球型钢支座在建筑结构中的应用－20110705.pdfVIP

型钢支座在建筑结构中的应用 1) 2) 卫星 ，汪洋 (1.同济大学结构工程与防灾研究所，同济大学，上海 200092； 2.上海路博橡胶减振器技术有限公司，上海 201401 ） 摘要：球型钢支座在我国目前大跨空间钢结构中得到了广泛应用。本文对球型钢支座的构造、 工作原理、类型及选用、设计依据、有限元分析、安装维护、工程应用等进行了概述和讨论， 为球型钢支座的设计和应用提供参考。 关键词：支座；球型支座；有限元分析；大跨结构；钢结构 Application and Types of Spherical Bearings in Building Structures SHI Weixing1)，WANG Yang2) (1.Tongji University, Shanghai 200092, China ； 2.Shanghai RB Rubber Isolator Technology Co., Ltd., Shanghai 201401, China ） Abstract: Spherical bearings as connection devices are widely used in large span spatial steel structures. Main aspects of spherical bearings were summarized and discussed, such as configuration, working principle, types and adoption, design basis, finite element analysis, installation and maintenance, proj ect application of spherical bearings. Furthermore, reference for design and adoption of spherical bearings could be provided. Keywords: Bearing; spherical bearing; finite element analysis; long-span structure; steel structure 1 引言 支座是连接上部结构和下部结构的重要构件，起到将上部结构的反力可靠地传递下部结 构，并协调或释放上部结构的变形 （变形和转角），从而使整个结构的受力情况与理论计算 图式相符合。目前在建筑结构工程中广泛使用的支座类型主要有球型钢支座和橡胶支座。球 型钢支座 （QZ ）是近些年来在大跨空间结构中被广泛采用的一类支座形式，其具有传力可 靠、转动灵活、承载力高、允许位移量大的优点，能够满足支座大转角的设计要求。本文对 球型钢支座的构造、工作原理、主要特点、类型及选用、设计及有限元分析、安装维护及工 程应用等进行了概述和讨论。 2 构造及工作原理 球型钢支座主要由上支座板、不锈钢板、平面滑板、球冠板、球面滑板、下支座板及临 时限位装置等构成。该类支座主要通过平面不锈钢板和聚四氟乙烯板来实现支座的水平滑 移，通过球冠板和球面滑板来实现支座的转动，从而实现固 或滑动铰支座的功能，其主要 有以下特点： 1.通过球面传力，不会出现力的颈缩现象，作用在下部钢结构或钢筋混凝土结构上的反 力比较均匀。 2.选用具有优良耐磨性能的聚四氟乙烯滑板 （特氟龙滑板）或改性超高分子量乙烯滑板 与不锈钢板或镀硬铬钢板为摩擦副，通过摩擦副之间的相对滑动来实现支座的转动和水平滑 动功能，转动力矩小，且转动力矩与支座转角无关，特别适用于大转角的要求，设计转角可 作者简介： 卫星(1962-)，男，工学博士，教授，博导。主要从事工程抗震、隔震及结构健康监测研究。 收稿日期： 到0.05rad 以上。 3.支座具备各向一致的转动能力，并且可以根据实际工程需要，将支座设计成固 支座、 单向滑动支座、双向滑动支座等。 3.支座选用的聚四氟乙烯滑板或改性超高分子量乙烯滑板具有较大的设计容许压应力， 能较好地提高支座的竖向承载能力，有利于进一步减小支座构造尺寸，节约工程造价。