網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以其宏大的跨度、優(yōu)美的造型和卓越的受力性能，成為體育場館、航站樓、會展中心等大型公共建筑的“鋼鐵骨架”。然而，在這恢弘的建筑之美背后，是精確到毫厘的力學計算在支撐。其中，荷載分析與計算模型是整個網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設計的核心與前提，直接決定了結(jié)構(gòu)的安全、經(jīng)濟與可靠性。

　　一、 全面精確的荷載分析：識別所有“隱形之手”
　　荷載是施加在結(jié)構(gòu)上的各種外力，是結(jié)構(gòu)分析的根本依據(jù)。對于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其荷載分析尤為復雜，需系統(tǒng)性地考慮以下幾類：
　　1. ***荷載（恒載）： 指長期作用于結(jié)構(gòu)上的不變荷載。主要包括網(wǎng)架桿件、節(jié)點球的自重，以及覆蓋其上的屋面板、檁條、保溫層、燈具、馬道等所有附屬設施的重量。這部分荷載是計算的基礎(chǔ)，需準確統(tǒng)計。
　　2. 可變荷載（活載）： 指在結(jié)構(gòu)使用期間可能發(fā)生變化的各種荷載。
　　· 屋面活荷載： 如施工或檢修時的人員、設備重量。
　　· 雪荷載： 根據(jù)項目所在地的氣象條件，考慮積雪的平均重量、不均勻分布甚至雪堆效應，對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性構(gòu)成顯著影響。
　　· 風荷載： 對大跨度、輕質(zhì)屋面至關(guān)重要。它不僅產(chǎn)生向上的風吸力，也可能產(chǎn)生向下的風壓力，并且在不同區(qū)域分布極不均勻。需通過風洞試驗或規(guī)范規(guī)定，確定風壓的體型系數(shù)和高度變化系數(shù)。
　　· 溫度荷載： 由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)跨度大，季節(jié)更替和日照不均會引起結(jié)構(gòu)膨脹或收縮。當這種變形受到下部支承結(jié)構(gòu)的約束時，***會在桿件內(nèi)部產(chǎn)生巨大的溫度應力，必須在計算中予以考慮。
　　3. 偶然荷載： 如地震作用。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)自重輕，對地震力不敏感是其優(yōu)點，但仍需進行抗震分析，確保在罕遇地震下結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性，防止倒塌。

　　二、 科學高效的計算模型：從現(xiàn)實到數(shù)字的橋梁
　　在厘清所有荷載后，如何計算它們對復雜空間結(jié)構(gòu)的內(nèi)力效應？這依賴于科學的計算模型。現(xiàn)代網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分析主要采用以下模型：
　　1. 空間桁架位移法（矩陣位移法）： 這是當前主流的、也是***精確的分析方法。其基本假設是：
　　· 將每一根桿件視為僅承受軸向力（拉力或壓力）的二力桿。
　　· 節(jié)點假定為理想的鉸接節(jié)點，桿件可以繞節(jié)點自由轉(zhuǎn)動。
　　· 在此模型下，整個網(wǎng)架被離散化為一個由眾多桿件單元通過節(jié)點連接而成的空間體系。通過計算機建立整體剛度矩陣，引入荷載和邊界條件（支座約束），求解每個節(jié)點的位移，進而反算出所有桿件的內(nèi)力。
　　該模型能精確反映網(wǎng)架的主要受力特性，計算結(jié)果可靠，是大多數(shù)設計軟件（如MST、SAP2000、ANSYS等）的核心算法。
　　2. 簡化計算模型： 在初步設計或手算估算時，有時會采用一些簡化模型，如將雙層網(wǎng)架簡化為“擬板”或“交叉梁系”進行分析。但這些方法精度有限，現(xiàn)已基本被計算機輔助的矩陣位移法所取代。

　　三、 分析與模型的結(jié)合：賦能安全與經(jīng)濟的設計
　　荷載分析與計算模型的結(jié)合，使得設計師能夠：
　　· ***定位關(guān)鍵桿件： 通過計算，可以清晰地識別出受力***大的拉桿、壓桿以及可能失穩(wěn)的腹桿，從而對這些關(guān)鍵部位進行加強設計。
　　· 優(yōu)化結(jié)構(gòu)形態(tài)： 通過調(diào)整網(wǎng)格尺寸、結(jié)構(gòu)高度或桿件布置，并在模型中反復驗算，可以實現(xiàn)用***少的材料達到***優(yōu)的受力性能，實現(xiàn)經(jīng)濟性。
　　· 模擬極端工況： 計算機模型可以輕松模擬雪荷載不均勻分布、強風襲擊等極端情況，驗證結(jié)構(gòu)的安全儲備。