网架结构是一种常见的钢结构形式，广泛应用于大跨度建筑中。其计算方法主要包括以下步骤：确定网架的几何参数和荷载条件；根据这些参数和条件建立网架结构的有限元模型；通过求解这个有限元模型来得到网架的应力、变形和位移等性能指标；根据这些性能指标对网架结构进行评估和优化。在这个过程中，需要使用到多种数学和物理方法，如有限元法、优化算法等。
网架结构计算方法
网架结构的计算方法涉及多个方面，包括荷载计算、内力计算、位移计算以及不同类型的计算方法。以下是几种常用的计算方法及其特点：
1. 一般计算原则
- 荷载计算：网架结构应进行在外荷载作用下的内力、位移计算，并应根据具体情况，对地震、温度变化、支座沉降及施工安装荷载等作用下的内力、位移进行计算。
- 荷载组合：
- 非抗震设计：荷载及荷载效应组合应按国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009-2001进行计算。
- 抗震设计：荷载及荷载效应组合应按国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011-2001进行计算。
- 计算假设：网架结构的内力和位移可按弹性阶段进行计算。
2. 空间桁架位移法
- 适用范围：适用于各种类型、各种平面形状、不同边界条件的网架，静力荷载、地震作用、温度应力等工况均可计算。
- 计算原理：网架节点的三个线位移为未知量，所有杆件为承受轴向力的铰接杆系有限元法，并利用电子计算机进行内力分析和位移计算。
- 对称性利用：当网架结构和外荷载有n个对称面时，可利用对称条件只需分析1/2n网架。
- 约束条件：在对称荷载作用下，对称面内网架节点的反对称位移应取为零。
- 截面调整：网架杆件截面可先根据经验或参照已建工程或由简化计算方法估算确定，计算后应按内力重新设计调整截面，并进行重分析，重分析次数宜取3-4次。
3. 交叉梁系差分法
- 适用范围：用于跨度在40m以下的由平面桁架系组成的网架或正放四角锥网架的计算。
- 计算原理：将网架简化为相应的交叉梁系，用差分法进行内力、位移计算。
- 公式：
- 弯矩：
- 内力：
- 竖向平衡条件： 由上弦节点（或下弦节点）的竖向平衡条件确定。
4. 拟夹层板法
- 适用范围：用于跨度在40m以下，由平面桁架系或角锥体组成的网架计算。
- 计算原理：将网架简化为正交异性或各向同性的平板，按拟夹层板法进行内力、位移计算。
- 公式：
- 弯矩：
- 挠度：
