¿Análisis de puntos clave en el diseño portante de una estructura reticular?
1. Estructura de soporte y método de soporte
En muchos proyectos actuales, las estructuras de rejilla (enrejados) generalmente son diseñadas por empresas profesionales de estructuras de acero en función de restricciones de límites presupuestas. entonces la reacción de soporte calculada a partir de ella actúa como una carga externa sobre la estructura de soporte inferior. Si la rejilla (cáscara reticulada) y la subestructura se calculan por separado, el método de restricción elástica se puede utilizar para simular el desplazamiento del soporte de la rejilla con respecto a la subestructura. Sin embargo, el desplazamiento del propio soporte causado por la deformación de la subestructura sí lo es. Es difícil estimar con precisión la estructura calculada. En algunos casos, la fuerza interna será bastante diferente de la situación real, lo que puede generar riesgos potenciales para la seguridad del proyecto. La subestructura puede ser columnas, vigas u otras formas estructurales. La rigidez no sólo está limitada, sino que la rigidez específica del proyecto puede variar ampliamente. Bajo este supuesto, la fuerza interna calculada de la varilla, la fuerza de reacción del soporte y la fuerza interna de la subestructura son definitivamente diferentes de las calculadas por el modelo mecánico que utiliza la rigidez del soporte de la rejilla como la rigidez real y la Las estructuras superior e inferior trabajan juntas. Además, los cálculos separados también separan el trabajo colaborativo de las estructuras superior e inferior, lo que hace que los cálculos de período y desplazamiento de las estructuras superior e inferior sean inexactos.
Normalmente, el soporte de la rejilla se puede dividir en tres métodos: soporte periférico, soporte puntual y el uso mixto de soporte puntual y soporte periférico. El arriostramiento periférico consiste en colocar los nodos periféricos de la armadura espacial en vigas o columnas, y el arriostramiento puntual consiste en colocar los soportes de la armadura espacial en vigas o columnas independientes a grandes intervalos, y las columnas no están conectadas a otras estructuras. Cuando la rejilla (rejilla) se coloca sobre una viga o columna, se puede considerar que la rigidez vertical de la viga y la columna es muy grande, y se ignoran la deformación vertical de la viga y la deformación axial de la columna. Por lo tanto, el desplazamiento vertical del soporte de la rejilla (cáscara reticular) es cero, y la deformación horizontal del soporte de la rejilla (cáscara reticular) debe considerar el trabajo de la subestructura. En la dirección radial del soporte de la rejilla de soporte periférica (cáscara reticular), la estructura de soporte inferior debe considerarse como la restricción elástica de la estructura de la rejilla (cáscara reticular), mientras que las condiciones de contorno del soporte de la rejilla de soporte puntual (cáscara reticular) deben Considere las restricciones elásticas direccionales horizontales X, Y. La rigidez elástica equivalente de la estructura de soporte se calcula de la siguiente manera:
1) La rigidez elástica equivalente de la columna de soporte en la dirección de desplazamiento horizontal es Kc=3EcIc/H3c, donde Hc es la altura de la columna; : momento de inercia de la sección de la columna.
2) La rigidez elástica equivalente de una viga simplemente apoyada con longitud L y soporte de rejilla a cierta distancia del extremo de la viga es Kb=3EbIbL/a2(L-a)2, donde A es el punto de acción a la distancia de la viga entre extremos; l: longitud de la viga; Ib: momento de inercia de la sección de la viga.
3) La rigidez del resorte equivalente de la almohadilla de goma soportada por la almohadilla de goma con una altura de soporte de Hp es Kp=GpAp/Hp, donde Ap: área de la almohadilla de goma Hp: altura de la almohadilla de goma; En proyectos reales, a menudo se agregan soportes elásticos con almohadillas de caucho en la parte superior de vigas o columnas, especialmente en rejillas espaciales de gran luz, para cumplir con los requisitos de deformación del estrés térmico. Esto requiere considerar la rigidez elástica de la viga o columna y el caucho. Almohadilla superposición de rigidez elástica. Cuando se superponen K1 y K2, la rigidez K superpuesta es: 1/k = 1/K65433. Hay k = 1/(1/k 1+1/k2).
2. Cojinete (nodo de soporte)
El área de conexión entre la estructura y la cimentación se simplifica en un soporte, que se puede dividir en cinco tipos según sus características de tensión: móvil soporte de bisagra (cojinete de rodillos), soporte de columna), soporte de bisagra fija, soporte direccional (soporte deslizante), soporte fijo (extremo) y soporte elástico (resorte). El soporte elástico produce el desplazamiento correspondiente mientras proporciona la fuerza de reacción. La relación entre la fuerza de reacción y el desplazamiento permanece sin cambios, lo que se denomina coeficiente de rigidez del soporte elástico. Los soportes elásticos pueden proporcionar restricciones de movimiento y de rotación. Cuando la rigidez del soporte es similar a la rigidez de la estructura, se debe simplificar a un soporte elástico. Cuando una determinada parte de la estructura se somete a una carga (como el estudio de la estabilidad estructural), sus partes adyacentes pueden considerarse como los soportes elásticos de esta parte. La rigidez de los soportes depende de la rigidez de las partes adyacentes (como. el puente atirantado del puente atirantado). El cable se simplifica a un soporte de resorte). Cuando la rigidez del rodamiento es mucho mayor o menor que la rigidez de esta parte, el rodamiento elástico se transforma en los primeros cuatro rodamientos ideales.
Las estructuras de rejilla generalmente se apoyan en estructuras de soporte inferiores, como la parte superior de las columnas o las vigas anulares. Los nodos de carga se refieren a los nodos de rejilla ubicados en la estructura de soporte. No sólo conecta las barras que se cruzan en los puntos de soporte de la rejilla, sino que también soporta toda la rejilla y transfiere la carga que actúa sobre la rejilla a la estructura de soporte subyacente. Por lo tanto, los nodos de carga son el vínculo entre la estructura de rejilla y la estructura de soporte inferior, y también son una parte importante de toda la estructura. Una junta de carga razonable debe tener una capacidad de carga clara, una transmisión de fuerza simple, seguridad y confiabilidad, una estructura simple y razonable, una fabricación fácil y una buena economía.
Los nodos de soporte de la estructura de rejilla deben poder transmitir de forma segura y fiable la fuerza de reacción del soporte, por lo que deben tener suficiente resistencia y rigidez. Bajo la acción de la carga vertical, los nodos de carga generalmente se comprimen. Sin embargo, en algunas rejillas espaciales inclinadas, los nodos de carga locales pueden soportar fuerza de tracción y, a veces, fuerza horizontal. Por lo tanto, durante el diseño, la estructura de los nodos de carga debe. ser consistente con las características de fuerza adecuadas.
Al mismo tiempo, la estructura de los nodos de soporte también debe intentar cumplir con los supuestos de cálculo y reflejar plenamente la intención del diseño. Dado que la estructura de la rejilla es un sistema de varillas estáticamente indeterminadas de alto orden, las condiciones de restricción de los nodos que soportan carga tienen una gran influencia en el desplazamiento de los nodos y la fuerza interna de las varillas. La diferencia entre la estructura y las restricciones de diseño conducirá directamente a cambios en la fuerza interna y la fuerza de reacción del soporte y, a veces, también provocará que cambie el signo de la fuerza interna de la varilla. Por lo tanto, el diseño de los nodos portantes de la red debería atraer suficiente atención. Que el diseño de la estructura de rejilla sea seguro y económico depende de si la estructura de soporte seleccionada, el tipo de carga y las condiciones límite son razonables. Por lo tanto, en el diseño específico, se debe evitar en la medida de lo posible analizar y diseñar la estructura de rejilla superior y el sistema de soporte inferior por separado, especialmente cuando el desplazamiento del soporte de rejilla con respecto a la estructura inferior es difícil de simular usando el elástico. Método de restricción, la estructura de soporte debe separarse Modele, calcule y analice junto con la estructura de cuadrícula superior para que los resultados del cálculo sean más realistas.
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