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網殼結構與網架結構邊界條件的區別

網殼結構的受力性能與網架結構有較大區別,網架結構在某種意義上其整體受力性能類似于平板,結構以受彎曲力為主,而網殼結構則更接近于連續殼體,結構受力以薄膜力為主,雙層網殼則具有單向或雙向拱(索)的受力特點。因此這兩種結構對邊界條件有不同的要求。通常在設計周邊支承的網架結構時,都選擇沿邊界切向固定、法向放松的約束條件。這一方面是因為網架結構的下部支承結構在邊界的法向比較柔,容易滿足以上假定;另一方面網架結構自身也需要這樣的邊界來釋放由溫差引起的溫度應力和其它次應力。

對于矢跨比很小的微曲面雙層網殼,也有將邊界法向約束放松的作法。這主要是因為:在這種情況下,即使結構邊界按沿法向約束計算,網殼也不再以承受薄膜力為主,其受力特點已接近于平板網架結構;而且由于殼體曲面與邊界的夾角太小,如果讓邊界法向約束,將會產生很大的水平推力,給支座和下部結構設計帶來很大困難;另外,由于網殼結構比較扁平,其下部支承結構就必然高柔,這樣也比較接近法向放松的計算假定。這時,結構可以看作是一個微彎的網架,而不是網殼。

不少網架設計師喜歡將網架全部或部分支座水平位移約束釋放以簡化計算，但是網架支座水平位移約束釋放后，網架下部支承結構水平力傳遞有可能會變的不合理。比如對于屋頂為網架結構的單層空曠建筑，如將全部支座水平位移約束釋放的話，水平震作用下網架支承柱就成了懸臂柱，此時網架起不到協調各支承柱共同抵抗水平力的作用，中震或大震下支承柱柱頂發生大變形，網架支座開始傳遞水平力，由于支座剛開始是釋放水平位移的，我們無法保證各個支座同時傳遞水平力，若是某一個或某幾個支座先開始受力，那么很可能會各個擊破，各個支座先后破壞，從而導致網架整體偏離支承結構而發生塌落破壞。所以網架支座選用何種形式應從結構整體受力合理來考慮，不能僅考慮網架計算簡化或者僅考慮網架自身安全。

球型支座受力無非是拉、壓、彎、剪、扭幾種情況，哪種受力算是復雜？對于平板支座、橡膠支座和球形鋼支座均能承受拉力、壓力、剪力，所以拉、壓、剪不能算是復雜，而對于釋放位移約束和釋放轉動不是每一種支座都能實現的，所以對于釋放位移和釋放轉動的應該算是受力復雜。下面分情況介紹各種受力復雜情況下如何選擇合適的支座。