三层网架的静动力分析

三层网架是双层网架的有机组合，是空间结构领域的又一重要开拓。由于三层网架结构具有整体刚度大，内力分布均匀，经济技术指标好，所有杆件尺寸短小，制作运输安装方便等优点，促使它在大跨度空间结构中的应用日益广泛。对于形式更加丰富的三层网架，有必要对其静力及动力特性方面的问题进行深入细致的研究。本文采用铰接杆系计算模型，对几种形式的三层网架进行了结构静、动力特性分析和竖向地震响应分析。利用空间桁架位移法、修改的满应力法、子空间迭代法、振型迭加反应谱法编制了三层网架的静动力分析程序。利用该程序，对两种形式新颖的三层网架——斜搁四角锥三层网架和斜搁抽空四角锥三层网架进行了计算分析，并与通常采用的斜放四角锥三层网架、正放四角锥三层网架、正放抽空四角锥三层网架进行了比较。结果表明：斜搁四角锥三层网架、斜放四角锥三层网架和斜搁抽空四角锥三层网架与正放四角锥三层网架和正放抽空四角锥三层网架相比，杆件受力更均匀、杆件内力峰值降低，具有更好的经济技术指标和更好的抗震性能。此外，本文还对上述五种形式的三层网架及相应形式双层网架的经济技术指标进行了对比，结果表明：在大、中跨度中应用三层网架比双层网架的杆件内力分布更为均匀，内力峰值减小，经济效益明显提高。基于上述分析，最后提出了三层网架的一些设计建议及有待于进一步解决的问题。