探究网架支座类型及受力状态:固定、弹性、可动支座的特点与应用

   日期:2024-09-07     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:338    
核心提示:把支座设置为平板压力支座,水平力很大,会造成底部承重柱截面积及配筋的浪费,不经济。(1)网架板式橡胶支座节点中,上部支承板以上部分的构造与计算,可按平板压力支座节点的有关要求确定。详见钢结构连接节点设计手册6.7.1)平板压力支座节点的设计。

1. 三种假定支持

固定支撑(固定支撑)

弹性支撑

活动轴承(滑动轴承)

2. 两种支撑应力状态

1. 压力支持

平板压力支撑:构造简单,加工容易,钢材用量少,适用于中小跨度网架。

板式橡胶支座:可用于支座反力较大、有抗震要求、有温度影响、有较大的水平位移和转动要求的大、中跨度网架。

单面弧压支撑:支撑节点可沿弧面旋转,当支撑反力较大时采用四个螺栓。

双面弧压支座:又称摆动支座,结构复杂,加工困难钢结构挠度 检测,成本较高,不利于结构抗震。可用于温度应力变化较大,下部支撑结构刚度要求较大的大跨度空间网格结构。

球节点压力支座:允许支座节点在水平两个方向自由转动,不产生直线位移,不但能很好地承受水平力,而且可以自由转动,有利于抗震,适用于多点支撑的大跨度网架。

2. 张力支撑

平板拉力支撑:采用锚栓承受拉力。用于跨度较小的空间网架结构框架。

单面圆弧型拉力支撑:锚栓拉力较大,设置锚栓承载架,用于要求单向转动的中、小跨度空间网架结构;

案例:跨度40m全铰支座铝合金桁架,下部混凝土柱顶平面受到500KN水平外力。

问题一:如何解决支撑水平力过大的问题?

原因1:温度影响:由于温度影响,水平反作用力较大,因此需要考虑释放温度影响。例如钢结构挠度 检测,使用弹簧支座或滑动支座。(通常1.3常数+1.5主动+0.6温度条件支座的最大水平力)

原因二:结构挠度过大,导致水平力过大。本工程桁架跨度40m,桁架高度3m,高跨比为1/13.3,桁架高跨比通常为1/6-1/12,挠度大意味着变形大=内力大。可以增加桁架高度,以减小水平力。

原因3:支撑刚度也会造成某些支撑处水平反作用力过大。例如,混凝土柱越大,刚度越大,水平力也越大。

原因4:支撑布置也可能影响水平力(未接触地桁架等)。

问题2:为什么要使用弹性支撑?

若支撑设置为平板压力支撑,水平力将很大,会造成底部承重柱截面积及配筋的浪费,不经济。为减少水平力对下部结构的影响,可采用弹性支撑。

问题3:橡胶支座如何设计?

1、板式橡胶支座是由多层橡胶片与薄钢板粘合硫化而成,除能将上部网架结构的竖向集中压力传递给柱、墙或梁外,还能适应于桥梁结构中各种承载力的传递。板式橡胶支座节点构造简单,经济、安装方便,适用于大、中跨度网架。

2.刚性支撑节点(图6-43)可用于中小跨度空间网格结构,承受轴力、弯矩和剪力的支撑节点。支撑节点竖向支撑板厚度宜大于焊接空心球节点的支撑板厚度,球壁厚为2mm,球插入深度宜大于球直径的2/3。

3、支座节点设计时,当支座底板与基础面间的摩擦力小于支座底部的水平反力时,应设置剪力键,不宜采用地脚螺栓传递剪力。

4、用于网架结构连接节点的板式橡胶支座分为氯丁橡胶支座和天然橡胶支座,在气温不低于-25℃的地区,可采用氯丁橡胶支座;在气温为-25~-40℃的地区,可采用天然橡胶支座。

5、板式橡胶支座的设计指标应按下列要求确定

(1)橡胶支座所用橡胶材料的物理力学性能,应按表6-8的规定采用。

6、板式橡胶支座设计时,应按6.7.5节的有关要求计算确定,并应满足下列构造要求。

(1)板式橡胶支座的短边(a)与长边(b)的比例一般可在1:1~1:1.5范围内选择,为便于支座转动,短边应置于与格栅跨度平行的方向,长边垂直于格栅跨度的方向;同时应根据工程地质条件、抗震设防要求和格栅下部支撑情况,正确选用橡胶支座,合理布置。

(2)板式橡胶支座的总厚度应根据格栅跨度方向的伸缩量和格栅支撑角的要求确定,一般可在短边长度的1/10~3/10范围内采用,不宜小于40mm。为满足支座的稳定条件,板式橡胶支座内橡胶层的总厚度(不包括加劲薄钢板的厚度)不宜大于支座短边长度的2/10,即:

(3)板式橡胶支座中每层加劲薄钢板的厚度t一般为2mm或3mm;平面尺寸一般应比橡胶板每边小5mm。

(4)板式橡胶支座中橡胶板的厚度可按下列要求采用:对于外层橡胶板,其厚度t可取1.5~3mm范围内,通常为2.5mm;对于内层(各中间层)橡胶板的厚度可取支座短边长度的1/25~1/30,通常为5mm、8mm或11mm。

(5)为保证格栅支架上支板转动后后端不出现悬空、前端局部受压,以及橡胶支架不产生过大的垂直压缩变形,橡胶支架的平均压缩变形不应超过橡胶层总厚度的5%,且不应大于或等于支架短边长度乘以支架最大弧度的1/2。

(6)连接桁架支撑的锚栓穿过板式橡胶支座时,橡胶支座上的锚栓孔径应比锚栓直径大10~20mm,以免影响橡胶支座的剪切变形和移动。

(7)橡胶支座可用502胶等黏合剂固定在立柱或基础的钢板或混凝土上,必要时可加设限位装置。为防止橡胶支座老化,可在支座周围涂敷一层涂料。用酚醛树脂,并用泡沫塑料粘结等。另外,设计时还应考虑长期使用后因老化而需要更换橡胶的情况。

(8)橡胶支座在安装和使用过程中,应防止其与油脂等油性物质和其他对橡胶有损害的物质接触。

7、格板橡胶支座节点计算,应按下列要求进行:

(1)格板橡胶支座节点中,上部支撑板以上部分的构造与计算,可按平板受压支座节点的有关要求确定,详见《钢结构连接节点设计手册》6.7.1)平板受压支座节点设计。

a确定支撑底板的面积和厚度

b确定支撑节点板(或垂直支撑板)横向垂直加劲肋的厚度

c 确定支撑底板与节点板(或垂直支撑板)及垂直加劲肋之间的焊脚尺寸

(2)在格栅板式橡胶支座节点处,板式橡胶支座应按下列要求计算。

3. 厂商案例支持

 
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