu)件提供彈性支承。吊掛與懸掛體系一般要施加一定的預(yù)應(yīng)力，使索在使用期間保持張緊，保證索與剛性構(gòu)件共同工作及防止在風(fēng)吸力作用下柔索松弛。3.8.2懸索結(jié)構(gòu)的計(jì)算要點(diǎn)3.8.2.1懸索結(jié)構(gòu)的一般設(shè)計(jì)原則懸索結(jié)構(gòu)應(yīng)分別對使用和施工階段進(jìn)行外荷載、預(yù)應(yīng)力作用下的內(nèi)力、位移計(jì)算，并應(yīng)根據(jù)具體情況對地震、溫度變化(降低)等作用下的內(nèi)力、位移進(jìn)行計(jì)算。懸索結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力作為永久荷載效應(yīng)。懸索結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載可用下式表示：w=pppAw+pAw (3-63)krsz0sp上式第一項(xiàng)為靜力荷載，第二項(xiàng)為隨機(jī)動荷載，它對懸索結(jié)構(gòu)的作用用隨機(jī)振動理論求解。懸索屋蓋曲面形狀多變，雪荷載分布較復(fù)雜，屋蓋覆蓋面積很大時，屋面積雪會有聚堆現(xiàn)象。當(dāng)大跨懸索屋蓋幾何形狀較復(fù)雜時，屋面積雪分布系數(shù)應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)情況慎重確定，并考慮雪載不均勻分布的影響。地震是懸索結(jié)構(gòu)的重要荷載之一，建造在地震區(qū)的懸索結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行抗震驗(yàn)算。懸索結(jié)構(gòu)在豎向地震作用下產(chǎn)生較大的震動，抗震驗(yàn)算時，除考慮水平地震作用外，還應(yīng)考慮豎向地震作用。當(dāng)設(shè)防烈度在8度或8度以下，一般跨度的單層索系、雙層索系及橫向加勁索結(jié)構(gòu)可采用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行地震反應(yīng)分析。對跨度較大的懸索結(jié)構(gòu)宜采用時程分析法進(jìn)行地震反應(yīng)分析。索系中的預(yù)應(yīng)力是索系結(jié)構(gòu)取得必要的剛度和形狀穩(wěn)定性的重要措施。施加預(yù)應(yīng)力的大小與結(jié)構(gòu)形式、索系的垂跨比、恒載與活載的比值、變形要求等因素有關(guān)，應(yīng)以懸索體系中的任一根鋼索，在可能的荷載工況下，都不能發(fā)生松弛，且保持一定的張力儲備為原則確定初始預(yù)應(yīng)力的數(shù)值。在使用階段，邊緣構(gòu)件大都以承受軸力為主，為避免不均勻施加預(yù)應(yīng)力使邊緣構(gòu)件產(chǎn)生過大的彎矩和變形，應(yīng)慎重確定預(yù)應(yīng)力的施加步驟?？紤]到屋面恒載和預(yù)應(yīng)力對邊緣構(gòu)件的作用常能部分地相互抵消，預(yù)應(yīng)力的施加可與屋面恒載的施加交替進(jìn)行。通常將全部預(yù)應(yīng)力分為若干級，經(jīng)計(jì)算擬定交替施加各級預(yù)應(yīng)力和恒載的程序。施加每級預(yù)應(yīng)力時，還要仔細(xì)計(jì)算擬定各根鋼索的張拉順序。懸索結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移雖是臨時荷載，但可能相當(dāng)大，需仔細(xì)計(jì)算。設(shè)計(jì)時要預(yù)先考慮施工的步驟，特別是張拉預(yù)應(yīng)力和鋪設(shè)屋面的步驟。實(shí)際施工時要嚴(yán)格按規(guī)定的步驟進(jìn)行以免使支承結(jié)構(gòu)嚴(yán)重超載。索系結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移可按彈性階段進(jìn)行計(jì)算，通常采用下列基本假設(shè)：（1） 索是理想柔性的，不能受壓，也不能抗彎；（2） 索的材料符合胡克定律。懸索結(jié)構(gòu)是幾何非線性結(jié)構(gòu)，索系的平衡方程不能按變形前的初始位置來建立，必須考慮索系形狀歲荷載變化而產(chǎn)生的改變，按變形后新的幾何位形來建立平衡條件。不同的初始狀態(tài)上施加相同的荷載增量時引起的效應(yīng)不同，因此，解懸索問題時，其初始狀態(tài)必須明確給定。對懸索結(jié)構(gòu)可采用離散理論（有限元法）或連續(xù)理論（解析法或?qū)嵱煤喕?jì)算法）進(jìn)行內(nèi)力、位移計(jì)算。采用的簡化計(jì)算法應(yīng)滿足工程精度要求。3.8.2.2強(qiáng)度和位移控制對鋼索強(qiáng)度，目前國內(nèi)外均采用容許應(yīng)力法，按下式計(jì)算;N ￡/vKmax f/K （3-64）懸索結(jié)構(gòu)的承重索跨中豎向位移與其跨度之比不應(yīng)大于下列數(shù)值：單層懸索體系 1/200（自初始幾何態(tài)算起）雙層懸索體系、索網(wǎng)、橫向加勁索系 1/250（自預(yù)應(yīng)力態(tài)算起）對單層索系，考慮到一般均通過對混凝土屋面板灌縫施加預(yù)應(yīng)力，上述規(guī)定的初始幾何態(tài)是指由屋面構(gòu)件作用之后算起。設(shè)計(jì)時要注意蠕變及索錨端滑動、溫度升高及邊緣構(gòu)件徐變將會使索系撓度明顯增大懸索結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)位移法（有限元法）懸索結(jié)構(gòu)的有限元分析中將索看成是由一系列相互連接的索段組成，并假設(shè)荷載作用在節(jié)點(diǎn)上，各索段均呈直線。初始狀態(tài)時節(jié)點(diǎn)上無外荷載作用，節(jié)點(diǎn)q的平衡條件為（圖3-83）工紅(x—x)=0]lpq0i耳(y—y)=0>lpq0i工仝(z—z)=0,lpq0i式中C,y,z)和C,y,z)——分別為節(jié)點(diǎn)p，q的坐標(biāo);ppp qqqT0i——索段i內(nèi)的初始張力；3-65)気一索段i內(nèi)的