冯哲鸣

1.概述

1.1 网架计算软件介绍

空间结构在外形上属于三维空间形体，在受力形式上需三向共同承担荷载作用[1]。目前，国内诸多高校和科研设计院也研制了有各自特色的网架计算软件，其中3D3S 钢结构设计软件是同济大学独立开发的CAD 软件系列；MSTCAD 为浙江大学空间结构研究中心研究开发，并经过多项工程实际应用的考验空间结构设计的软件；MIDAS 是一种有关结构设计的有限元分析软件。本文通过对这三个不同软件的建模数据进行计算，并分析对比不同软件的计算结果。

1.2 网架结构形式

网架有许多种形式，较为常用的网架结构形式可分为四种。

（1）由平面桁架系组成的两向正交正放网架、两向正交斜放网架、单向折现型网架。

（2）由四角锥体组成的正放四角锥网架、斜放四角锥网架等。

（3）由三角锥体组成的三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝型三角锥网架。

（4）由六角锥体组成的网架结构[2]。

本文以跨度45m 的正交正放四角锥网架为例，通过3D3S 建模，分别导入MSTCAD 和MIDAS 并调整模型与3D3S 一致，在3D3S、MSTCAD、MIDAS 中进行分析得到计算结果，然后分别对各个节点的轴力、位移，地震周期和振型，支座反力等计算数据进行对比。

2.计算模型

结构计算模型为两向正交网架，计算跨度均为45m，上下弦杆长均为3m，采用上弦支撑，钢材为Q235B，弹性模量为2.06×105N/mm2，容重为7.697×105N/mm2,泊松比为0.3，截面为空心圆管，网架的支撑条件为固定铰接，即Dx，y，z=1，Rx，y，z=0，网架面荷载为0.5KN/mm2恒荷载，0.5KN/mm2活荷载。

计算模型中考虑的工况为恒、活荷载以及地震作用，由于雪荷载相对活荷载较小，本课题不考虑雪荷载，仅考虑风荷载，同时也不考虑由温度工况引起的变化，网架模型下图1。……