網(wǎng)架支座采用鉸接還是剛接是結構設計中的關鍵決策，直接影響整體受力性能和經(jīng)濟性，鉸接支座僅傳遞軸力和剪力，不傳遞彎矩，允許節(jié)點自由轉(zhuǎn)動，適用于對溫度變形敏感或需釋放彎矩的大跨度網(wǎng)架結構，能有效減少溫度應力，但可能降低結構剛度，剛接支座則傳遞軸力、剪力和彎矩，形成剛性連接，顯著增強結構整體性和抗側移能力，適用于對抗震或穩(wěn)定性要求較高的場合，但可能因約束過強導致局部應力集中。 ，選擇時需綜合考慮荷載類型、跨度、邊界條件及材料特性，大跨度網(wǎng)架常優(yōu)先采用鉸接以釋放溫度應力，而高層或多層網(wǎng)架可能需剛接以提高抗側剛度，混合使用兩種支座（如周邊剛接、內(nèi)部鉸接）可平衡性能與經(jīng)濟性，設計規(guī)范（如《空間網(wǎng)格結構技術規(guī)程》）對支座形式有具體規(guī)定，需結合計算分析和工程經(jīng)驗綜合判斷，確保結構安全、合理且經(jīng)濟高效。

在空間網(wǎng)架結構的設計與施工中,支座連接方式的選擇至關重要，直接影響結構的受力性能、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，網(wǎng)架支座的連接方式主要分為鉸接和剛接兩種，它們各自具有不同的力學特性和適用場景，本文將從力學原理、工程應用、優(yōu)缺點對比等方面，深入探討網(wǎng)架支座選擇鉸接還是剛接的問題，幫助工程師在設計時做出更合理的決策。

鉸接支座與剛接支座的基本概念

1 鉸接支座（Pin Support）

鉸接支座允許結構在支座處發(fā)生轉(zhuǎn)動,但不限制平動位移，在力學模型中，鉸接支座通常簡化為僅傳遞力而不傳遞彎矩的連接方式，其特點是：

• 自由度：允許繞支座軸旋轉(zhuǎn)，限制平動位移（如豎向和水平位移）。
• 受力特點：僅承受軸力、剪力，不承受彎矩。
• 典型應用：常用于桁架結構、輕型網(wǎng)架、臨時支撐等。

2 剛接支座（Fixed Support）

剛接支座不僅限制平動位移,還限制轉(zhuǎn)動，能夠傳遞彎矩，在力學模型中，剛接支座被視為完全固定的連接方式，其特點是：

• 自由度：完全約束平動和轉(zhuǎn)動。
• 受力特點：能承受軸力、剪力及彎矩。
• 典型應用：適用于高層建筑、大跨度空間結構、抗震要求高的工程。

力學性能對比

1 受力分析

• 鉸接支座：由于不傳遞彎矩，網(wǎng)架在荷載作用下主要依靠桿件軸向受力，結構整體變形較大，但內(nèi)力分布較為均勻。
• 剛接支座：能夠傳遞彎矩，結構整體剛度較高，變形較小，但支座處可能產(chǎn)生較大的應力集中。

2 穩(wěn)定性影響

• 鉸接支座：由于允許轉(zhuǎn)動，結構在受壓時可能發(fā)生屈曲，需額外設置支撐或增加桿件截面以提高穩(wěn)定性。
• 剛接支座：由于約束轉(zhuǎn)動，整體穩(wěn)定性較好，但支座處的剛度要求較高，否則可能因局部應力過大導致破壞。

3 抗震性能

• 鉸接支座：在地震作用下，鉸接結構能通過轉(zhuǎn)動釋放部分能量，減少地震力的傳遞，但可能因變形過大影響使用功能。
• 剛接支座：剛度大，地震力傳遞直接，需通過合理設計確保支座和主體結構的抗震能力。

工程應用場景

1 適合采用鉸接支座的場景

1. 輕型網(wǎng)架結構：如體育場館、展覽館等，荷載較小，對變形要求不高。
2. 溫度變化較大的環(huán)境：鉸接允許結構自由伸縮，減少溫度應力。
3. 施工臨時支撐：便于安裝和拆卸，減少施工難度。

2 適合采用剛接支座的場景

1. 大跨度空間結構：如機場航站樓、高鐵站等，需要較高的剛度和穩(wěn)定性。
2. 高層建筑連接節(jié)點：確保整體結構的剛度和抗震性能。
3. 重載工業(yè)廠房：承受較大動荷載時，剛接能有效減少振動和變形。

優(yōu)缺點對比

實際工程案例分析

1 案例1：某體育場館網(wǎng)架（鉸接支座）

某體育館采用螺栓球節(jié)點網(wǎng)架,支座采用鉸接設計，由于荷載較小且跨度適中，鉸接支座有效降低了溫度應力的影響，施工便捷，整體經(jīng)濟性較好。

2 案例2：某機場航站樓（剛接支座）

某機場航站樓采用剛接支座設計,確保大跨度屋蓋的穩(wěn)定性，由于航站樓需承受風荷載和地震作用，剛接支座提供了足夠的剛度和抗震能力，但支座節(jié)點設計復雜，造價較高。

如何選擇合適的支座連接方式？

在實際工程中,選擇鉸接還是剛接需綜合考慮以下因素：

1. 結構形式：大跨度、高層建筑傾向于剛接，輕型結構適合鉸接。
2. 荷載類型：動荷載（如風、地震）較多時，剛接更優(yōu)；靜荷載為主時，鉸接可能更經(jīng)濟。
3. 施工條件：鉸接施工簡便，剛接需更高精度。
4. 經(jīng)濟性：鉸接成本低，剛接需額外加強節(jié)點設計。

網(wǎng)架支座選擇鉸接還是剛接,沒有絕對的優(yōu)劣之分，關鍵在于根據(jù)工程需求合理選擇，鉸接支座適用于輕型、溫度敏感或施工便捷性要求高的結構，而剛接支座更適合大跨度、重載及抗震要求嚴格的工程，工程師應在設計階段綜合考慮力學性能、施工難度和經(jīng)濟性，確保結構安全可靠的同時優(yōu)化成本。