网架钢结构边界条件处理不当引起问题_钢结构管桁架网架

网架结构是高次超静定结构体系。板型网架分析时，一般假定节点为铰接，将外荷载按静力等效原则作用在节点上，可按空间桁架位移法，即铰接杆系有限元法进行计算。也可采用简化计算法，诸如交叉梁系差分分析法、拟板法等进行内力、位移计算。（上海钢结构厂房）单层壳型网架的节点一般假定为刚接，应按刚接杆系有限元法进行计算；双层壳型网架可按铰接杆系有限元法进行计算。单层和双层壳型网架也都可采用拟壳法简化计算。

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目前，我国计算分析网架结构，绝大多数均采用空间桁架位移法及空间梁系有限元法。《网架结构设计与施工规程》和《网架结构设计与施工——规程应用指南》都强调了计算模型必须与结构实际符合，明确指出“结构在整体坐标系中的总刚度矩阵K是奇异的，尚需引入边界条件以消除刚体位移。根据边界条件来修正总刚度矩阵以使总刚度矩阵成为正定阵”。“而边界条件处理是基于计算的目的，处理的结果可以得到边界约束的效果”。即支座节点的设置和构造必须与结构计算分析所取的边界条件相符并保证在任意竖向和水平荷载作用下结构的几何不变性。

有些设计者往往忽视了这一关键问题。有的对网架结构的受力特性或计算方法不甚了解，或为了简化电算工作，或凭“经验”在计算周边支承的网架时，只采用一向约束（垂直方向），此时在特定的荷载（竖向荷载）作用下，这种边界条件的处理方法在理论上是不对的，也是与结构实际不相符的，众所周知，如果荷载∑Pi与支承反力作用线平行，虽然结构可以承受此荷载，但该体系是处于不稳定的外部静力平衡状态，它不能支承一个作用线不平行于这些支承应力作用线的荷载（如水平荷载等）。

由于只按一向（竖向）约束计算的网架已引起了多起事故，其计算的内力与结构的实际内力在一批杆件中差别较大。除数值的变化外，还会引起符号的改变（拉杆变压杆）。其后果是部分杆件弯曲甚至可能危及整体结构的安全。

还应指出：目前通常采用的平板压力支座构造方法不能有效的保证在水平方向自由。（集装箱活动房厂家）另外，网架一般都支承在梁、柱或框架上，网架与其下部支承结构应是共同工作的，它们的连续部位是协调变形，内力、支座反力的分配都与刚度分配有关。而简单有效的方法是将下部支承结构的等效刚度作为网架相应支座的弹性约束刚度，直接采用空间桁架位移法求节点位移和杆件内力。

当跨度较大、体型复杂的网架（壳）结构，往往根据结构（包括下部支承结构）的不同，力流的差异采用多种支座形式，如在同一个工程中可采用固定、一向约束和二向约束（滑动支座）；垂直支座与水平支座相结合。设计者可结合结构的特点和优化，灵活采用与结构实际相符合的支座型式和边界条件。

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