球形支座水平力和上拔力由上支座板、底座(含箱體)共同承受;轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)上支座板與球芯、底座的相對(duì)移動(dòng)實(shí)現(xiàn);水平移動(dòng)通過(guò)底座相對(duì)于箱體的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)支座以傳遞豎向載荷為主,當(dāng)水平荷載較大時(shí),支座轉(zhuǎn)動(dòng)性能較差。
根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),球型支座球面聚四氟板的圓心角α不應(yīng)大于40°,球芯半徑一般為球面聚四氟板水平投影直徑(與水平聚四氟板直徑相等)的1.5~2.8倍。球面聚四氟滑板半徑的大小,決定了支座轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的大小和豎向荷載的傳遞情況,球面半徑越小,豎向壓力傳遞越集中,但轉(zhuǎn)動(dòng)力矩越?。呵蛎姘霃皆酱螅Q向壓力傳遞越均勻,但轉(zhuǎn)動(dòng)力矩越大。
按歐洲EN1337-2規(guī)定,為使球面在工作中不脫離,要求曲面滑動(dòng)的總偏心量e≤L/8(L為聚四氟滑板直徑)。由于國(guó)外按破壞極限狀態(tài)的聚四氟設(shè)計(jì)強(qiáng)度為60MPa,遠(yuǎn)大于我國(guó)按容許應(yīng)力法設(shè)計(jì)時(shí)的材料強(qiáng)度,所以我國(guó)在球型支座設(shè)計(jì)時(shí)可以不考慮曲面滑動(dòng)偏心距引起滑板承壓面積減小的影響,而直接按垂直載荷的平均應(yīng)力確定聚四氟滑板的直徑,材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度為30MPa,方法簡(jiǎn)單易行,偏于安全。
1、KQGZ抗震球鋼支座可萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng),萬(wàn)向承載,能很好地滿足上部結(jié)構(gòu)各種荷載(如恒載、活載、風(fēng)、地震力等)所產(chǎn)生的反力的傳迅、轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)要求,保證反力合力集中、明確、可靠。
2、KQGZ抗震球鋼支座可承受拉、壓、剪(橫向)力,在巨大的隨機(jī)地震力作用下,只要上、下結(jié)構(gòu)本身不破壞,由于此種支座存在就不會(huì)發(fā)生落梁,落架等災(zāi)難性后果(一般來(lái)說(shuō),支座是個(gè)薄弱環(huán)節(jié),在強(qiáng)大的地震力作用下,極易發(fā)生落梁或落架,而此種支座的強(qiáng)度和延性均高于結(jié)構(gòu)本身),故特別適用于高烈度地震區(qū)的設(shè)防,具備能抗地震烈度9度的能力。
支座在承受壓力時(shí),最薄弱的構(gòu)件是聚四氟板,所以只需對(duì)聚四氟板進(jìn)行強(qiáng)度校核。支座中聚四氟滑板的幾何尺寸主要根據(jù)支座承載力大小來(lái)確定。平面聚四氟滑板和球面聚四氟滑板的平面尺寸應(yīng)滿足:
Pmax/A≤fs
式中:Pmax為支座極限載荷;
A 為聚四氟滑板面積或水平投影面積
Fs為聚四氟的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值
球芯是支座完成轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)鍵部件,其外徑的大小應(yīng)該根據(jù)支座轉(zhuǎn)角、球芯的球面半徑R和球面聚四氟板滑板平面投影直徑確定。球芯的球面半徑應(yīng)與球面聚四氟板的內(nèi)球面半徑相同,保證支座傳遞豎向載荷時(shí),球面聚四氟滑板的受力均勻和支座轉(zhuǎn)動(dòng)的平穩(wěn)。
支座球芯上表面外徑為D與球芯半徑R、支座轉(zhuǎn)角θ和平面聚四氟板圓直徑L應(yīng)滿足 D≥2Rθ+L
上蓋板直徑Dg>D+2Rθ+10
式中:Dg為上蓋內(nèi)徑;D為球芯上表面外徑,mm;R為球芯球面半徑,mm;θ為要求的球芯轉(zhuǎn)角,rad。
此外,根據(jù)歐標(biāo)EN1337-7第6條規(guī)定,當(dāng)球面聚四氟板圓心角α<40°時(shí),分布在曲面上的應(yīng)力與平面上應(yīng)力之差是可以忽略的。
在對(duì)底座下凸緣的驗(yàn)算中要考慮水平力造成的附加力矩。在拉、剪共同作用下,應(yīng)考慮水平力對(duì)底座下凸緣的附加力矩以及復(fù)合受力狀態(tài)下折算應(yīng)力的影響。一般情況下,底座凸緣在受拉時(shí)比上蓋板凸緣要強(qiáng)得多,所以此時(shí)省略對(duì)底座上凸緣的計(jì)算。