1、第3章 網架結構的計算 第一節 一般計算原則 第3.1.1條 網架結構應進行在外荷載作用下的內力、位移計算， 并應根據具體情況，對地震、溫度變化、支座承降及施工安裝荷載等作用下的內力、位移進行計算。 對非抗震設計，荷載及荷載效應組合應按國家標準建筑結構荷載規范GBJ9-87進行計算，在截面及節點設計中，應按照荷載的基本組合確定內力計算值；在位移計算中應按照短期效應組合確定氣撓度。 對抗震設計，荷載及荷載效應組合應按國家標準建筑抗震設計規范GBJ11-89確定內力設計。 網架結構的內力和位移可按彈性階段進行計算。 第3.1.2條 網架結構的外荷載按靜力等效原則，將節點所轄區域 內的荷載集中作用在

2、該節點上。結構分析時可忽略節點剛度的影響，假定節點為鉸接，桿件只承受軸向力。當桿件上作用有局部荷載時，應另考慮受彎的影響。 第3.1.3條 網架結構根據跨度大小、網架類型及工程情況可分別 按下列規定選用不同方法進行內力、位移計算： 一、空間桁架位移法 適用于各種類型、各種支承條件的網架計算； 二、交叉梁系差分法 可用于跨度在40mm以下的由平面桁架系組成的網架或正放四角錐網架的計算； 三、擬夾層板法 可用于跨度在40mm以下的由平面桁架系或角錐體組成的網架計算； 四、假想彎矩法 可用于斜放四角錐網架、棋盤形四角錐網架的估算。 第3.1.4條 網架結構的支撐條件，可根據支撐結構的剛度、支 座節點

3、的構造情況，分別假定為二向可側移、一向可側移、無側移的鉸接支座或彈性支承。 第二節 空間桁架位移法的計算原則 第3.2.1條 空間桁架位移法是網架節點的三個線位移為未知量、 所有桿件為承受軸向力的鉸接桿系有限元法，并利用電子計算機進行內力分析和位移計算。 第3.2.2條 當網架結構和外荷載有n個對稱面時，可利用對稱 條件只需分析1/2n網架。在計算時，對稱面內各桿件的截面面積應取原截面面積的一半，n各對稱面交線上的中心豎桿，其截面面積應取原截面面積的1/2n；對稱面內節點荷載亦應按相同原則取值。 第3.2.3條 在對稱荷載作用下，對稱面內網架節點的反對稱 位移應取為零。在計算時應在相應方向予以

4、約束;與對稱面相交的桿件,作為結構分析的處理方法可將該交點作為一個節點并在三個方向予以約束;交叉腹桿或人字腹桿的交點位于對稱面時,亦應作為一個節點并在兩個水平方向予以約束。在反對稱荷載作用下，對稱面內網架節點的對稱位移應取為零。 第3.2.4條 網架桿件截面可先根據經驗或參照已建工程或由簡化計算方法估算確定，計算后應按內力重新設計調整截面，并進行重分析，重分析次數宜取3-4次。 第三節 簡化計算法 第3.3.1條 由平面桁架系組成的網架結構和正放四角錐網架結 構,經過慣性矩的折算,可簡化為相應的交叉梁系,用差分法進行內力、位移計算。梁的折算慣性矩I可按下式計算： I=AtAbh2/(At+Ab

5、) (3.3.1) 式中At、Ab-分別為網架上、下弦桿截面面積（截面面積不等時，在差分法計算中可分別取上、下弦桿截面面積的算術平均值）； h-網架高度。 第3.3.2條 由平面桁架系組成的網架，當采用交叉梁系差分法分 析時，其網架彎矩和桿件內力可按下列公式計算（圖3.3.2）： MA,X=EI(2A-A+1-A-1)/s2 (3.3.2-1) Nt=-MA+1,X/h (3.3.2-2) Nb=MA,X/h (3.3.2-3) Nc=(MA+1,X-MA,X)/（ssin） (3.3.2-4) 式中 -由荷載設計值引起的豎向撓度； h -網架高度； s -上，下弦桿長度； -斜腹桿與下弦平面

6、夾角。 Nv由上弦節點（或下弦節點）的豎向平衡條件確定。 圖3.3.2 平面桁架系網架的彎矩與桿件內力 第3.3.3條 由平面桁架系或角錐體組成的網架結構，可簡化為正交異性或各向同性的平板按擬夾層板法進行內力、位移計算。 第3.3.4條 對于兩相正交正放、正放四角錐、正放抽空四角錐等三種網架，當平面形狀為矩形、周邊簡支時，擬夾層板法的彎矩和撓度可按下列公式計算： Mx=(1.2Gk+1.4Qk)2 mx/10 (3.3.4-1) My=(1.2Gk+1.4Qk)L12my/10 (3.3.4-2) =(1.0Gk+1.0Qk)L14W/100D (3.3.4-3) 注：1.當網架用于樓層且活荷

7、載標準值不小于4kN/m2 時，公式(3.3.4-1)及(3.3.4-2)中Qk的系數應取1.3。 2.當網架上作用有二個以上可變荷載時，其荷載效應組合應按國家標準建筑結構荷載規范GBJ9-87確定。 式中 荷載的短期效應組合下的撓度； Gk網架的永久荷載標準值(kN/m2); Qk屋面或樓面的活荷載標準值(kN/m2); L1網架長向跨度； D網架的折算抗彎剛度，可按本規程附錄二確定； mx、my、W無量綱彎矩系數、撓度系數，可按本規程附錄三查取。 將擬夾層板彎矩換算成網架桿件內力的一般計算公式，以及擬夾層桿的折算抗彎剛度等物理常數可按本規程附錄二附表2.1-2.3確定。當上弦、下弦、斜桿、

8、豎桿等各類桿件截面面積不等時，可分別取其截面面積的算術平均值。 第四節 地震、溫度作用下的內力計算原則 第3.4.1條 在抗震設防烈度為6度或7度的地區，網架屋蓋結構 可不進行豎向抗震驗算。在抗震設防烈度為8度或9度的地區，網架屋蓋結構進行豎向抗震演算。 對于周邊支承網架屋蓋以及多點支承和周邊支承相結合的網架屋蓋，豎向地震作用標準值可按下式確定： FEvkl=vG1 (3.4.1) FEvkl作用在網架第i節點上豎向地震作用標準值； G1網架第i節點的重力荷載代表值，其中恒荷載取100%；雪荷載及屋面積灰荷載取50%；不考慮屋面活荷載； v豎向地震作用系數，按表3.4.1取值。 對于周邊支承的

9、網架，書箱地震作用效應可按本規程附錄四計 算。 對于懸挑長度較大的網架屋蓋結構以及用于樓層的網架結構，當設防烈度為8度或9度時，其豎向地震作用標準值可分別取該結構重力荷載代表值的10%或20%。計算重力荷載代表值時，對一般民用建筑可取樓層活荷載的50%。 對于平面復雜或重要的大跨度網架結構可采用振型分解反應譜法或時程分析法作專門的豎向抗震分析和驗算。 第3.4.2條 在抗震設防烈度為7度的地區，可不進行網架結構水 平抗震驗算。在抗震設防烈度為8度的地區，對于周邊支承的中小跨度網架可不進行水平抗震驗算；在抗震設防烈度為9度的地震區，對各種網架結構均應進行水平抗震驗算。水平地震作用下網架的內力，位

10、移可采用空間桁架位移法計算。 網架的支承結構應按有關規范的相應規定進行抗震驗算。 第3.4.3條 網架結構如符合下流條件之一者，可不考慮由于溫度 變化而引起的內力： 一、支座節點的構造允許網架側移時，其側移值應等于或大于式(3.4.4-1)的計算值； 二、當周邊支承的網架、且網架驗算方向跨度小于40m時，支承結構應為獨立柱或磚壁柱； 三、在單位力作用下、柱頂位移大于或等于下式的計算值： u=L（Et/0.038f-1)/2EAm (3.4.4-1) 如需考慮溫度變化而引起的網架內力，可采用空間桁架位移法或其他近似方法計算。 當網架支座節點構造沿邊界法向不能相對位移時，由溫度變化而引起的柱頂水平

11、力可按下列公式計算： Hc= tL/(L/EAm+2/Kc) (3.4.4-2) Kc=3EcIc/hc3 (3.4.4-3) 式中 Kc懸臂柱的水平剛度； Ec柱子材料彈性模量； Ic柱子截面慣性矩，當為框架柱時取等代柱的折算截面慣性矩； hc柱子高度； 網架材料的線脹系數； E網架材料的彈性模量； f鋼材的強度設計值； L網架在驗算方向的跨度； Am支承（上承或下承）平面弦桿截面積的算術平均值； 系數，支承平面弦桿為正交正放時=1.0,正交斜放時=2，三向時=2； t溫度差。 第五節 組合網架結構的計算原則 第3.5.1條 組合網架結構可按有限元法進行內力位移計算。分析 時應將組合網架的帶

12、肋平板離散成能承受軸力、面力和彎矩的梁元和板殼元，將腹干和下弦作為承受軸力的桿元，并應考慮兩種不同材料的材性。 第3.5.2條 組合網架結構也可采用空間桁架位移法作簡化計算。 分析時將組合網架的帶肋平板等代為僅能承受軸力的上弦，并與腹桿和下弦構成兩種不同材料的等代網架，按空間桁架位移法進行內力、位移計算。等代上弦截面及帶肋平板中內力可按本規程附錄五確定。第1節一般計算原則第1.1條 網架結構應進行在外荷載作用下的內力、位移計算，并應根據具體情況，對地震、溫度變化、支座沉降及施工安裝荷載等作用下的內力、位移進行計算。對非抗震設計，荷載及荷載效應組合應按國家標準建筑結構荷載規范GBJ 987進行計

13、算，在截面及節點設計中，應按照荷載的基本組合確定內力設計值；在位移計算中應按照短期效應組合確定其撓度。對抗震設計，荷載及荷載效應組合應按國家標準建筑抗震設計規范GBJ 1189確定內力設計值。網架結構的內力和位移可按彈性階段進行計算。第1.2條 網架結構的外荷載按靜力等效原則，將節點所轄區域內的荷載集中作用在該節點上。結構分析時可忽略節點剛度的影響，假定節點為鉸接，桿件只承受軸向力。當桿件上作用有局部荷載時，應另考慮受彎的影響。第1.3條 網架結構根據跨度大小、網架類型及工程情況可分別按下列規定選用不同方法進行內力、位移計算：一、空間桁架位移法 適用于各種類型、各種支承條件的網架計算；二、交叉梁系差分法 可用于跨度在40m以下的由平面桁架系組成的網架或正放四角錐網架的計算；三、擬夾層板法 可用于跨度在40m以下的由平面桁架系或角錐體組成的網架計算，此法可考慮剪切變形和剛度變化的影響；四、假想彎矩法 可用于斜放四角錐網架、棋盤形四角錐網架的估算。第1.4條 網架結構的支承條件，可根據支承結構的剛度、支座節點的構造情況，分別假定為二向可側移、一向可側移、無側移的鉸接支座或彈性支承。第2節簡化計算法第2.1條 由平面桁架系組成的網架結構和正放四角錐網架結構，經過慣性矩的折算，可簡化為相應的交叉梁系，用差分法進行內力、位移計算。梁的折算慣性矩I可按下式