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球鉸支座由上、下支座板、不銹鋼板、中間球冠襯板、平面聚四氟乙烯滑板，球面聚四氟乙烯滑板等組成。球型支座通過球冠襯板與球面聚四氟乙烯板之間的滑動完成支點的轉(zhuǎn)動過程，因而有轉(zhuǎn)動靈活，適用轉(zhuǎn)角等優(yōu)點，可以釋放鋼結(jié)構(gòu)卸載時應(yīng)力、溫度變形應(yīng)力。

 球型鉸支座與其他鉸支座相比有如下特點：

1球型支座通過球面?zhèn)髁Γ怀霈F(xiàn)力的縮頸現(xiàn)象，作用在預(yù)埋件上的反力比較均勻

2球型支座通過球面聚四氟乙烯板的滑動來實現(xiàn)支座的轉(zhuǎn)動過程，轉(zhuǎn)動力矩小，而且轉(zhuǎn)動力矩只與支座球面半徑及四氟板摩擦系數(shù)有關(guān)，與支座轉(zhuǎn)角大小無關(guān)，因此特別適用于大跨度鋼結(jié)構(gòu)的使用要求。

3球型支座各向轉(zhuǎn)動性能一致，適用于跨度大、鋼結(jié)構(gòu)空間雙曲等不規(guī)則結(jié)構(gòu)致使各方向均有

轉(zhuǎn)角變位的結(jié)構(gòu)支承。  

4球型支座不用橡膠承壓，不存在橡膠老化對支座轉(zhuǎn)動性能的影響，特別適用于低溫地區(qū)。球型支座在傳遞結(jié)構(gòu)荷載過程中不受橡膠允許承壓的制約，與盆式支座相比，其單位面積承載能力大，支座體積小，可減小支座底面積。

對于任意曲面的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),由于桿件不在一個平面內(nèi),則溫度應(yīng)力總可通過節(jié)點在曲面法向的彈性位移得以發(fā)散。因此,邊界法向的約束條件與釋放整個網(wǎng)殼的溫度應(yīng)力關(guān)系不大,僅對與支座直接相聯(lián)的桿件有影響。

而沿邊界切向固定的約束條件,對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)邊界附近縱向(或切向)的桿件在溫差影響下的伸縮有一定的制約作用。當(dāng)邊界較長時,宜沿邊界切向設(shè)置彈性支承以釋放該方向的溫度應(yīng)力

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的支座型式

11邊界支承剛度對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)支座選型的影響

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的邊界支承剛度取決于下部結(jié)構(gòu)的剛度和支座節(jié)點的自身剛度,根據(jù)文獻[4]的論述,以上兩者的組合剛度。

1工程概況北京奧運會老山自行車館屋蓋采用雙層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。網(wǎng)殼通過環(huán)形桁架支承于傾斜人字形鋼柱上,環(huán)形桁架由4根環(huán)梁通過腹桿連接而成。該館屋蓋雙層球面網(wǎng)殼以四角錐網(wǎng)格為主,徑向網(wǎng)格32個,外圈環(huán)向網(wǎng)格96個,向內(nèi)經(jīng)多次收格使網(wǎng)格大小均勻。網(wǎng)殼桿件采用圓鋼管截面,節(jié)點為焊接空心球節(jié)點。4根環(huán)梁采用圓鋼管截面。人字形鋼柱下部設(shè)置鑄鋼球鉸支座。該節(jié)點確保了人字形柱在柱腳的轉(zhuǎn)動能力,從而使該節(jié)點處僅傳遞軸向力,優(yōu)化了混凝土承臺的受力情況。網(wǎng)殼矢跨比較小,在豎向荷載作用下將產(chǎn)生較大的水平推力。該水平推力主要由截面較大的環(huán)梁承受,通過人字形柱腳處設(shè)置鑄鋼球鉸支座使人字形鋼柱僅承受軸向力,從而改善了柱腳處混凝土基礎(chǔ)的受力情況。分析表明鉸接連接保證結(jié)構(gòu)可以自由的變形,溫度變化時結(jié)構(gòu)可以發(fā)生較大的溫度變形,而產(chǎn)生很小的溫度應(yīng)力。2鑄鋼球鉸支座節(jié)點有限元分析2.1節(jié)點構(gòu)造及控制工況鑄鋼球鉸支座的支承墊(鑄鋼件3)基本形狀為一圓錐臺,其上挖出兩個球窩,球窩半徑比凸球半徑大5 mm,以滿足安裝偏差要求。外蓋(鑄鋼件1、鑄鋼件2)與鑄鋼件3之間通過螺釘連接,外蓋承受支座拉力并將反力傳給支承墊。