网壳结构与网架结构边界条件的区别

网壳结构的受力性能与网架结构有较大区别,网架结构在某种---其整体受力性能类似于平板,结构以受弯曲力为主,而网壳结构则更接近于连续壳体,结构受力以薄膜力为主,双层网壳则具有单向或双向拱(索)的受力特点。因此这两种结构对边界条件有不同的要求。通常在设计周边支承的网架结构时,都选择沿边界切向固定、法向放松的约束条件。这一方面是因为网架结构的下部支承结构在边界的法向比较柔,容易满---上假定;另一方面网架结构自身也需要这样的边界来释放由温差引起的温度应力和其它次应力。

对于矢跨比很小的微曲面双层网壳,也有将边界法向约束放松的作法。这主要是因为:在这种情况下,即使结构边界按沿法向约束计算,网壳也不再以承受薄膜力为主,其受力特点已接近于平板网架结构;而且由于壳体曲面与边界的夹角太小,如果让边界法向约束,将会产生很大的水平推力,给支座和下部结构设计带来很大困难;另外,由于网壳结构比较扁平,其下部支承结构就必然高柔,这样也比较接近法向放松的计算假定。这时,结构可以看作是一个微弯的网架,而不是网壳。

析结果表明,弹性支承刚度的不同取值对网壳结构受力特性的影响程度也不同,因此,在设计网壳结构时,不能只定性的选用弹性支承,而是应将实际结构的弹性支承刚度代入进行定量的分析,这一点比网架结构设计要严格得多。

值得注意的是:当支承刚度接近于刚性时,支座的水平推力会---增加。因此,在设计对水平推力有---的柱面网壳时,不宜采用刚性支承,而采用弹性支承的网壳结构,虽然支座水平推力明显减小,但跨中挠度却明显增大,使结构的整体刚度有所降低,网壳的实际承载能力也会减小。因此,在工程设计中,采用弹性支承也应慎重。

31温度应力问题对网壳结构边界条件选型的影响在网架结构中,支座条件与温度应力、装配应力等次应力的关系较大。当边界的法向达不到完全放开时,对于中等以上跨度的网架,其位于支承面内的弦杆受温度应力的影响是很大的,尤其是靠近支座处的杆件内力会增大很多。因此,网架结构一般都选择法向放松的约束条40件来释放温度应力。

文献[3]对双层柱面网壳结构,在边界法向固定和弹性两种约束条件下温度应力的计算结果作了比较,结果表明:无论采用哪一种边界条件,温度应力对网壳结构的拱向主要受力杆件的影响都很小,仅对与支座相联的杆件及边界附近的切向杆件的内力产生一定影响。这主要是因为:网壳结构的拱向弦杆并不在一个平面内,当杆件受温差影响而伸缩时,其节点可沿曲面的法向产生一定的弹性位移,使部分温度应力得以释放。