進行網架結構的設計,首先必須深刻了解結構的工程概況。在工程概況應了解到的因素是多方面的,一般包括工程地質條件、結構跨度、網架下部結構、氣候條件等,這些因素通常是網架結構選型的依據(jù)。
結構選型包括選擇網架結構的類型、網格的尺寸、網架的厚度、支座位置及約束形式等內容。
確定了網架結構選型后,便可建立網架的有限元分析模型。一般網架結構的桿件在有限元中用桿單元來建立,節(jié)點簡化為鉸接連接。
網架結構的荷載目前可按照《建筑結構荷載規(guī)范》(GB 50009-2012)進行取值,設計荷載通常包括靜荷載、活荷載、風荷載、地震荷載、溫度作用,并應考慮各種可能的荷載工況組合。
對網架的力學性能進行分析,包括靜力性能和動力性能兩部分。首先進行靜力性能分析,驗算結構在各種荷載工況組合下是否有桿件超過許用應力,即強度條件。再驗算結構最大位移是否超過允許位移,即剛度條件。上述兩項條件滿足后,再進行動力性能分析,若不滿足應修改結構方案。
目前動力性能分析主要指網架構的抗震分析。常用的抗震分析方法有反應譜分析和動力時程分析兩種,計算得到結構的動應力和動位移,驗證是否滿足強度和剛度條件。
設計得到結構設計方案滿足了力學性能要求后,還要考慮實際施工時節(jié)點和支座等處的構造做法,使構造做法與理論分析模型盡量一致。最后進行出施工圖的工作。