在网架(网壳)结构设计中,下部支承结构、支座型式及边界条件的选定,对网架(网壳)结构的稳定性、杆件内力、支座反力、节点位移、用钢量等至关重要。在实际设计中通过把网架和下部结构连成一体整体分析计算,选择合理的下部支承结构及支座型式,以期使网架(网壳)结构设计更、经济、合理。在各类空间结构中,刚性体系中的网架 ( 网 壳)结构作为一种高次超静定空间杆系结构,由于其受力性能好(理论上杆件只受轴力作用)、刚度大、整体性及抗震性能好、承载力强、受支座不均匀沉降影响小、适应性强,而计算理论的日益完善以及计算机技术飞速发展,使得对任何极其复杂的三维结构的分析与设计成为可能,因此网架(网壳)结构被广泛应用于工业与民用建筑领域中。但网架(网壳)结构如果其支承结构、支座型式及边界条件设计不合理会对网架(网壳)结构的性和经济性造成重要影响。
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另外,分开计算还割裂了上下部结构的协同工作,使得上、下部结构的周期和位移计算均不准确。通常网架的支承可以分为周边支承、点支承以及点支承与周边支承混合使用三种方式,周边支承是将网架周边节点搁置在梁或柱上,点支承则是将网架支座以较大的间距搁置于独立梁或柱上,柱子与其他结构无联系。网架(网壳)搁置在梁或柱上时,可以认为梁和柱的竖向刚度很大,忽略梁的竖向变形和柱子轴向变形,因此网架(网壳)支座竖向位移为零,网架(网壳)支座水平变形应考虑下部结构共同工作。在周边支承网架(网壳)支座的径向应将下部支承结构作为网架(网壳)结构的弹性约束,而点支承网架(网壳)支座的边界条件应考虑水平X和Y两个方向的弹性约束。
1)无侧移铰接支座,支承节点在竖向,边界线切线和法向都无位移。2)单向可侧移支座,竖向和边界切线方向位移为零,而边界法向为自由。 3)双向可侧移的铰接支座,只有竖向位移为零,两个水平方向都为自由。 4)在网架的四角处,至少一个角上的支座必须是无侧移的,相邻的两角可以是单向可侧移的,相对的角可以是双向可侧移的。这种做法既防止网架的刚体移动,又提供了不少于6根的约束链杆数。在工程实践中,如果温度应力不大,也可考虑四角都用无侧移铰支座。5)当网架支承在独立柱上时,由于它的弯曲刚度不是很大,在采用无侧移铰支座时除竖向仍然看作无位移外,两个水平方向应看成弹性支承,支承的弹簧刚度由悬臂柱的挠度公式得出:cIcy/H3Kcy=3EcIcx/H3式中Ec——支承柱的材料弹性模量;Icy、Icx——分别为支承柱绕截面y、x轴的截面惯性矩;H——支承悬臂柱长度。