雙向滑動支座抗拔支座設計 安通橡膠公司

近年來,建筑跨度越來越大、體型越來越復雜,網殼結構在工業與民用建筑中的應用也日

趨增多。由于沒有指導網殼結構設計與施工的規程,一般結構工程師在設計網殼結構時,大多套用網架結構設計與施工規程[1]。但是,網殼結構的受力性能與網架結構相比畢竟有較大的區別:從網殼結構計算模型的確定到節點、桿件的設計方法都有不同于網架結構的地方,完全套用網架結構的設計方法來設計網殼結構將帶來嚴重后果,因此有必要重新認識網殼結構設計的每一環節。

邊界條件假定是結構計算的重要一環。網殼結構對邊界條件的要求較網架結構要高,本文將結合邊界條件對結構強度、剛度、水平推力和溫度應力等幾方面的影響來探討網殼結構邊界條件的選型。

網殼結構的支座節點是網殼結構的重要構件,是網殼結構與下部支承結構的連接紐帶,是實現邊界條件假定的重要途徑。支座節點的設計是網殼結構設計的一個重要組成部分,其設計的成敗直接關系到網殼結構的邊界條件假定能否成立,關系到網殼實際受力狀況與計算模型是否一致,影響到網殼結構的整體安全。本文將結合網殼結構的一般邊界條件,提出網殼支座的合理型式和應用范圍。

于網殼結構一般支承于框架或磚墻上,下部支承結構在垂直于平面投影方向的支承剛度較大,加之支座自身的豎向剛度很大,因此一般可以認為在邊界的豎向為固定約束。

而在邊界的水平方向,支承條件就不那么簡單,需要對具體工程作具體分析。表1列舉了可能存在的各種水平約束條件。從中可以看到:當下部支承結構有較強的抗側剛度時,網殼的邊界條件則完全與網殼支座的工作狀態相吻合,支座選型不當,將使結構的實際內力與計算內力出現較大差異,危及網殼結構的整體安全。因此,網殼結構的支座節點必須根據結構分析所假定的邊界條件選擇合理的型式

網殼結構支座節點的型式及適用范圍

盡管網殼結構的約束條件較為復雜,但對支座本身來說,仍然可以分為:①固定鉸支座;②彈性支座;③滾軸支座等基本型式,當然根據工程的具體情況,也可采用一向固定、一向彈性雙向。

作為上部結構(網架、網殼)和下部結構(柱、支撐系統)的連接構件,支座節點是鋼結構體系的重要元素之一。支座節點的功能有很多[1 ] ,主要的一點是能可靠地將上部結構的內力(壓力、拉力等)集中地傳遞到下部結構,同時還可起到釋放某些內力(溫度應力、不利彎矩) ,以避免下部主要結構處于非常不利的復雜應力狀態的作用。在一般鋼結構中,支座節點主要有鉸接和固接兩種,而在弦支穹頂等空間結構中支座節點以鉸接節點為主。常用的形式有:平板支座、弧形支座、球鉸支座、板式橡膠支座等幾種。其中,平板支座只適用于跨度較小,無明顯沉降,且溫度應力影響不大的輕型網架、網殼中。后3種支座節點都屬于鉸接支座,可釋放不利彎矩和溫度應力,適用范圍廣泛。但這些支座在構造、制作安裝及造價上均需進一步優化。板鉸支座由一塊鋼板及幾塊肋板組成,,具備傳力可靠、可釋放不利彎矩及溫度應力等支座節點的主要功能,正符合“thesimpleisthebest”)這一結構思想。

大跨度屋蓋結構應考慮構件變形、支撐結構位移、邊界約束條件和溫度變化等對其內力產生的影響；同時可根據結構的具體情況采用能適應變形的支座以釋放內力。大跨度屋蓋結構系指跨度≥60?m的屋蓋結構。跨度﹥36?m的兩端鉸支承的桁架，在豎向荷載作用下，下弦彈性伸長對支承構件產生水平推力時，應考慮其影響。對于風敏感的或跨度﹥36?m的柔性屋蓋結構，應考慮風壓脈動對結構產生風振的影響。有以上幾條可以看出，當網架結構跨度﹥36?m時，在恒載作用下，下弦會因伸長而對支承構件產生一定的水平推力；在風荷載作用下，網架會產生風振影響，當風荷載為壓力時，支座轉角會增大，當風荷載為吸力時，支座轉角會減小，由于風荷載為脈動荷載，時大時小，時有時無，所以對支座轉動釋放能力要求較高。當網架跨度≥60?m時，以上影響將會更大。所以當網架跨度﹥36?m時宜采用釋放轉動和位移性能更好的橡膠支座、盆式橡膠支座或者球形鋼支座；當網架跨度≥60?m時應選用橡膠支座、盆式橡膠支座或者球形鋼支座。對于檢修比較困難或檢修代價比較大的工程優選球形鋼支座。