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球铰支座不仅万向转动还可以滑动,支座受水平作用力较大的情况下,支座本身的内部结构,可以实现相对的位移,从而使水平力做功转化为位移,消弱了水平力,避免结构对主体产生较大的作用力。位移的大小不但取决于作用力,还取决于钢结构本身是否能承受相对大的位移,片面的只考虑消耗水平力确定位移还是不够的,如结构跨度小或是不允许某个方向位移,造成的结构是结构可能被拉断或开焊。球铰支座的原理就是万向转动和铰接,用于土方或是柱体结构能承一定水平力与钢结构不宜产生相对位移的节点处,其抗震原理是将水平力转化为转动位移。其转角大小主要取决于钢结构自身是否能承受多大的转动位移量。当然转角越大消耗的水平力业越大,值得注意的是当转角增大时结构也是随之转动,转角的应控制结构发生偏转后不能产生偏移或是使受力状态发生改变。受力状态改变了,结构受力就更加复杂,比如,挡结构发生偏转后,水平力的方向必定就是发生一定的改变,当水水平发生改变后,就会对支座局部产生拉力和弯矩,致使支座处于局部受力状态,支座很危险,当局部里超过了支座的承受极限,支座破坏导致结构破坏,造成结构是很危险。请设计者多方面考虑。
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支座的结构原理是安置于密封钢盆中的橡胶块,在三向受力的情况下,而产生的反力,承受桥梁的垂直荷载,同时,利用橡胶的弹性,满足梁端的转动,通过焊接在上座板上的不锈钢板与聚四氟乙烯的自由滑移,完成桥梁上部构造的水平位移。本系列产品具有结构合理,承载能力大,变形小,水平位移量大,转动灵活,并有良好的缓冲性能,是建筑连续式桥梁的很好的支座。支座特点,支座且具有重量轻,结构紧凑,构造简单,建筑高度低,加工制造方便,节省钢材,降低造价等优点,是适宜于大垮桥梁使用的较理想的支座。常用的有GPZ、GPZ(Ⅱ)、GPZ(KZ)三大类。 GPZ(II)系列支座目前承载力为31个级别,承载力0.8MN-60MN,能满足大型桥梁建造的需要。GPZ(II)标准系列中,固定支座在各方向和单向活动支座非滑移方向的水平承载力均不小于支座坚向承载力的10%。抗震型支座水平承载力不小于支座坚向承载力的20%。支座转动角度不小于0.02rad.加5201硅脂润滑后,常温型活动支座设计摩阻系数小取0.03.;加5201硅脂润滑后,耐寒型活动支座设计摩阻系数小取0.06。
滑移支座:垂直方向不能移动,可以转动,可以沿水平方向移动。构件与支座用销钉连接,而支座可沿支承面移动,这种约束,只能约束构件沿垂可动铰支座可动铰支座直于支承面方向的移动,而不能阻止构件绕销钉的转动和沿支承面方向的移动。所以,它的约束反力的作用点就是约束与被约束物体的接触点、约束反力通过销钉的中心,垂直于支承面,方向可能指向构件,也可能背离构件,视主动力情况而定。固定铰支座:可以转动,水平、垂直方向不能移动。构件与支座用光滑的圆柱铰链联接,构件不能产生沿任何方向的移动,但可以绕销钉转动,可见固定铰支座的约束反力与圆柱铰链约束相同,即约束反力一定作用于接触点,通过销钉中心,方向未定。固定铰支座的简图所示。约束反力如图所示,可以用FRA和一未知方向角α表示,也可以用一个水平力FXA和垂直力FYA表示。滑球形钢支座选用时应注意的事项,1、选用支座时应注意承载力的大小、竖向拉力的大小、水平力的大小,并注意位移量和转角,对于减震支座还应注意水平弹性刚度。2、选用支座时应注意支座的类型,即双向活动型、单向活动型、固定型。3、减震支座的约束方向都给以位移和刚度,是为了工程减震的需要。