5.支座的传力路径
外力——上座板——不锈钢板——平面四氟板——球芯——球面四氟板——底座。
6.水平剪力传力路径:
外力——上座板——底座。
7.设计计算
计算思路:
设计计算首先对支座在给定的单一力学状态(即压、剪)下分别进行强度计算;然后对支座进行折算应力强度计算。
从剪力传力路径可以看出,水平力在支座内是支座上支座板与支座底座相互作用,计算受剪时作用面压应力和上支座板外圆筒臂折算应力,同时计算下座板弯曲应力和焊缝。
支座的构造是多种多样的,桁架QZ球型钢支座,其具体情况也是比较复杂的,只有加以简化,归纳成几个类型,才便于分析计算。建筑结构的支座通常分为固定铰支座,滑移支座,固定(端)支座和辊轴支座四类,滑移支座:垂直方向不能移动,可以转动,可以沿水平方向移动。固定铰支座:可以转动,水平、垂直方向不能移动。固定(端)支座;辊轴支座。成品抗震球铰支座一般钢结构球铰支座,是在球型支座的基础上逐渐升华的产物。它们可以满足桥梁、修建,尤其是钢结构工程对节点支座功能需求。KBQZ系列一般形抗拔球铰支座分为固定型,单向位移型和双向位移型三种形式。球铰支座是水平作业方位支座,在作业过程中,顶板位移箱和底板位移箱水平放置,其效果是铰接上下构件。
抗震球型钢支座总长差不多一里地的大屋顶由高低不同的四栋建筑物支承,在温度、风荷作用之下如何协调,是审查提出的问题。在解答这个问题之前,先交代抗震与抗风的矛盾是如何考虑的。认为抗震重要的一派人要求分三条缝,将大屋顶分为四块,每栋建筑物支顶一块,再用建筑手段将其连成整体,这样就只有建筑物与各自支顶的那一部分大屋顶之间的协调而不需要考虑各栋建筑物的横向协调,依抗震有利。抗震球型钢支座有一位主震派的日籍华人花了一个多月时间做了一个预应力钢桁架方案,各自以方塔、圆塔为中心,四周悬挑。主张抗风为主的一派反对这样做,理由是震不常有,台风年年有,QZ球型钢支座,每栋建筑物支顶一部分,四周都悬挑,在风荷作用下,四周不规则的摆动摆幅都很大(计算悬挑挠度约300mm),抗震球型钢支座用建筑手段根本无法处理。主风派后获胜,成品抗震球型钢支座QZ,只分两条缝而且将缝设在东西两翼低层建筑内部,这样,正面来风产生的巨大吸力,由东西两翼及中部方塔、圆塔四栋建筑物共同抵御,抗风能力显然比各自悬挑方案好得多。这样分缝后,中间一块很大而且横跨四栋建筑物,变形协调问题就是主要矛盾。要解决这个矛盾,只有从支座的设计上找出路。我们设想过橡胶支座、辊轴支座等多种方案,都不理想。后来打听到北方交大徐国彬支座─万向球形钢支座,该支座承载力可大可小,大可大到几千吨,小可小到几十吨,既可承受轴力又可承受拔力;支座可按计算要求往任意方向移动,又可作少量转动;加上平面弹簧以后,网架QZ球型钢支座,位移又可以恢复。市民中心东西两翼树状支撑的支座只有几十吨轴力而方塔西南角的大支座轴力达2300吨,计算位移从15mm到116 mm,设计要求支座的弹簧刚度系数3000kN/m。针对各类支座的不同要求,该支座都能完满解决。支座能动,各种应力状态下的协调问题自然迎刃而解。