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而對一般網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)而言,由于結(jié)構(gòu)自身所具有的拱(索)受力特性,其對下部支承結(jié)構(gòu)有必然的推(拉)趨勢,如果放松邊界的法向約束,結(jié)構(gòu)的支座節(jié)點會沿邊界法向產(chǎn)生較大的水平位移,網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)就喪失了殼體的受力特性,從承受薄膜力轉(zhuǎn)為承受彎曲力,這必然會削弱結(jié)構(gòu)的實際承載能力、降低結(jié)構(gòu)的整體剛度。嚴(yán)重時還會危及結(jié)構(gòu)的安全。因此,對于一般網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),沿邊界法向的約束是不可缺少的,當(dāng)然,沿邊界法向的支座水平推(拉)力也是必然存在的。
邊界水平支承剛度對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)受力性能的影響
支承剛度對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的影響也有不同之處。對于周邊支承的平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu),對支承剛度僅有一個定性的要求:邊界法向水平支承剛度越小越容易滿足計算假定。
對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的計算分析表明,網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一類對邊界條件較敏感的結(jié)構(gòu),邊界條件的細(xì)微變化將對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響。文獻(xiàn)[2]關(guān)于支座側(cè)向支承剛度對雙層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)受力特性的影響作了詳細(xì)的論述:隨著支承剛度的降低,桿件內(nèi)力將逐漸由上、下弦均受壓向上弦受壓、下弦受拉轉(zhuǎn)變,也就是說,結(jié)構(gòu)從承受薄膜力向承受彎曲力轉(zhuǎn)變;跨中撓度和支座側(cè)向位移均有所增加;而支座反力卻有所降低。
不少網(wǎng)架設(shè)計師喜歡將網(wǎng)架全部或部分支座水平位移約束釋放以簡化計算,但是網(wǎng)架支座水平位移約束釋放后,網(wǎng)架下部支承結(jié)構(gòu)水平力傳遞有可能會變的不合理。比如對于屋頂為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)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(wǎng)架支承柱就成了懸臂柱,此時網(wǎng)架起不到協(xié)調(diào)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(fā)生大變形,網(wǎng)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(dǎo)致網(wǎng)架整體偏離支承結(jié)構(gòu)而發(fā)生塌落破壞。所以網(wǎng)架支座選用何種形式應(yīng)從結(jié)構(gòu)整體受力合理來考慮,不能僅考慮網(wǎng)架計算簡化或者僅考慮網(wǎng)架自身安全。