球形抗震支座

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随着钢结构在建筑行业的广泛应用和新型结构体系的不断出现，结构中构件与构件之间的连接方式也日趋复杂，尤其是在网架、网壳等与下部结构的结合处的支座节点.支座节点构造的好坏对结构的传力性能、制作安装、工程进度及工程造价都有很大影响，因此寻找受力合理、施工简便、造价低的节点形式已成为现实问题.在一些特殊结构中，由于温度荷载的影响已经对支座提出了抗拉的设计要求，而目前已经公开的建筑用盆式支座、球型式支座等承受拉力和剪力的能力均较低，不易现场安装，因此有必要开展大吨位铸钢万向铰支座的研究工作

1工程概况北京奥运会老山自行车馆屋盖采用双层球面网壳结构。网壳通过环形桁架支承于倾斜人字形钢柱上，球形抗震支座，环形桁架由4根环梁通过腹杆连接而成。该馆屋盖双层球面网壳以四角锥网格为主，径向网格32个，外圈环向网格96个，向内经多次收格使网格大小均匀。网壳杆件采用圆钢管截面，节点为焊接空心球节点。4根环梁采用圆钢管截面。人字形钢柱下部设置铸钢球铰支座。该节点确保了人字形柱在柱脚的转动能力，从而使该节点处仅传递轴向力，优化了混凝土承台的受力情况。网壳矢跨比较小，在竖向荷载作用下将产生较大的水平推力。该水平推力主要由截面较大的环梁承受，通过人字形柱脚处设置铸钢球铰支座使人字形钢柱仅承受轴向力，从而改善了柱脚处混凝土基础的受力情况。分析表明铰接连接保证结构可以自由的变形，温度变化时结构可以发生较大的温度变形，而产生很小的温度应力。2铸钢球铰支座节点有限元分析2.1节点构造及控制工况铸钢球铰支座的支承垫(铸钢件3)基本形状为一圆锥台，其上挖出两个球窝，球窝半径比凸球半径大5 mm，以满足安装偏差要求。外盖(铸钢件1、铸钢件2)与铸钢件3之间通过螺钉连接，外盖承受支座拉力并将反力传给支承垫。

连廊本身的刚度较弱时，即使做成刚性连接，它也不能起到协调两塔楼变形的作用，这时应当考虑做成滑动连接的形式。滑动连接可以是连廊一端与塔楼铰接，一端滑动连接，也可以两端均做成滑动支座。采用这种连接方式，连廊的受力将会比较小，但是这时连廊已经不能再协调塔楼间的共同工作，塔楼和连廊均单独受力，整个连廊结构仅仅是形式上的“连廊结构”。因为滑动端在荷载作用下会有一定的滑移量，所以滑动支座在设计时有个重要问题就是要设限复位装置，并提供预计滑移量，防止连廊的滑落或与塔楼发生碰撞而造成结构的破坏。因此这种连接方式一般用于连廊位置较低、跨度较小的情况。