網(wǎng)架鋼結構設計是否安全、經(jīng)濟,較關鍵因素首先在于所選的支承結構、支座型式及邊界條件是否合理,為此在具體設計中我們盡可能避免將上部網(wǎng)架(網(wǎng)殼)結構與下部支承系統(tǒng)單獨分析、設計,尤其當網(wǎng)架支座相對于下部結構的位移很難通過彈性約束方法模擬時,更應當將支承結構與上部網(wǎng)架(網(wǎng)殼)一起進行整體建模、計算分析,以使所計算出來的結果更符合實際。
現(xiàn)在,我國計算分析網(wǎng)架結構和網(wǎng)殼結構,絕大多數(shù)均采用空間桁架位移法及空間梁系有限元法。《網(wǎng)架結構設計與施工規(guī)程》和《網(wǎng)架鋼結構設計與施工——規(guī)程應用指南》都強調了計算模型必須與結構實際符合,明確指出“結構在整體坐標系中的總剛度矩陣K是奇異的,尚需引入邊界條件以消除剛體位移。根據(jù)邊界條件來修正總剛度矩陣以使總剛度矩陣成為正定陣”?!岸吔鐥l件處理是基于計算的目的,處理的結果可以得到邊界約束的效果”。即支座節(jié)點的設置和構造必須與結構計算分析所取的邊界條件相符并**在任意豎向和水平荷載作用下結構的幾何不變性。
有些設計者往往忽視了這一關鍵問題。有的對網(wǎng)架結構的受力特性或計算方法不甚了解,或為了簡化電算工作,或憑“經(jīng)驗”在計算周邊支承的網(wǎng)架時,只采用一向約束(垂直方向),此時在特定的荷載(豎向荷載)作用下,這種邊界條件的處理方法在理論上是不對的,也是與結構實際不相符的,眾所周知,如果荷載∑Pi與支承反力作用線平行,雖然結構可以承受此荷載,但該體系是處于不穩(wěn)定的外部靜力平衡狀態(tài),它不能支承一個作用線不平行于這些支承應力作用線的荷載(如水平荷載等)。由于只按一向(豎向)約束計算的網(wǎng)架已引起了多起事故,其計算的內力與結構的實際內力在一批桿件中差別較大。除數(shù)值的變化外,還會引起符號的改變(拉桿變壓桿)。其后果是部分桿件彎曲甚至可能危及整體結構的安全。