?万向滑动球铰支座钢梁的力学特性

万向滑动球铰支座在一个结构中铰的功能既要安全可靠地传递推力和剪力，又要允许自由转动。滑动球铰支座混凝土铰支座如果设计与制造合理，它就能够满足铰大的转角要求。铰除了在拱桥中采用外，在刚构桥和一般桥梁及房屋建筑中，尤其在大跨径单层刚构桥中也常被使用。建筑球铰支座成品采用球面接触，接触面积大，压强低，传力均匀，网架支座体积小弹性减振球型钢支座改变了普通盆式橡胶支座结构，

万向滑动球铰支座钢梁的力学特性

钢梁在其对称轴平面内的横向荷载作用下，一般只在该平面内产生弯矩、剪力和挠度。但是，由于钢梁的截面通常为高而窄的工字形或槽形，侧向抗弯刚度和抗扭刚度较小，还可能发生侧向弯曲扭转屈曲而丧失整体稳定[2]。对于组合梁而言，当腹板或翼缘相对较薄时，还可能在受压区发生局部失稳而***。滑动球铰支座因此，设计钢梁时须考虑并分别验算其弯应力与剪应力强度、挠度、整体稳定和局部稳定。

滑动球铰支座钢结构体系有着巨大的发展潜力和理想的发展前景，钢梁作为钢结构中的重要受力构件，其力学性能必将在今后的发展中更加完善、合理。

万向滑动球铰支座

焊接：对焊接焊缝的尺寸及形式等，规范有强制规定，应严格遵守，焊条的选用应和被连接金属材质适应。e43对应q235，e50对应q345，q235与q345连接时，应该选择低强度的e43，而不是e50。焊接设计中不得任意加大焊缝，焊缝的应尽量与被连接构件接近，其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定。球铰支座具备抗水平剪力的性能保证水平受力时不脱落,可万向转动,内部是球饺,故可万向转动。

抗拉球铰支座的设计要求

抗拉球铰支座在大跨度建筑结构中，除重力荷载、温度作用外，风荷载及水平作用往往起控制作用。因此屋盖支座处于复杂受力状态，在、风荷载及温度作用下可能承受很大的水平力，同时风荷载还可能引起很大的风吸力。

但现有的双向滑动球铰支座的抗拔力较弱，只能用在上拔力较小的结构部位。本文正是针对传统的单向滑移球形支座在抗拔性能方面的不足，设计出了一种新型抗拔单向滑移球形支座。采用ABAQUS软件验算该球形支座在设计荷载作用下的受力性能，进而考察其是否满足设计、使用要求。建筑球铰支座成品可适应任意方向的转角要求；减震支座具有良好的减震性能

滑动球铰支座主要由上滑板、上盖板、球芯、下支座组成。上滑板与上部结构相连，下支座与墩台相接，球芯是球形支座的核心部分。抗拔球形支座是在传统球形支座的基础上，为了提高垂直方向的拉拔力而设计的。支座除具备传统球形支座的基本结构外，上滑板下部设计为锯齿形凸起，上盖板上部设计为对应的锯齿形内凹，将上滑板与上盖板的相应锯齿对接，可以增大支座整体的抗拔性能。并且将上盖板的圆筒内壁加工成球面内壁，底座上凸缘外侧也加工成球面，使底座上凸缘外侧球面与上盖板圆筒内壁球面光滑接触，可以在水平力作用下实现支座转动。该抗拔球形支座尺寸、剖面分别如图1、图2所示。建筑球铰支座成品适用会展中心、文化展馆、高层建筑、工业建筑、钢结构工程、连廊工程、幕墙及屋面、天桥、钢构桥梁、收费站、球幕网壳钢结构工程、游泳馆、火车站、高速公路、铁路、高架桥、立交桥、人行天桥等

抗拉力球铰支座的的抗剪力设计

抗拉力球铰支座在拉力和剪力共同作用下，新型抗拔支座的上滑板和上盖板接触，上盖板的凸缘处与下支座板凸缘处接触，支座整体应力为315 MPa，位于上滑板的楔形部位，而上盖板的楔形部位应力为151.7 MPa，因为在拉力和剪力作用下，上滑板和上盖板通过楔形部件相互咬合在一起，所以受力较大，容易产生应力集中现象，应力分布不均。支座的应力为229.8 MPa，位于支座的4个凸缘处，该处也是在拉力和剪力作用下受力部位。抗震铰支座按使用形式分为单向滑动（DX）、双向滑动（SX）和固定型（GD）三种，具体使用什么类型的支座还需要根据实际工程需要来选择。

抗拉力球铰支座将该新型支座和传统支座在拉剪作用下进行了各部分应力随加载时间变化的对比，如图17所示。可以看出：在拉剪作用下，新型抗拔支座和传统球形支座上滑板的应力比较接近，在120 MPa左右，而上盖板和支座板处的应力相差较大，所以该新型抗拔支座上滑板与上盖板采用楔形连接的方式，可降低拉力向支座板处的传递，从而达到了减小应力的作用。抗拉拔球铰支座具有能够减轻因震力、横向摇摆力、横向风力等产生的竖向拉力和横向剪切等作用。

抗拉力球铰支座钢结构抗震性能高，又没有污染，绿色、环保、可持续发展，用了100年以后拆下来还可以再用，这些得到了全世界认可。

   汶川的时候，光四川已经用了60万套钢结构板房，现在钢结构板房正在腾空，腾空以后怎么办？滑动球形支座成品出厂在焊接时，应将滑动板暂取掉，待焊完后才垫入。关键是怎么回收，怎么利用，我们可能作为战略物资储存，板房要拆的好可以用，拆的不好就不能用了。再一个拆下来的板房怎么改装成现在的建筑，宝钢已经试点了，作为新农村的小康住宅，得到了农民和城市周边老百姓的欢迎。

减震球铰支座的使用寿命长

减震球铰支座具有竖向承载、竖向转动和单一方向滑移及抗震的功能。结构包括：上支座板、不锈钢板、平面四氟板、中间球面板、球面四氟板、中间体、平面四氟板、不锈钢板、滑动板、平面四氟板、不锈钢板、下支座板。

减震球铰支座经常用于大跨度体育馆、会展中心、大剧院、建筑连廊结构等地方，滑动球铰支座系列主体为整块钢板制成，质量较普通拼接钢板好，使用寿命长。

此次支座要求的力学参数：竖向抗压承载力2500kN,竖向抗拔承载力为500kN；水平抗剪承载力为600kN；

支座总高度H=240mm;支座顶板尺寸不小于550mmx550mm；支座底板尺寸不大于650mmx650mm，

减震球铰支座成品满足承受大空间巨大上部荷载和变形的要求,通过计算校核,有限元分析和试验检测球型钢支座的受力及其变形情况,单双向滑动铰支座成功的在陕西奥体中心工程中应用。