某工程網(wǎng)架橡膠支座剛度計(jì)算及應(yīng)用

劉書智

【摘要】本文依托實(shí)際工程，講述了網(wǎng)架橡膠支座剛度計(jì)算的過(guò)程和方法，并將計(jì)算結(jié)果輸入模型，使其能夠準(zhǔn)確模擬實(shí)際情況，為類似工程提供了參考。

【關(guān)鍵詞】橡膠支座；剛度計(jì)算；彈簧支座

1、引言

本工程為某會(huì)議中心屋頂鋼網(wǎng)架，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式為正放四角錐，平面形式為多邊異形布置，網(wǎng)架基本跨度為45mx42m，采用螺栓球節(jié)點(diǎn)連接，支座形式為橡膠支座。

網(wǎng)架橡膠支座是為適應(yīng)現(xiàn)代建筑需要的一種板式橡膠支座，解決大跨度結(jié)構(gòu)因溫度變化而產(chǎn)生的水平位移和建筑結(jié)構(gòu)之間的隔震、減震要求而設(shè)計(jì)的。網(wǎng)架橡膠支座是由多層橡膠片和多層加勁鋼板加壓、硫化制成，具有足夠的豎向剛度，以支撐上部結(jié)構(gòu)的垂直荷載。同時(shí)，通過(guò)良好的彈性和剪切變形，來(lái)滿足上部結(jié)構(gòu)因溫度變化而引起的推力，并通過(guò)橡膠支座的耗能起到減震隔震作用。

在實(shí)際工程中，設(shè)計(jì)工作者往往很難在模型中準(zhǔn)確模擬橡膠支座的剛度，對(duì)網(wǎng)架的整體設(shè)計(jì)造成很大的影響，因此本文著重講述網(wǎng)架橡膠支座剛度計(jì)算的方法及其在模型中的應(yīng)用。

2、橡膠支座剛度計(jì)算

根據(jù)《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》附錄K計(jì)算橡膠支座的剛度。

2.1橡膠墊板參數(shù)

鋼材材質(zhì)為Q235，橡膠板為氯丁橡膠，外層橡膠板厚3mm，內(nèi)層橡膠板厚11mm，鋼板厚3mm，中間共4層橡膠板，橡膠層厚度為d0=50mm，橡膠板尺寸為350mmx350mm，面積A=350*350=122500mm2。

3、支座計(jì)算剛度在SAP2000模型中的應(yīng)用

本工程網(wǎng)架利用SAP2000建模，建模過(guò)程中，最大的難點(diǎn)就是如何準(zhǔn)確模擬橡膠支座的剛度，將網(wǎng)架支座設(shè)置為鉸接或者剛接，均不能準(zhǔn)確模擬實(shí)際情況。根據(jù)對(duì)橡膠支座的計(jì)算結(jié)果，將實(shí)際剛度輸入模型，采用彈簧支座模擬（見圖2），解決了按照剛接或鉸接時(shí)支座水平力過(guò)大的問(wèn)題，準(zhǔn)確反映了網(wǎng)架支座的實(shí)際受力情況，同時(shí)也有效減小了網(wǎng)架桿件的應(yīng)力比，降低了工程用鋼量。

結(jié)語(yǔ)：

通過(guò)計(jì)算分析，可知網(wǎng)架橡膠支座的剛度，是橡膠墊板和支承柱分別計(jì)算，然后將各自剛度串聯(lián)的結(jié)果，因此網(wǎng)架下方支承體的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)支座剛度有很大的影響，在計(jì)算時(shí)要充分考慮。在模型中用彈簧支座模擬橡膠支座，將串聯(lián)后的計(jì)算剛度輸入模型，基本能夠準(zhǔn)確反映網(wǎng)架支座的實(shí)際約束和受力情況，相比利用其它約束形式模擬，有效減小了支座的水平力和桿件應(yīng)力比，降低了工程用鋼量，可為類似工程提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ7-2010.

[2]楊勇.編著《SAP2000結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例講解》北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.