摘　要：網(wǎng)架球型鋼支座是網(wǎng)架機構(gòu)中抗震的薄弱部位，當上部結(jié)構(gòu)傳來的慣性力大于支座的強度時，危害極為普遍。網(wǎng)架球型鋼支座經(jīng)過理論設(shè)計計算后，對支座建立模型，進行有限元分析非常重要。以下為網(wǎng)架球型鋼支座在復(fù)合力狀態(tài)下的有限元分析。

　　關(guān)鍵詞：有限元分析;網(wǎng)架;球型支座;復(fù)合力

　　一、支座工況

　　ZZ1支座主體材料采用ZG270-480H鑄鋼，鑄鋼ZG270-480H的抗拉、抗壓、抗彎強度設(shè)計值f=215N/mm2。豎向分別承受700kN拉力和1 500kN的壓力作用，水平X、Y向分別承受3300kN的剪力作用，有限元分析時分別考慮剪壓和剪拉兩種復(fù)合力工況，整體建模分析計算。

　　二、剪壓作用

　　采用分析軟件對支座在1 500kN豎向壓力和3 300kN水平剪力作用下建立實體模型，選擇材料參數(shù)：質(zhì)量密度7.85kg/mm3，彈性模量：2 068 427N/mm2，熱膨脹系數(shù)：0.000 015 661°/C，泊松比：0.3，剪切彈性模量：77 221.28N/mm2，共劃分網(wǎng)格18 365個，約束支座頂部，給內(nèi)側(cè)面加力，部件的應(yīng)力、位移結(jié)果如下圖所示。

　　

 

　　圖1 上座板應(yīng)力云圖

　　

 

　　圖2下座板應(yīng)力云圖

　　分析結(jié)果證明：在剪壓共同作用下，支座的下坐板和上座板最大應(yīng)力分別為164.9MPa、90.11MPa，均低于鑄鋼材料的承載力設(shè)計值。

　　三、剪拉作用

　　采用分析軟件對支座在700kN豎向拉力和3 300kN水平剪力作用下建立實體模型，選擇材料參數(shù)：質(zhì)量密度7.85kg/mm3，彈性模量：2 068 427N/mm2，熱膨脹系數(shù)：0.000 015 661°/C，泊松比：0.3，剪切彈性模量：77 221.28N/mm2，共劃分網(wǎng)格13 669個，約束支座底部，給內(nèi)側(cè)面加力，部件的應(yīng)力、位移結(jié)果如下圖所示。

　　

 

　　圖3 下座板應(yīng)力云圖

　　

 

　　圖4 上座板應(yīng)力云圖

　　分析結(jié)果證明：在700kN拉力和3300kN剪力共同作用下，支座的下坐板和上座板最大應(yīng)力分別為109MPa、159MPa，均低于鑄鋼材料的承載力設(shè)計值。

　　四、結(jié)論

　　通過對ZZ1支座的有限元分析，可以看出，在復(fù)合力作用下支座所承受內(nèi)部的最大應(yīng)力值，均低于鑄鋼材料的承載力設(shè)計值，滿足受力要求，也可以滿足正常的使用要求。有限元分析能更清楚的將支座在復(fù)合受力狀態(tài)下，各主要受力構(gòu)件的應(yīng)力分析，找出薄弱處。

　　參考文獻：

　　[1]莊軍生.橋梁支座[M].北京:中國鐵道出版社,2008.

　　[2]張耀春.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理[M].北京:高等教育出版社,2011.

　　[3]劉相華.剛塑性有限元：理論、方法及應(yīng)用[M].北京:科學出版社,2013.