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针对某大型公共建筑项目中净跨达76米的连廊,将桥梁的拱结构技术用于该连廊结构设计,称之为“两端筒体支承的大跨度钢管混凝土拱架结构”。对于这一的结构形式,提出针对拱架结构强度、刚度、整体稳定、抗震性能的计算分析方法,并形成适合实际工程的结构布置原则、构造做法及加强措施。对此类大跨度多层空间拱架结构进行楼盖竖向振动
单向滑移球铰支座
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针对某大型公共建筑项目中净跨达76米的连廊,将桥梁的拱结构技术用于该连廊结构设计,称之为“两端筒体支承的大跨度钢管混凝土拱架结构”。对于这一的结构形式,提出针对拱架结构强度、刚度、整体稳定、抗震性能的计算分析方法,并形成适合实际工程的结构布置原则、构造做法及加强措施。对此类大跨度多层空间拱架结构进行楼盖竖向振动计算分析和舒适度评价,为今后类似工程的结构设计提供理论依据和指导。主要内容如下:1.对大跨度钢管混凝土拱架结构的抗震性能进行分析研究。2.针对拱架结构的特殊性,开展如下对比工作:有地下室与无地下室、考虑楼板与不考虑楼板、楼盖平面内有斜撑与无斜撑、拱架与支座筒体间用固定支座与用滑动支座、两榀拱肋间设置系杆与不设系等。通过上述对比来考察各要素对拱架结构的受力特性、稳定性、抗震性能等方面的影响,以指导工程设计。
1工程概况北京奥运会老山自行车馆屋盖采用双层球面网壳结构。网壳通过环形桁架支承于倾斜人字形钢柱上,环形桁架由4根环梁通过腹杆连接而成。该馆屋盖双层球面网壳以四角锥网格为主,径向网格32个,外圈环向网格96个,向内经多次收格使网格大小均匀。网壳杆件采用圆钢管截面,节点为焊接空心球节点。4根环梁采用圆钢管截面。人字形钢柱下部设置铸钢球铰支座。该节点确保了人字形柱在柱脚的转动能力,从而使该节点处仅传递轴向力,优化了混凝土承台的受力情况。网壳矢跨比较小,在竖向荷载作用下将产生较大的水平推力。该水平推力主要由截面较大的环梁承受,通过人字形柱脚处设置铸钢球铰支座使人字形钢柱仅承受轴向力,从而改善了柱脚处混凝土基础的受力情况。分析表明铰接连接保证结构可以自由的变形,温度变化时结构可以发生较大的温度变形,而产生很小的温度应力。2铸钢球铰支座节点有限元分析2.1节点构造及控制工况铸钢球铰支座的支承垫(铸钢件3)基本形状为一圆锥台,其上挖出两个球窝,球窝半径比凸球半径大5 mm,以满足安装偏差要求。外盖(铸钢件1、铸钢件2)与铸钢件3之间通过螺钉连接,外盖承受支座拉力并将反力传给支承垫。
一、球铰支座概述
球铰支座主要由上座板、球面聚四氟乙烯滑板、球芯、底座、平面聚四氟乙烯滑板、不锈钢板、箱体组成。转角是由球芯与上座板、底座和球芯的相对转动来实现；位移是由底座在箱体中滑移实现的；抗竖向拉力由球体、底座、箱体实现；水平力由箱体、底座、上座板实现；球铰支座分减振球铰钢支座和抗震球铰钢支座。
抗震球型钢支座适用于大跨度空间结构及大跨度桥，特别适用于宽桥、曲线桥、斜桥、尤其适用于高烈度震区的工程结构。
抗震球型钢支座设计制造原理体形均匀规整，无论在平面还是立面结构的布置，都力求使其几何尺寸、刚度延性均匀规整，提高了结构和构件的强度与延性，多道抗振防线，防止脆性和失稳破坏，防止材料老化，高质量的制造与安装。
抗震球型钢支座材质
不锈钢板、聚四氟乙烯滑板、橡胶密封圈等均按JT391-1999标准规定执行，其中减振弹簧按QCn29035-91汽车钢板弹簧技术条件执行。铸钢按GB/T11352-1989、GB/T14408-1993标准执行。
抗震球型钢支座的性能参数指标
竖向承载力：500-80000KN竖向拔力：500-80000KN水平剪力：500-80000KN
以上三种类型的力可用相应组合选取，但情况特殊时需另行复核设计。
设计转角：0.01-0.06rad(相当于0.57°-3.44°)摩擦系数：μ=0.03（常温-25°~40°）μ=0.05（低温-60°~25°）弹性系数需按工程总体计算选用，以达到在静力状态下的内力均匀，动力作用下降低峰值应力的作用。
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