在网架(网壳)结构设计中,下部支承结构、支座型式及边界条件的选定,对网架(网壳)结构的稳定性、杆件内力、支座反力、节点位移、用钢量等至关重要。在实际设计中通过把网架和下部结构连成一体整体分析计算,选择合理的下部支承结构及支座型式,以期使网架(网壳)结构设计更、经济、合理。在各类空间结构中,刚性体系中的网架 ( 网 壳)结构作为一种高次超静定空间杆系结构,由于其受力性能好(理论上杆件只受轴力作用)、刚度大、整体性及抗震性能好、承载力强、受支座不均匀沉降影响小、适应性强,而计算理论的日益完善以及计算机技术飞速发展,使得对任何极其复杂的三维结构的分析与设计成为可能,因此网架(网壳)结构被广泛应用于工业与民用建筑领域中。但网架(网壳)结构如果其支承结构、支座型式及边界条件设计不合理会对网架(网壳)结构的性和经济性造成重要影响。
支承结构的等效弹簧刚度计算有如下几种:1、支承柱支承,柱子水平位移方向的等效弹簧刚度为:Kc=3EcIc/H3c式中Hc:柱高;Ic:柱截面惯性矩。2、两端简支梁支承,由长度为L,网架支座位于距梁端为a的简支梁的等效弹簧刚度为:Kb=3EbIbL/a2(L-a)2式中a :作用点距梁端距离;L:梁长;Ib:梁截面惯性矩。3、橡胶垫支座,由高度为Hp的橡胶垫支承的支座等效弹簧刚度为:Kp=GpAp/Hp式中Ap:橡胶垫面积;Hp:橡胶垫高。在实际工程中往往是在梁顶或柱顶增加橡胶垫弹性支座,特别是在大跨度网架中,通过橡胶垫支座以满足温度应力的变形要求,这就要求考虑梁或柱弹性刚度与橡胶垫弹性刚度的叠加,当K1与K2叠加时,由位移叠加得其叠加刚度K为:1/K=1/K1+1/K2;有K=1/(1/K1+1/K2)。
支座的技术性能:1、支座反力(竖向承载力)分为16 级;1000 , 1500 , 2000 , 2500 , 3000 , 4000 , 5000 , 6000 , 7000 , 8000 ,9000 和10000 , 12500 , 15000,17500 , 20000KN 。2、支座设计转角θ分为0.01 、0.15 和0.02rad (根据需要可增大)。3、支座设计位移量顺桥向:1000 一2500KN e=士50 和士100mm ;3000 一10000KN e=士50 、土1 00mm 和士1 50mm ;横桥向(GX 多向活动支座)e=土2Omm。设计位移量根据工程需要可进行变更。4、支座设计摩擦系数在聚四氟乙烯板有硅脂润滑条件下,应力为30Mpa 左右时,取值如下:常温(-25 ℃ ~+60 ℃ )0.03 低温(-40 ℃ ~+40 ℃ )0.05。5、支座可承受的水平力:纵向活动支座(ZX )横桥向水平力为支座反力的10%。固定支座(GD)承受水平力为支座反力的10%。
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