鋼結構網架支座應怎樣選用？

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隨著經濟的發展，大型網架結構的建設，尤其是網殼結構的大型化和復雜化，使得溫度引起的桿件收縮、結構對抗風穩定和地震時減隔振性能等要求比較苛刻，在設計上一般選擇釋放結構節點的內應力，或是設計結構節點的剛度來解決上述問題。
    這使得結構設計上越來越多的選用支座來達到上述目的，利用支座的轉動、位移使節點的受力狀況得到改善。下面結合支座的設計原理和使用現狀對網架支座產品的選型進行簡要闡述。
    一、支座的類型
    現在市場的網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上,結合鋼結構的建筑節點減震特性,而開發出的一種鋼結構專用產品，由多層橡膠與薄鋼板鑲嵌、粘合、硫化而成。該產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梁端的轉動，有較大的剪切變形以滿足上部構造的水平位移。具有構造簡單，安裝方便，節省鋼材，價格低廉，養護方便，易于更換等特點。本品有良好的防震作用，可減少動載對建筑結構的沖擊作用。

2、盆式橡膠支座，從公路盆式橡膠支座轉化而來的網架支座產品，盆式橡膠支座的工作原理是利用半封閉鋼制盆腔內的彈性橡膠塊，在三向受力狀態下具有流體的性質，來實現上部結構的轉動；同時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來實現上部結構的水平位移。將支座的上支座板和底盆的結構稍做調整，實現支座的抗拉和抵抗水平力。這類產品轉角較小，一般為0.02弧度，因支座中含有橡膠部分，對使用年限應做明確要求。
   
3、球型支座，球型鋼支座在鋼結構網架工程和公路橋梁上應用最廣泛。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地改成球面，減小了摩擦系數。其位移由上支座板與平面四氟板之間的滑動來實現。在上支座板上設置導向槽或導向環來約束支座的單向或多向位移，可以制成球形單向活動支座，雙向活動支座和固定支座。通過球形板和球面四氟板之間的滑動來滿足支座轉角的需要。球型鋼支座傳力可靠，轉動靈活，承載力高，允許位移量大，能夠滿足支座大轉角的需要，支座不使用橡膠承壓，使用壽命長等諸多優點。

4、球鉸鋼支座，又叫抗拔球型鋼支座，是在球型支座的設計基礎上轉化來的支座產品，支座的上、下座板利用壓力鍋的卡盤結構原理連接在一起，實現支座的抗豎向拉力和抵抗水平力，這類支座是目前市場的主流產品。這類產品除具有球型鋼支座的全部特點外，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。建筑物中當支座受到沖擊載荷時，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，從而對支座本身和鋼結構主體起到保護作用。
  
6、隔震橡膠支座，是按照國家標準（GB20688），參考歐洲標準進行設計，在借鑒國外先進技術的同時，充分考慮了中國國情，對結構和材料進行了優化設計，豎向承載力，水平恢復力，阻尼（吸能）三位一體的減隔震支座，大震后發生大變形時不發生失穩，復位能力強，殘余變形極小，適用范圍廣，是一款性價比較高的新型建筑隔震產品。產品現也廣泛應用于網架鋼結構建筑中。

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，通常由若干個小直徑的輥軸并列組聯在一起，通過輥軸的轉動以適應梁體的位移的需要，滾軸支座的作用是釋放水平約束，主要用于結構水平推力的釋放，包括溫度應力和結構拱效應產生的推力。
    二、支座選材
   1、網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、 目前網架鋼支座產品大多為鋼件制作，如Q235B、Q345B 、ZG275-485H 、G20Mn5等。支座內含有不銹鋼板、聚四氟乙烯板用于實現支座的位移，設置一塊球冠襯板，利用球面的轉動實現支座的轉動。不銹鋼板和聚四氟乙烯板的滑移面已經應用成熟，使用年限均可達到與建筑物同壽命。由于目前支座主體鋼件為鑄鋼產品，優先按與結構鋼材材質相同原則選取，同時兼顧材料的可焊性，可參照CECS235:2008《鑄鋼技術節點技術規程》中對可焊性鋼件材性能選用要求選取。
    三、技術指標
    支座的力學參數來源于網殼結構節點受力情況，節點的豎向壓力、位移、豎向拉力、剛度在理論計算中很容易精確計算出，直接作用于支座即可。
    需特別說明的是支座的轉角，如果能明確節點的轉動中心，支座的轉動中心與節點的轉動中心要重合。
    若不能明確節點的轉動中心，則需按節點與支座接觸面的中心為轉動中心去分別核算節點和支座的轉動，有球面轉動的則按球面的圓心去核算。支座的轉角應預留支座安裝時找正預轉動轉角，即安裝偏差轉角加支座工作轉角等于支座轉角。
    四、安裝
    支座的按安裝分為螺栓錨固和焊接錨固，有部分是節點直接做成支座的一部分。
    由于支座的螺栓孔和施工現場預留的螺栓孔位置為兩家單位分別制作，在實際施工過程中，經常發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。
    鋼結構現場焊接技術比較成熟，推薦采用焊接方式進行連接，但支座的受熱溫度應當控制，不要超過200攝氏度，尤其是支座內含有橡膠的，溫度應控制的更低一些。同時支座安裝時上部結構的重心應與支座重心重合，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構。
    支座的結構形式、技術指標和安裝對節點結構安全起著重要的作用，能夠正確選用結構合理的支座產品，有利于提高工程質量，同時還能夠推進網架支座設計的發展。
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