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鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的分析方法

2023-06-27 09:22 鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架 陜西鋼結(jié)構(gòu)

　　根據(jù)跨度大小、網(wǎng)架類型及工程情況，鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架可分別按下列規(guī)定選用近似法和精確法進行內(nèi)力、位移計算。

　　一、近似分析法

　　鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的近似計算方法一般采用連續(xù)化的計算模型，即將鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架等代為連續(xù)化的交叉梁系或板，然后采用分析梁或板的方法求得梁或板的內(nèi)力，再回代求出鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架桿件內(nèi)力。在連續(xù)化等代中，若不計腹桿作用，則這種模型為不考慮剪切變形影響的模型，若同時考慮弦桿及腹桿的作用，則這種模型為考慮剪切變形的模型。具體有以下幾種計算方法。

　　1、交叉梁系差分法

　　將鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架等代為交叉梁系，以梁交叉處的撓度w為未知量，且設(shè)梁的抗彎剛度都相等，建立差分方程求解。這種方法分為考慮及不考慮剪切變形兩種，可用于跨度在40米以下的由平面桁架系組成的鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架或正放四角錐網(wǎng)架的計算。

　　2、擬夾層板法

　　將平面網(wǎng)架等代為一塊各向同性或正交各向異性的平板，按一般的平板理論求解板的內(nèi)力，然后回代求網(wǎng)架桿件內(nèi)力。

　　這種方法將鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架等代為上下表層(上下弦桿)與中間層(腹桿)的夾心板，能考慮剪切變形和剛度變化的影響，可用于跨度在40米以下的由平面桁架系或角錐體組成的鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架計算。

　　3、假想彎矩法

　　假定兩個方向的空間桁架在交接處的假想彎矩相等，并建立彎矩平衡方程，求出假想彎矩，進而求得桿件內(nèi)力。這種方法可以用于斜放四角錐網(wǎng)架、棋盤形四角錐網(wǎng)架的估算。

　　二、精確分析法

　　現(xiàn)在廣泛采用的精確分析方法即空間桿系有限單元法，也稱為空間桁架位移法，是一種鉸接桿系有限元法。以鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的各個桿件作為基本單元，以節(jié)點的三個線位移為未知量，建立內(nèi)力-位移關(guān)系求得單元剛度矩陣，進而求得結(jié)構(gòu)剛度方程，并直接求得節(jié)點位移及桿件內(nèi)力。

　　這種方法適用于分析不同類型、任意平面和空間形狀、具有不同邊界條件和支撐方式、承受任意荷載的鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架，還可以考慮鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架與下部支撐結(jié)構(gòu)共同作用的影響。此方法不僅適用于鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的靜力分析，還適用于鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的動力分析、溫度應(yīng)力和施工安裝階段的驗算，還可以進行全過程跟蹤分析、穩(wěn)定分析、極限承載力分析和優(yōu)化設(shè)計等。