网架设计日记

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1、第 1 页1 王克海编著 网架屋盖结构设计与检算实用程序 北京：中国铁道出版社， 1996 2 沈祖炎，陈扬骥编著 网架与网壳 上海：同济大学出版社，1997 3 张明宇译 网架屋盖的计算与构造 天津：天津科学技术出版社，1986 4 主编单位中国建筑科学研究院, 浙江大学；批准部门中华人民共和国建设部网架结构设计与施工规程 北京：中国建筑工业出版社，1992 5 网架结构设计与施工网架结构设计与施工-规程应用指南编写组规程应用指南编写组 网架结构设计与施工网架结构设计与施工-规程应用指规程应用指 南南 北京：中国建筑工业出版社，北京：中国建筑工业出版社，1995 6 网架结构设计手册：实例及

2、图集编写组 网架结构设计手册：实例及图集北京：中国建筑工业出版社，1998 7 刘善维等编 网架结构设计手册 北京：煤炭工业出版社，1983 8 唐瑞森主编 网架结构简化计算手册 北京：中国建筑工业出版社，1989 1,董石麟，钱若军 著 空间网格结构分析理论与计算方法 中国建筑工业出版 社 2000-8 2，钱若军，李亚玲，夏绍华 空间结构计算（研究生教材） 河海大学出版社 1989 3，董石麟，马克俭，严慧，苗春芳 组合网架结构与空腹网架结构 浙江大学 出版社 1992 4，尹德钰，刘善维，钱若军 网壳结构设计 中国建筑工业出版社 1996（1 1）钢柱设计）钢柱设计 计算模型考虑： 顶部

3、的网架在其自身平面内的刚度可假定为无限大,类似刚性楼板的作用,把 各个柱子连接成整体,但并不提供此结构的抗侧移刚度.网架起的作用是把各个 柱子联系起来共同提供抗侧移刚度,结构总的侧移刚度为每根柱侧移刚度的和. 但对于单根柱来说在网架支座处并没有可靠的侧向支撑点,上端为自由端。 网架与钢柱的连接当然是铰接了，但问题的关键不在于此，关键在于该结构 是属于有侧移结构，对于这种柱底与基础刚接的结构，由于柱顶有侧移，无论 柱顶自由还是铰接，柱的计算长度系数均为 2.0按陈绍藩书中考虑，建议为 2.6。 关于这个问题，最好的办法是把柱子和网架连在一个整体建模型计算。3d3s 就可以！如果非要分开，就要试算

4、好下部柱的刚度，然后带入网架支座约束计 算，再反算回柱看其位移（柱顶位移和网架支座球位移）和强度是否满足规范 要求。两者在柱顶的力和位移应一致的！柱子当然按悬臂计算！网架的支座与 柱顶一般是靠螺栓连接，侧向力是靠摩擦力来传递的，并不能满足柱顶铰接的 要求！1.支座约束假定时，考虑下部支撑结构的情况，先初定一钢柱截面参数，计算 出刚度值，折减后代入程序，分析设计后得到支座反力。在此得到 X、Y、Z 向 三向反力值 用于设计钢柱的截面。那么作为钢柱来讲是一双向压弯构件，在计 算假定时柱顶作何种约束假定比较符合实际？我本人认为如为独立柱支撑时， 作为上端自由、下端固定;如为周边柱点支撑时上端为铰接、

5、下端固定。不知道 对不对？ 2.参照压弯构件整体稳定计算公式，本人认为 1.把两方向的等效弯矩系数都取第 2 页为 1.0 较为安全;2.把作用在柱身上的水平均布风荷载形成的柱底最大弯矩与得 到的网架计算出的同方向上最大反力（作为一集中力加于柱顶节点处）形成的 弯矩进行叠加，得到等效柱端最大弯矩。代入压弯构件计算工具程序中（当然 还要确定两方向计算长度，根据不同柱顶约束情况定）计算，确定截面，不知 对不对？ 你说的这种结构类似于钢柱钢网架的排架结构，大跨度厂房设计常常遇到，通 常要求计算纵、横两个方向的排架，并将两方向的内力叠加确定柱截面， 叠加方法为：一方向内力另一方向弯矩的 30。 另外钢

6、柱一端固接一端铰 接计算长度系数为 2。 H 型钢柱确实需要处理，一般情况下按计算长度系数 2.0 计，它很难保证两 个方向排架长细比都满足抗震规范的要求（120），我的处理方法是在 H 型钢 柱平面外柱列加柱间支撑将其计算长度系数人为改为 1.0，当然此柱列只计算 横向排架即可。 此柱间支撑需设计强一些，因为有柱间支撑处网架此方向约束为简支，可能 产生很大的水平力。柱间支撑设置的位置也需于其他专业配合 另外“如为周边柱点支撑时上端为铰接、下端固定。”值的考虑一下，上端铰 接即为网架支座对柱有约束，即网架可以抵抗由于风作用于柱的推力，网架靠 什么来提供这个力？又传递到哪里了？因为网架只是传递力

7、的不能自身消化。 如果某方向其他柱刚度大，根据变形协调条件可以认为网架对柱有约束（靠摩 察力）传递到刚度大的柱子。总之，个人也觉得比较模糊。另外，有时也碰到 幕墙作用于柱的风推力，土建柱无法解决那么大的弯矩，让网架来抵消水平推 力。个人觉得不行，但我的一个朋友说可以。（网架为平板网架） 网架对悬臂柱的影响也就是柱顶的轴力剪力和弯矩，网架支座一般不考虑弯 矩，轴力也不在本贴的讨论范围，所以只说一下剪力，刚度的问题最终要转化 到位移上来，支座位置的剪力要靠柱顶位移产生的反力来承担（滑动铰支座除 外），这样既然有了剪力就能得出柱枯位移，那么也就不用麻烦的去考虑等效 刚度的问题了，要不然的话就整体建模

8、。 这个问题精确计算是很麻烦的，整体建模才行，并且网架的杆件要求基本是 最终设计的截面，以保证刚度的一致，同时网架的支座约束条件对结构计算的 影响也是不能忽略的。有人提出用等代法，等代梁的布置应考虑网架的布置形 式，支座约束条件，同时还要保证刚度（网架刚度的计算需要适合的软件和工 作量的）的近似，这些都是为了保证荷载的正确传递和水平力计算的准确，比 较麻烦。通常设计是上下结构分开计算（特复杂的结构除外。网架就是一个空 间双向桁架，普通的空间杆元软件都能计算，考虑下部结构的刚度和支座约束 情况计算出反力，然后加到下部结构上，结构顶板厚为 0（偏保守）来计算下 部结构，网架杆件截面只要在正常的范围

9、内，计算出的水平力差别不大，还要 按网架规范考虑温度的影响。 1.网架对柱的影响：如果把网架考虑成完全刚性，则柱子的理论计算长度系 数为 0.7.如果网架对柱的约束小，则柱的计算长度系数大于 0.7（实际设计取大 于 0.7，参考陈绍蕃著作）。2.柱对网架的影响:如果柱的刚度较大，且网架与柱的连接节点约束水平 位移，则网架的温度应力无法释放，网架在温度应力作用下上弦杆的压应力必 须充分考虑，以策安全.第 3 页计算长度主要取决于柱的支撑体系和网架的水平刚度，从理论上讲支撑体系足 够刚强的情况，网架水平刚度一般可以看柱无穷大（狭长的除外），网架的水 平刚度可以计算出来，从经验讲，网架的水平刚度（

10、以柱间支撑间距为跨度计 算）大于所支撑的柱侧向刚度和的 5 倍，可以以为网架的水平刚度足够大，这 时柱的面内侧向移动可以被限制（面外要么有支撑，要么是刚接梁，计算长度 可以计算），支撑体系通过网架来保证其它柱的面内稳定，这时候计算长度可 以按无侧移计算。固定铰和梁柱铰接是两个概念，网架与柱的连接一般都是铰 接，通常偏安全计算，一般按悬臂计算，计算长度取 2。规范提出的强弱支撑 概念一般是基本刚性楼板或刚性水平支撑的前提，不仅要求柱间支撑有一定刚 度和强度要求，水平支撑体系也是必须刚强的，保证水平力的传递。 底部固结，顶部与网架铰接的柱子平面内（平面内无支撑无刚接梁）的计算长 度应该为 2.03

11、，整体结构有无侧移与网架本身刚度无关，只与柱子支撑（刚 接梁）的刚度有关，网架本身的刚度一般为约束自身变形的能力，如果网架还 需要对下部支撑结构单独提供约束能力（如柱子倾斜），则应该重新审视整体 结构的可行性。这种结构，举一个简单的例子，把网架等代为简支梁，从计 算角度来看， 无论这个简支梁的截面多大，刚度多大，两边柱子的平面内计算长度还是 2.03，除非柱子抗侧刚度大到能达到规范无侧移的条件，则可以按照无侧移条 件来取其平面内计算长度。 只有一种情况下，柱子平面内的计算长度无法确定，就是网架的上下弦都 与同一根柱子连接，目前现行钢结构规范对这种情况还无法提供明确的依据。 1、计算长度取 2.

12、03 是常规的设计方法。但从结构理论上讲，网架是双向桁架， 和梁还是不同的，网架两个方向都是有很大的水平刚度，可以传递水平荷载， 如果网架周边和柱铰接连接，柱列双向都有刚强支撑，对网架和下部结构进行 整体分析，柱的面内计算长度应该是小于 2 的，不设支撑的柱即使两端铰接 （摇摆柱），结构也是稳定的，但这不属于常规的设计方法。 2、这种结构，举一个简单的例子，把网架等代为简支梁，从计 算角度来看， 无论这个简支梁的截面多大，刚度多大，两边柱子的平面内计算长度还是 2.03（从结构整体分析来说，就不是这样，由于双向柱间支撑的存在，网架很 大的面内刚度，结构可能是无侧移的），除非柱子抗侧刚度大到能达

13、到规范无 侧移的条件，则可以按照无侧移条件来取其平面内计算长度，这不全对，网架 和梁还是有区别的，将网架简化成梁时，梁应该是双向的，同时梁间应该有水 平支撑，不然和实际就不太符合，因为梁的面外刚度和水平支撑比起来小的多。 结构有无侧移和楼盖刚度关系很大的，因为实际设计中，不可能每个柱列都有 刚性支撑，其它柱的侧移是通过刚性楼盖限制的，高钢规的有无侧移规定就是 基于柱间支撑或者墙的刚度和面内刚度提出的。对于多高层钢结构来说，如果 不计入面内刚度，只有所有柱列都有墙或者支撑才能做到无侧移，实际并不是 这样。 3、屋盖的交叉支撑可以通过水平支撑杆作为其它梁的侧向支撑点，因为通常情 况下交叉支撑的水平

14、刚度都很大，从理论上说如果梁的水平刚度足够大，同样 也可以作为不动点，即梁两端连在不动点上，其它梁或者柱通过支撑杆连到梁 跨中的一些点上，此时梁需要的面外刚度有公式可以计算出来，但规范并没提 到这些特殊结构的情况。第 4 页（2）支座设计）支座设计 可以采用橡胶支座，支座上放置橡胶垫后即可假定为可动支座，可以水平移动 并可转动。 要把计算模型中支座调整为可动支座，否则计算模型和实际设计的不符，就容 易出现你这种情况 一般水平反力过大是因为把支座设为固定支座的缘故，如果设为绞接支座，网 架挠度又太大解决方法： 整体分析，或用弹簧支座来模拟下部的混凝土柱，也许水平反力会急剧下降。 或者，如果不影响

15、整体的结构不变，释放水平力，看看支座位移如果不太大的 话 用可动支座。如果达到这样的水平推力的话，你下面的混凝土柱子截面应该在 800mm 左右， 你再看下计算模型，是不是柱子刚度输得太大了。加上抗剪键是可以的，不过 也得考虑网架支座的“十字”加劲板、过渡板与预埋板等处的焊缝是不是满足抗 剪的要求。 问题：对于支座布置图时，程序中如何 X/Y 向的刚度如何是否默认定义的，是 否需要考虑转角度等考虑？ 支座条件说具体了，还与网架形式、网架下部结构等都有关，这方面，我还没 有总结出一套系统的东西来，因此只能就事论事。你所说的支座属于平板压力支座，采用该支座的前提是结构对水平变形不敏感， 支座以传递

16、竖向力为主，因此摩擦力不作为考虑因素，同时如果下部为混凝土 结构，采用 0.3 的弹性刚度与该支座的状态比较接近；摩擦力与支座的弹性刚 度还有不同之处在于，摩擦力不只与摩擦系数相关，还与支座压力有关，而网 架的不同部位，竖向反力是不同的。 如果平板支座的水平弹性刚度按下部结构处理，则需将支座底板与过渡板焊劳， 这时更不存在摩擦力的问题。 对于其他需求，则需采用其他种类的支座。网架与下部结构整体计算时，本身已考虑了下部结构的刚度，如果柱顶水平 力比较大，可以考虑将支座设为滑动的，这时不考虑下部结构的刚度，滑动支 座在整体计算中可以设置一个上下铰接的短柱来代替。前几天用 MST2008 做了个直径 30 米起拱的双层网壳，下弦是平的，支座 为弹性支座，按实际情况输入下柱的截面规格和高度，程序自动计算下柱刚度 （就因为这个原因还是比较喜欢用 MST），上弦考虑了 0.8 的恒荷载，0.5 的 活荷载，下弦 0.2 的恒荷载，一开始输的砼柱是直径 600 的圆混凝土柱，水平 力最大