鋼結構網架的分析方法
2023-06-27 09:22 鋼結構網架 陜西鋼結構
根據跨度大小、網架類型及工程情況，鋼結構網架可分別按下列規定選用近似法和精確法進行內力、位移計算。
一、近似分析法
鋼結構網架的近似計算方法一般采用連續化的計算模型，即將鋼結構網架等代為連續化的交叉梁系或板，然后采用分析梁或板的方法求得梁或板的內力，再回代求出鋼結構網架桿件內力。在連續化等代中，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
將鋼結構網架等代為交叉梁系，以梁交叉處的撓度w為未知量，且設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構網架或正放四角錐網架的計算。
2、擬夾層板法
將平面網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力，然后回代求網架桿件內力。
這種方法將鋼結構網架等代為上下表層(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構網架計算。
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，進而求得桿件內力。這種方法可以用于斜放四角錐網架、棋盤形四角錐網架的估算。
二、精確分析法
現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。以鋼結構網架的各個桿件作為基本單元，以節點的三個線位移為未知量，建立內力-位移關系求得單元剛度矩陣，進而求得結構剛度方程，并直接求得節點位移及桿件內力。
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構網架，還可以考慮鋼結構網架與下部支撐結構共同作用的影響。此方法不僅適用于鋼結構網架的靜力分析，還適用于鋼結構網架的動力分析、溫度應力和施工安裝階段的驗算，還可以進行全過程跟蹤分析、穩定分析、極限承載力分析和優化設計等。
