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《空间网格结构技术规程》(JGJ7-2010)中一些疑惑

这几天仔细学习了《空间网格结构技术规程》(JGJ7-2010),其中一些条文觉得有些疑惑,不妨在这里与大家讨论,共同学习。

(1)条文3.5.1:空间网格结构在恒荷载与活恒载标准值作用下的最大挠度值不宜超过表3.5.1中的容许挠度值。

这里“恒荷载与活恒载标准值”我的理解是指恒荷载与活荷载的标准组合。因为设计中一般是控制标准组合值作用下的位移。问题是空间网格结构仅控制“1.0恒+1.0活”作用下的挠度就够了吗?还是温度、风等其他荷载也要考虑?如果要考虑,控制指标取多少呢?而且条文4.1.1又讲“空间网格结构应进行重力荷载及风荷载作用下的位移、内力计算……”,就是说风荷载还是要控制位移的。所以我觉得条文3.5.1给的不够全面。

(2)条文4.1.4:分析网架结构和双层网壳结构时,可假定节点为铰接,杆件只承受轴向力;分析立体管桁架时,当杆件的节间长度与截面高度(或直径)之比不小于12(主管)和24(支管)是,也可假定节点为铰接;分析单层网壳时,应假定节点为刚接,杆件除承受轴向力外,还承受弯矩、扭矩、剪力等。条文4.1.9:……网架、双层网壳和立体桁架宜采用空间杆系有限元法进行计算;单层网壳应采用空间梁系有限元法进行计算;

这两条都是讲单元模型选取问题。个人认为这两条过于死板,也可以认为是不科学的。实际工程中究竟选用梁单元还是杆单元应该根据设计选用的构造而定,而不是简单的网架用杆单元网壳用梁单元那么简单。根据使用的不同节点构造,桁架也可能是刚接(用梁单元),也可能是铰接(比如腹杆有时候用连接板连接,应用杆单元)。而单层网壳结构传统概念上应用刚性节点(梁单元),但是近几年半刚性节点应用也挺多,就不能简单的用梁单元或是杆单元,而应在梁单元上释放某些自由度(也可以输入弹性刚度)。所以,规范一旦把单元选用问题定死、简单化,表面上方便了工程师使用,但是很有可能会误导大家,甚至因此导致工程事故的发生。

(3)条文4.3.2:网壳稳定性可按考虑几何非线性的有限元法进行计算,分析中可假定材料为弹性,也可考虑材料的弹塑性。条文4.3.4:当按弹性全过程分析、且为单层球面网壳、柱面网壳和椭圆抛物面网壳时,安全系数K可取4.2.

通过一些实际工程的稳定性分析来看,网壳结构的稳定性分析必须要考虑材料弹塑性。因为对于一些结构而言,材料塑性的影响是比较大的,而且不同的项目影响程度不一样,所以如果用弹性模型计算,很难准确的预测结构的实际稳定承载力,所以条文4.3.4中4.2的规定是很难应用的。而且个人认为4.2对于很多项目是偏小的。

备注:原文日期2011-8-26

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