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钢结构网架支座类型如何选择

作者:hbmtza2020 发布日期:2020-03-28 09:13:39 关注次数:57

在具体项目中网架支座类型如何选择,要根据结构整体受力合理、网架跨度、支座受力复杂程度、耐久性、造价等因素综合确定。

1、结构整体受力合理

不少网架设计师喜欢将网架全部或部分支座水平位移约束释放以简化计算,但是网架支座水平位移约束释放后,网架下部支承结构水平力传递有可能会变的不合理。比如对于屋顶为网架结构的单层空旷建筑,如将全部支座水平位移约束释放的话,水平地震作用下网架支承柱就成了悬臂柱,此时网架起不到协调各支承柱共同抵抗水平力的作用,中農或大震下支承柱柱顶发生大变形,网架支座开始传递水平力,由于支座刚开始是释放水平位移的,我们无法保证各个支座同时传递水平力,若是某一个或某几个支座最先开始受力,那么很可能会各个击破,各个支座先后破坏,从而导致网架整体偏离支承结构而发生塌落破坏,所以网架支座选用何种形式应从结构整体受力合理来考虑,不能仅考虑网架计算筒化或者仅考虑网架自身安全。

网架支座

2、网架跨度。

大跨度屋盖结构应考虑构件变形、支撑结构位移、边界约束条件和温度变化等对其内力产生的影响;同时可根据结构的具体情况采用能适应变形的支座以释放内力,大跨度屋盖结构系指跨度>60m的屋盖结构。跨度> 36m的两端铰支承的桁架,在竖向荷载作用下,下弦弹性伸长对支承构件产生水平推力时,应考虑其影响。对于风敏感的或跨度>3m的柔性屋盖结构,应考虑风压脉动对结构产生风振的影响,有以上几条可以看出,当网架结构跨度>36m时,在恒载作用下,下弦会因伸长而对支承构件产生一定的水平推力;在风荷载作用下,网架会产生风振影响,当风荷载为压力时,支座转角会增大,当风荷载为吸力时,支座转角会减小,由于风荷载为脉动荷载,时大时小,时有时无,所以对支座转动释放能力要求较高。当网架跨度>60m宜采用释放转动和位移性能更好的橡胶支座、盆式橡胶支座或者球形钢支座;当网架跨度>60m时应选用橡胶支座、盆式橡胶支座或者球形钢支座。对于检修比较困难或检修代价比较大的工程优选球形钢文座。


3、网架支座受力复杂程度

支座受力无非是拉、压、弯、剪、扭几种情况,哪种受力算是复杂?对于平板支座、橡胶支座和球形钢支座均能承受拉力、压力、剪力,所以拉、压、剪不能算是复杂,而对于释放位移约束和释放转动不是每一种支座都能实现的,所以对于释放位移和释放转动的应该算是受力复杂。下面分情况介绍各种受力复杂情况下如何选择合适的支座。

(1)需要位移释放时

当释放位移<50mm时,可以采用带过渡板的平板支座,过渡板与支座底板间应放置聚四氯乙烯板,并且过渡板上应开孔,开孔孔径保证位移量>50mm;宜采用橡胶支座,但应验算橡胶支座剪切变形位移量以满足设计要求;优先采用能释放位移的球形钢支座。当释放位移50~100 m时,平板支座已很难实现,可以采用橡胶支座,但应验算橡胶支座剪切变形位移量以满足设计要求,此时因为释放位移的要求橡胶支座平面尺寸会比较大;宜优先考虑能释放位移的球形钢支座。当释放位移>100 mm时,平板支座已不能实现,橡胶支座平面尺寸会非常大,所以应采用能释放位移的球形钢支座。


(2)需要释放转动时

当支座转角<0.005 rad时,可以采用带过渡板的平板支座,宜采用橡胶支座,优先采用球形钢支座。当支座转角0.005~0.02 rad时,可以采用橡胶支座,宜采用球形钢支座,当支座转角20.02rad时,应采用球形钢支座。当支座转角不是很大(<0.02rad),但支座转动变形往复变化很频繁时,考虑到橡胶支座易老化,所以建议选用球形钢支座.


(3)需要减小支座水平刚度时

对于网架支承结构水平刚度较大、大跨度(260m)网架和长度超长(2120m)的网架,在温度荷载作用下,网架对支承结构水平推力较大,导致下部结构截面或配筋很大,此时若采用弹簧铰支座,就可以减小支座水平刚度,从而减小网架对下部支承构件的水平推力。这种情况下可以选用的支座类型是橡胶支座或带弹簧的球形钢支座。支座弹簧刚度取网架和下部结构整体模型计算最优值,一般在2~

15 kN/mm之间。


网架支座

4、耐久性

网架支座耐久性不应小于主体结构设计年限,若网架支座耐久性小于主体结构设计年限,应考虑在使用阶段进行定期检查并及时进行更换。各种支座耐久性如下:平板支座(250年)-球形钢支座

(250年)>橡胶支座(10-20年)。对于室外工程,一般有操作面,支座更换困难不大,但是对于一般的民用建筑,要考虑更换的可行性和更换的代价。对于个别更换支座可能引起建筑功能中断的情况,应慎重选择,比如对于医院、供水、供电等生命线工程,不宜选用耐久性差的橡胶支座。


5、造价

不同的支座类型造价不同,一般来讲,球形钢支座、橡胶支座、平板支座,在安全适用、确保质量、技术先进的前提下,应选择经济合理的支座类型。


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