钢结构桁架连廊网架球型铰支座在复合力下的有限元静力学分析优化

钢结构桁架连廊网架球型（铰）支座在复合力作用下的有限元静力学分析

    社会发展、科技进步，钢结构建筑物星罗棋布拔地而起。网架球型钢支座不同于桥梁支座，网架球型钢支座受力比较复杂，不但承受竖向荷载，还要求能够实现大的转角、承受向上的拉力。运用有限元分析利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟，从而验证支座设计是否合理，是非常有必要性的。

     网架球型钢支座是连接钢结构上部结构与基础结构的重要构件，它能将网架的反力和变形可靠的传递给下部基础结构，从而释放约束力，保证结构安全。网架球型钢支座必须具有足够的承载能力（垂直力和水平力）和适应结构变形能力（位移和转角）。网架球型钢支座是网架机构中抗震的薄弱部位，当上部结构传来的惯性力大于支座的强度时，危害极为普遍。网架球型钢支座经过理论设计计算后，对支座建立模型，进行有隈元分析非常重要。以下为网架球型钢支座在复合力状态下的有限元分析。

一、 支座工况的承载力设计值。

支座主体材料一般采用 Q235 Q345或ZG270-480H铸钢G20Mn5等材料，竖向分别承受拉力和压力作用，水平方向分别承受剪力作用，有限元分析时分别考虑剪压和剪拉两种复合力工况，整体建模分析计算。

二、剪压作用

    采用分析软件对支座在竖向压力和水平剪力作用下建立实体模型，选择材料参数：质量密度，弹性模量 ，热膨胀系数，泊松比，剪切弹性模量，划分网格，约束支座顶部，给内侧面加力，得到部件的应力、位移结果。

分析结果证明：在剪压共同作用下，支座的下坐板和上座板大应力，均低于材料强度设计值

二、 剪拉作用

 采用分析软件对支座竖向拉力和 水平剪力作用下建立实体模型，选择材料参数：质量密度  ，弹性模量 ，热膨胀系数，泊松比，剪切弹性模量，划分网格，约束支座底部，给内侧面加力，得到各部件的应力、位移结果。

    分析结果证明：在拉力和剪力共同作用下，支座的下坐板和上座板 大应力分别均低于铸钢材料的承载力设计值。

    四、通过对支座的有限元分析，可以看出，在复合力作用下支座所承受内部的  大应力值，均低于铸钢材料的承载力设计值，满足受力要求，也可以满足正常的使用要求。有限元分析能更清楚的将支座在复合受力状态下，各主要受力

构件的应力分析，找出薄弱处，对设计进行进一步优化。