支承结构的等效弹簧刚度计算有如下几种:1、支承柱支承,柱子水平位移方向的等效弹簧刚度为:Kc=3EcIc/H3c式中Hc:柱高;Ic:柱截面惯性矩。2、两端简支梁支承,由长度为L,网架支座位于距梁端为a的简支梁的等效弹簧刚度为:Kb=3EbIbL/a2(L-a)2式中a :作用点距梁端距离;L:梁长;Ib:梁截面惯性矩。3、橡胶垫支座,由高度为Hp的橡胶垫支承的支座等效弹簧刚度为:Kp=GpAp/Hp式中Ap:橡胶垫面积;Hp:橡胶垫高。在实际工程中往往是在梁顶或柱顶增加橡胶垫弹性支座,特别是在大跨度网架中,通过橡胶垫支座以满足温度应力的变形要求,这就要求考虑梁或柱弹性刚度与橡胶垫弹性刚度的叠加,当K1与K2叠加时,由位移叠加得其叠加刚度K为:1/K=1/K1+1/K2;有K=1/(1/K1+1/K2)。
支座(支座节点)结构与基础的连接区简化为支座,按其受力特征分为五种:活动铰支座(滚轴支座),固定铰支座,定向支座(滑动支座),固定(端)支座和弹性(弹簧)支座。支座在提供反力的同时产生相应的位移,反力与位移的比值保持不变,称为弹性支座的刚度系数。弹性支座既可提供移动约束,也可提供转动约束。当支座刚度与结构刚度相近时,宜简化为弹性支座。当结构某一部分承受荷载时(如研究结构稳定问题),其相邻部分可看作是该部分的弹性支承,支座的刚度取决于相邻部分的刚度(如将斜拉桥的斜拉索简化为弹簧支座)。当支座刚度远大于或远小于该部分的刚度时,弹性支座则向前四种理想支座转化。
支座的功能原理:球形支座通过球形支座的中间球形钢板在下支座板内滑动位移来满足上层结构转运的需要,球形支座在最小阻力下的多向转动,体现了球-槽结合的原理。通常由于支座的转动中心与上部结构的转动中心不重合,因此在上支座板与平面四氟板之间形成第二滑动面。根据上部结构与支座转动中心的相对位置,球面转动方向可以与平面滑动方一致或相反。如果两个转动中心重合,则在平面上就不发生滑动。上层结构的x和y方向上的水平位移通过球形支座的上支座板在中间球形板上面滑动实现。
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支座的技术性能:1、支座反力(竖向承载力)分为16 级;1000 , 1500 , 2000 , 2500 , 3000 , 4000 , 5000 , 6000 , 7000 , 8000 ,9000 和10000 , 12500 , 15000,17500 , 20000KN 。2、支座设计转角θ分为0.01 、0.15 和0.02rad (根据需要可增大)。3、支座设计位移量顺桥向:1000 一2500KN e=士50 和士100mm ;3000 一10000KN e=士50 、土1 00mm 和士1 50mm ;横桥向(GX 多向活动支座)e=土2Omm。设计位移量根据工程需要可进行变更。4、支座设计摩擦系数在聚四氟乙烯板有硅脂润滑条件下,应力为30Mpa 左右时,取值如下:常温(-25 ℃ ~+60 ℃ )0.03 低温(-40 ℃ ~+40 ℃ )0.05。5、支座可承受的水平力:纵向活动支座(ZX )横桥向水平力为支座反力的10%。固定支座(GD)承受水平力为支座反力的10%。