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视频作者：衡水安通橡胶制品有限公司
特殊约束条件下网架支座节点的分析与设计
工程概况在大跨度的工业建筑中(如水泥熟料库等)，逐渐开始使用具有自重轻、承载力大等[1-2]性能的网架结构。要求网架不但能够承担竖向荷载，还要具有承担一定水平荷载的能力，为网架支座设计增加了难度，要求支座在水平双向能够满足某些特殊边界条件。该文以某70.5m跨度的水泥熟料库为例，分析支座条件对网架性能的影响，并重点对支座节点进行专门的有限元分析。该水泥熟料库网架屋盖为圆台形，Q235钢材，下部筒体壁厚为600mm，网架锥面倾角约为32°，锥顶平台直径13.7m，整体锥面网架高度约20m。采用等截面的双层正放四角锥网架，网架详细尺寸如图1所示。由于库内外温差较大，为了使温度变形得到很好的释放，设计了一种能够沿径向滑动的支座，将网架下弦外环周边的18个节点定义为支座，同时这些支座还能够承担网架上部传来的水平荷载。2支座约束条件及其对网架性能的影响在支座上施加竖向约束的同时，为使支座能够径向滑移而法向不动，整体分析建模中在每个支座上设置了一个法向刚性系杆，并约束其远端的3个平动位移。这样处理可以确保网架杆件内力不受温度荷载的影响，并能承受锥顶平台上较大的水平力作用。
网架结构是近年来广泛应用的一种空间结构形式 ，不仅应用于大跨度的公共建筑和体育建筑 ，如 :体育馆、展览馆、会场、候车室 ，管桁架固定球形铰支座，同时在中小跨度建筑中也大量应用 ，采光顶固定球形铰支座，如 :工业用单层厂房屋盖。随之大量的网架加工厂家在国内应运而生 ，由于网架结构的特殊性 ，有大量的定型构件 ，因此设计、加工有时都由网架加工单位进行 ，由于网架加工单位对主体结构缺乏了解 ，其边界条件、支撑情况难以确定 ，在网架的支座处理上一般不考虑下部结构的弹性刚度 ，由此带来了两种处理方式 :水平放松或约束 ，水平约束放松时 :认为边界效应的放松 ，无疑一般是偏于保守的 ，而完全约束则人为加大了支座的约束情况 ，网架屋顶固定球形铰支座，由此而带来的事故在网架结构应用的初期时有发生。本文着重论述了网架结构弹性边界的处理 ，提出了以构件代替弹性支座的合理方法 ，固定球形铰支座，针对不同的支撑情况 ，推导出了弹性支座的刚度系数计算公式。2 常规网架设计中支座边界的处理网架结构往往作为屋盖体系搁置在混凝土梁或柱上 ，其支座连接方式有 :1)平板压 (拉 )力支座 ;2 )单 (双 )面弧形支座 ;3)球铰压力支座 ;4 )板式橡胶垫支座。
铰接是指连接的两杆件可以有相对的转角，可以自由的转动。而刚接是指连接的两杆件不能有相对的转角，即它们的角位移是相等的。在实际的工程中，很多都不是严格意义上的铰接和刚接，就比如说钢结构厂房柱脚的铰接，通常的做法是两个螺栓或四个螺栓，虽然我们计算的时候按完全铰接（即认为弯矩等于零）来处理，但其实它还是承担一部分弯矩的。
实际上，绝大部分的连接都是半刚性连接，也就是界于铰接和刚性连接之间得连接，在弯矩作用下，连接各杆件之间有相对转角。转角的大小由弯矩的大小以及连接节点的转动刚度决定。在弹性阶段转角与弯矩呈线性关系，当弯矩达到超过某一值时两者呈非线性关系。转角和弯矩的曲线关系可以由连接节点的类型，各构造细部尺寸、材料特性等因素确定。半刚性连接、刚接和铰接是根据弯矩转角曲线人为划分的。
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