单元节点力与节点位移单元坐标系下网架结构单元刚度矩阵.pptVIP

（2）正常使用极限状态 正常使用条件下，空间结构具有足够的刚度，避免产过大的位移而影响结构的使用要求。位移计算时，荷载效应组合仍需考虑抗震和非抗震两种情况，对抗震设计，计算小震作用下的位移。 交叉梁系梁元法 交叉梁系力法 交叉梁系差分法 混合法 假想弯矩法 下弦内力法 拟板法 拟夹层板法 交叉梁系差分法和拟夹层板法适用于中小跨度，假想弯矩法可用于斜放四角锥网架和棋盘形四角锥网架。 空间杆系有限元法——空间杆系有限元法适用于各种类型、各种支承条件、不同平面形状、承受任意荷载和作用的网架计算，还可以考虑网架与下部支承结构的共同工作，不仅可用于网架结构的静力分析，还可用于网架结构的地震作用分析、温度应力计算和安装阶段的验算，是目前网架分析中运用最广、最精确的方法。 结构总刚度矩阵是奇异的，不能进行求解节点位移，尚需引入边界条件以消除刚体位移，使总刚度矩阵为正定矩阵。 网架的边界约束根据网架的支承情况、支承刚度和支座节点的实际构造决定，有自由、弹性、固定及强迫位移等4种。某方向自由表示在该方向位移无约束；某方向弹性边界表示在该方向位移受弹簧刚度约束；某方向固定表示在该方向位移为零；某方向为强迫位移边界表示在该方向位移为一固定值。 支座某方向固定的处理 指支座沿某方向位移为零，有两种处理方法。 一种采用划行划列法，即在总刚度矩阵中，将位移等于零的行号和列号划去，使总刚度矩阵阶数减少，但也带来总刚度矩阵元素地址的变动。 另一种是充大数法，即位移为零的c行相对应的主对角线元素充大数B=10e8~10e12。 求解的方法一般分为两类：直接法和迭代法。 计算机计算常用直接法， 直接法主要有： 高斯消去法 直接分解法 （LU分解法） 平方根（Cholesky分解法）法 改进平方根法 1）根据网架结构对称性情况和荷载对称情况，选取计算单元 2）对计算单元节点和杆件进行编号，节点编号应满足相邻节点号差最小的原则，以减少计算机容量，加快运算速度。杆件编号次序以方便检查为原则。 3）计算杆件长度和杆件与结构整体坐标系夹角的余弦 4）建立结构整体坐标系下的各杆件的单元刚度。 5）建立结构总刚度矩阵，即将单元刚度矩阵中的元素对号入座放到总刚度矩阵有关的位置上。 6）计算节点荷载，建立荷载列阵，形成结构总刚度方程 7）根据边界条件，对总刚度方程进行边界处理。 8）求解总刚度方程得节点位移。 9）根据各节点位移求各杆件内力。 网架杆件的温度内力由杆件固端力与节点不平衡力引起的杆件内力叠加而得 : 时程分析法:时程分析法就是将地震波按时段进行数值化后，输入结构体系的振动微分方程，通过动力计算的方法求解结构在整个地震时域的振动全过程，得到地震过程中在一些离散的时间区间上结构构件的内力和位移响应，可以反映地震反应的全过程，可以准确得了解结构的地震响应过程，可以考虑结构的非线性影响，并发现可能的结构薄弱环节。采用时程分析法进行抗震分析，可以弥补反应谱法计算理论的不足。 1）在抗震设防烈度为6度或7度的地区，网架屋盖结构可不进行竖向抗震验算； 2）在抗震设防烈度为8度或9度的地区，网架屋盖结构应进行竖向抗震验算； 3）在抗震设防烈度为7度的地区，可不进行网架结构水平抗震验算； 4）在抗震设防烈度为8度的地区，对于周边支承的中小跨度网架可不进行水平抗震验算。 5）9度进行水平抗震验算，竖向地震作用简化计算； （1）节点构造应满足要求 受力合理，传力明确，务必使节点构造与所采用的计算假定尽量相符，使节点安全可靠。 保证汇交杆件交于一点，不产生附加弯矩。 构造简单，制作简便，安装方便。 耗钢量少，造价低廉。 1）高强度螺栓的设计：高强度螺栓抗拉强度 2）螺栓球的设计 3）高强度螺栓的直径确定后，螺栓球的直径可按下式计算 4）套筒的设计 ：套筒抗压强度； 5）锥头或封板 第2章 网架结构 （5） 抗震构造 抗震设防烈度为7度和7度以上时，网架在其支承平面周边区段宜设置水平支撑。 沿周边2~3网格区域内杆件的长细比不应大于180 有檩体系屋盖的檩条必须与网架可靠连接，并应有足够的支承长度 网架屋面排水坡度的形式宜采用变高度或整个网架起拱办法 （1）杆件种类： ①钢管（F60x3) ②角钢（L50x3） ③冷弯薄壁型钢（中小跨度网架） ④方钢管、H型钢（超大跨） （2）钢材： ①Q235，Q345(16Mn)； ②材质要求与普通钢结构相同。 六、杆件设