鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架支座應(yīng)怎樣選用？

廠家咨詢：15531858605史女士（V信同號(hào)），

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隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的建設(shè)，尤其是網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的大型化和復(fù)雜化，使得溫度引起的桿件收縮、結(jié)構(gòu)對(duì)抗風(fēng)穩(wěn)定和地震時(shí)減隔振性能等要求比較苛刻，在設(shè)計(jì)上一般選擇釋放結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的內(nèi)應(yīng)力，或是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的剛度來解決上述問題。
    這使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上越來越多的選用支座來達(dá)到上述目的，利用支座的轉(zhuǎn)動(dòng)、位移使節(jié)點(diǎn)的受力狀況得到改善。下面結(jié)合支座的設(shè)計(jì)原理和使用現(xiàn)狀對(duì)網(wǎng)架支座產(chǎn)品的選型進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。
    一、支座的類型
    現(xiàn)在市場(chǎng)的網(wǎng)架支座存在以下幾種形式，
1、橡膠支座：
是在橋梁板式橡膠支座的基礎(chǔ)上,結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)的建筑節(jié)點(diǎn)減震特性,而開發(fā)出的一種鋼結(jié)構(gòu)專用產(chǎn)品，由多層橡膠與薄鋼板鑲嵌、粘合、硫化而成。該產(chǎn)品有足夠的豎向剛度以承受垂直荷載，有良好的彈性以適應(yīng)梁端的轉(zhuǎn)動(dòng)，有較大的剪切變形以滿足上部構(gòu)造的水平位移。具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝方便，節(jié)省鋼材，價(jià)格低廉，養(yǎng)護(hù)方便，易于更換等特點(diǎn)。本品有良好的防震作用，可減少動(dòng)載對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的沖擊作用。

2、盆式橡膠支座，從公路盆式橡膠支座轉(zhuǎn)化而來的網(wǎng)架支座產(chǎn)品，盆式橡膠支座的工作原理是利用半封閉鋼制盆腔內(nèi)的彈性橡膠塊，在三向受力狀態(tài)下具有流體的性質(zhì)，來實(shí)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)依靠中間鋼板上的聚四氟乙烯板與上座板的不銹鋼板之間的低磨擦系數(shù)來實(shí)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)的水平位移。將支座的上支座板和底盆的結(jié)構(gòu)稍做調(diào)整，實(shí)現(xiàn)支座的抗拉和抵抗水平力。這類產(chǎn)品轉(zhuǎn)角較小，一般為0.02弧度，因支座中含有橡膠部分，對(duì)使用年限應(yīng)做明確要求。
   
3、球型支座，球型鋼支座在鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架工程和公路橋梁上應(yīng)用最廣泛。球型鋼支座是由上支座板、下支座板、球形板、聚四氟乙烯滑板（F4、球面四氟板）及橡膠擋圈組成的一種特殊盆式橡膠支座產(chǎn)品。它將盆式支座中的橡膠板改為球面四氟板因而得名,由于QZ球型支座中間鋼板及底盆亦相應(yīng)地改成球面，減小了摩擦系數(shù)。其位移由上支座板與平面四氟板之間的滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。在上支座板上設(shè)置導(dǎo)向槽或?qū)�向環(huán)來約束支座的單向或多向位移，可以制成球形單向活動(dòng)支座，雙向活動(dòng)支座和固定支座。通過球形板和球面四氟板之間的滑動(dòng)來滿足支座轉(zhuǎn)角的需要。球型鋼支座傳力可靠，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，承載力高，允許位移量大，能夠滿足支座大轉(zhuǎn)角的需要，支座不使用橡膠承壓，使用壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。

4、球鉸鋼支座，又叫抗拔球型鋼支座，是在球型支座的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)化來的支座產(chǎn)品，支座的上、下座板利用壓力鍋的卡盤結(jié)構(gòu)原理連接在一起，實(shí)現(xiàn)支座的抗豎向拉力和抵抗水平力，這類支座是目前市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。這類產(chǎn)品除具有球型鋼支座的全部特點(diǎn)外，還具有抗拉的能力。

5、減（抗）震球型（鉸）支座 ，是普通的球型（鉸）支座上增設(shè)了多鋼板彈簧阻尼器。一方面可以增加支座水平向的剛度，另一方面則具有一定的耗能特性。建筑物中當(dāng)支座受到?jīng)_擊載荷時(shí)，減震型球型（鉸）支座可通過多鋼板彈簧阻尼器柔性接觸減緩沖擊力，降低位移加速度，從而對(duì)支座本身和鋼結(jié)構(gòu)主體起到保護(hù)作用。
  
6、隔震橡膠支座，是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB20688），參考?xì)W洲標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，充分考慮了中國(guó)國(guó)情，對(duì)結(jié)構(gòu)和材料進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，豎向承載力，水平恢復(fù)力，阻尼（吸能）三位一體的減隔震支座，大震后發(fā)生大變形時(shí)不發(fā)生失穩(wěn)，復(fù)位能力強(qiáng)，殘余變形極小，適用范圍廣，是一款性價(jià)比較高的新型建筑隔震產(chǎn)品。產(chǎn)品現(xiàn)也廣泛應(yīng)用于網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)建筑中。

7、 輥軸支座又叫滾軸支座，輥軸支座是大跨度橋梁及桁架廊橋常用支座形式，通常由若干個(gè)小直徑的輥軸并列組聯(lián)在一起，通過輥軸的轉(zhuǎn)動(dòng)以適應(yīng)梁體的位移的需要，滾軸支座的作用是釋放水平約束，主要用于結(jié)構(gòu)水平推力的釋放，包括溫度應(yīng)力和結(jié)構(gòu)拱效應(yīng)產(chǎn)生的推力。
    二、支座選材
   1、網(wǎng)架橡膠支座按膠種適用溫度可選用: a、氯丁膠型：適用溫度-25℃~+60℃  b、天然膠型：適用溫度-40℃~+60℃   c、三元乙丙膠型：適用溫度-45℃~+60℃
   2、 目前網(wǎng)架鋼支座產(chǎn)品大多為鋼件制作，如Q235B、Q345B 、ZG275-485H 、G20Mn5等。支座內(nèi)含有不銹鋼板、聚四氟乙烯板用于實(shí)現(xiàn)支座的位移，設(shè)置一塊球冠襯板，利用球面的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)支座的轉(zhuǎn)動(dòng)。不銹鋼板和聚四氟乙烯板的滑移面已經(jīng)應(yīng)用成熟，使用年限均可達(dá)到與建筑物同壽命。由于目前支座主體鋼件為鑄鋼產(chǎn)品，優(yōu)先按與結(jié)構(gòu)鋼材材質(zhì)相同原則選取，同時(shí)兼顧材料的可焊性，可參照CECS235:2008《鑄鋼技術(shù)節(jié)點(diǎn)技術(shù)規(guī)程》中對(duì)可焊性鋼件材性能選用要求選取。
    三、技術(shù)指標(biāo)
    支座的力學(xué)參數(shù)來源于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)受力情況，節(jié)點(diǎn)的豎向壓力、位移、豎向拉力、剛度在理論計(jì)算中很容易精確計(jì)算出，直接作用于支座即可。
    需特別說明的是支座的轉(zhuǎn)角，如果能明確節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，支座的轉(zhuǎn)動(dòng)中心與節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心要重合。
    若不能明確節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，則需按節(jié)點(diǎn)與支座接觸面的中心為轉(zhuǎn)動(dòng)中心去分別核算節(jié)點(diǎn)和支座的轉(zhuǎn)動(dòng)，有球面轉(zhuǎn)動(dòng)的則按球面的圓心去核算。支座的轉(zhuǎn)角應(yīng)預(yù)留支座安裝時(shí)找正預(yù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)角，即安裝偏差轉(zhuǎn)角加支座工作轉(zhuǎn)角等于支座轉(zhuǎn)角。
    四、安裝
    支座的按安裝分為螺栓錨固和焊接錨固，有部分是節(jié)點(diǎn)直接做成支座的一部分。
    由于支座的螺栓孔和施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)留的螺栓孔位置為兩家單位分別制作，在實(shí)際施工過程中，經(jīng)常發(fā)生螺栓孔位置不正造成支座無法按裝，故不推薦采用螺栓安裝。
    鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)焊接技術(shù)比較成熟，推薦采用焊接方式進(jìn)行連接，但支座的受熱溫度應(yīng)當(dāng)控制，不要超過200攝氏度，尤其是支座內(nèi)含有橡膠的，溫度應(yīng)控制的更低一些。同時(shí)支座安裝時(shí)上部結(jié)構(gòu)的重心應(yīng)與支座重心重合，尤其是大位移量支座，切勿因位移造成支座壓偏，以免損壞支座的位移結(jié)構(gòu)。
    支座的結(jié)構(gòu)形式、技術(shù)指標(biāo)和安裝對(duì)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)安全起著重要的作用，能夠正確選用結(jié)構(gòu)合理的支座產(chǎn)品，有利于提高工程質(zhì)量，同時(shí)還能夠推進(jìn)網(wǎng)架支座設(shè)計(jì)的發(fā)展。
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