王俊剛　王敏　張健奎

（1.四川宏基原創(chuàng)建筑設(shè)計有限公司四川德陽　6180002.四川工程職業(yè)技術(shù)學院　四川　德陽　618000）

關(guān)于網(wǎng)架平板支座構(gòu)造及其計算假定的討論

王俊剛1王敏2張健奎2

（1.四川宏基原創(chuàng)建筑設(shè)計有限公司四川德陽6180002.四川工程職業(yè)技術(shù)學院四川德陽618000）

通過對網(wǎng)架平板支座構(gòu)造及安裝、使用過程中的受力特點分析，結(jié)合網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計中遇到的實際問題，重點對平板支座網(wǎng)架結(jié)構(gòu)邊界條件的合理簡化進行了討論，并提出了應將安裝階段和使用階段分別進行受力分析的方法，供網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程設(shè)計參考。

網(wǎng)架；平板支座；邊界條件；加載過程

1　引言

目前，由于設(shè)計軟件和技術(shù)條件的限制，大多數(shù)網(wǎng)架工程設(shè)計還是將網(wǎng)架和下部支撐分開設(shè)計。網(wǎng)架部分由專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)公司設(shè)計完成，并提供支座反力給土建設(shè)計公司，再由土建設(shè)計公司完成下部混凝土支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計。這種模式下，網(wǎng)架的邊界約束的計算假定與實際情況是否相符將顯得尤為重要[1]。然而在各種網(wǎng)架支座形式中，平板支座應用最為廣泛且受力狀況比較復雜，給準確的模擬計算帶來不少麻煩，由于計算假定的偏差造成的工程事故已見不鮮[2]。因此，本文就網(wǎng)架工程設(shè)計中關(guān)于平板支座構(gòu)造及其計算假定的問題進行了分析和討論。

2　平板支座的構(gòu)造

平板支座常用在中小跨度的網(wǎng)架中，按其受力特點分為平板壓力支座和平板拉力支座[3]，其中，平板壓力支座應用最為廣泛。工程中常用的平板壓力支座有設(shè)置過渡板和未設(shè)置過渡板兩種，如圖1～2所示。未設(shè)置過渡板的平板壓力支座為了安裝方便往往底板開孔較大，網(wǎng)架安裝就位后將墊板與底板焊牢；設(shè)置過渡板的平板壓力支座，通常是在網(wǎng)架安裝定位后將過渡板與預埋件焊牢。在安裝就位前，網(wǎng)架水平方向基本沒有任何約束，因此，在網(wǎng)架在安裝定位后，由自重產(chǎn)生的水平支座反力基本都已釋放。這一受力狀況在網(wǎng)架設(shè)計工作中經(jīng)常被忽略，造成網(wǎng)架的模擬計算與實際受力情況不符，為下部結(jié)構(gòu)計算提供的反力條件也不準確。

圖1　設(shè)置過渡板的平板支座

圖2　未設(shè)置過渡板的平板支座

3　下部支撐結(jié)構(gòu)簡化

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的下部支撐大體可分為墩體、獨立柱、框架三種形式。[3]這三種支撐的豎向剛度加大，計算網(wǎng)架時均可簡化為豎向沒有位移的鉸支座。墩體側(cè)移剛度可認為是無窮大，可簡化為固定鉸支座。獨立柱水平剛度較弱，因此，網(wǎng)架計算時應考慮其剛度的影響，側(cè)向約束可簡化為彈簧支座，其剛度大小的計算可按《空間網(wǎng)格技術(shù)規(guī)程》（JGJ7-2010）附錄K公式（K.0.4-2）計算[4]。框架的切向側(cè)移較大，沿該方向約束可簡化為固定鉸支座；法向剛度介于兩者之間，該方向約束可以簡化為彈簧支座，框架因形式多樣，不同工程法向側(cè)移剛度大小有所不同，建議針對具體工程，通過在下部結(jié)構(gòu)模型中施加單位力得到該點的位移，從而根據(jù)力位移的關(guān)系計算出支座的法向剛度。下部結(jié)構(gòu)剛度的計算是否準確直接影響到網(wǎng)架內(nèi)力、支座反力及變形等計算結(jié)果，而網(wǎng)架支座反力的大小也將決定下部結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性和安全性。因此，設(shè)計時應足夠重視下部結(jié)構(gòu)的剛度計算。

4　荷載工況合理組合

綜合分析網(wǎng)架的受力狀態(tài)，可將其分為兩個階段。①網(wǎng)架安裝就位前的施工階段，此時平板支座的墊板尚未與支座底板焊牢，不能給網(wǎng)架提供水平約束，網(wǎng)架的約束可認為是滑動鉸支座，此時荷載工況組合可僅考慮網(wǎng)架自重工況。②網(wǎng)架安裝就位后的正常使用階段，此時應在施工階段的受力基礎(chǔ)上，計入下部結(jié)構(gòu)的剛度，并考慮活載、溫度、風、雪、地震等工況的荷載組合進行結(jié)構(gòu)計算。由于兩個階段邊界條件不同，因此，單獨計算各工況的荷載效應后將恒載工況的荷載效應與其他工況的荷載效應進行組合的方法不符合網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的實際受力情況，合理的荷載工況組合應體現(xiàn)這兩個階段的先后順序和約束條件的變化分步進行加載計算。

5　結(jié)語

（1）建議軟件設(shè)計人員在設(shè)計軟件時能夠分步施加荷載并同時可以改變約束條件，最終使軟件模擬與實際工程中網(wǎng)架的實際受力狀況更加接近。

（2）在技術(shù)條件有限的情況下，建議進行多種狀態(tài)的包絡(luò)設(shè)計，確保結(jié)構(gòu)安全可靠。

[1]丁蕓孫，朱坊云.網(wǎng)架設(shè)計中常見技術(shù)問題的討論（下）[J].空間結(jié)構(gòu)，1996，11（4）.

[2]尹德玉，趙紅華.網(wǎng)架質(zhì)量事故實例及原因分析[J].建筑結(jié)構(gòu)學報，1998，19（1）.

[3]鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點設(shè)計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[4]空間網(wǎng)格技術(shù)規(guī)程（JGJ7-2010）[S].

TU356

A

1673-0038（2015）39-0152-01

2015-9-9

王俊剛（1986-），男，漢族，山西呂梁人，研究生，研究方向為空間結(jié)構(gòu)。