摘　要：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，进行有限元分析非常重要。以下为网架球型钢支座在复合力状态下的有限元分析。

　　关键词：有限元分析;网架;球型支座;复合力

　　一、支座工况

　　ZZ1支座主体材料采用ZG270-480H铸钢，铸钢ZG270-480H的抗拉、抗压、抗弯强度设计值f=215N/mm2。竖向分别承受700kN拉力和1 500kN的压力作用，水平X、Y向分别承受3300kN的剪力作用，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1 500kN竖向压力和3 300kN水平剪力作用下建立实体模型，选择材料参数：质量密度7.85kg/mm3，弹性模量：2 068 427N/mm2，热膨胀系数：0.000 015 661°/C，泊松比：0.3，剪切弹性模量：77 221.28N/mm2，共划分网格18 365个，约束支座顶部，给内侧面加力，部件的应力、位移结果如下图所示。

　　图1 上座板应力云图

　　图2下座板应力云图

　　分析结果证明：在剪压共同作用下，支座的下坐板和上座板最大应力分别为164.9MPa、90.11MPa，均低于铸钢材料的承载力设计值。

　　三、剪拉作用

　　采用分析软件对支座在700kN竖向拉力和3 300kN水平剪力作用下建立实体模型，选择材料参数：质量密度7.85kg/mm3，弹性模量：2 068 427N/mm2，热膨胀系数：0.000 015 661°/C，泊松比：0.3，剪切弹性模量：77 221.28N/mm2，共划分网格13 669个，约束支座底部，给内侧面加力，部件的应力、位移结果如下图所示。

　　图3 下座板应力云图

　　图4 上座板应力云图

　　分析结果证明：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应力分别为109MPa、159MPa，均低于铸钢材料的承载力设计值。

　　四、结论

　　通过对ZZ1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最大应力值，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。

　　参考文献：

　　[1]庄军生.桥梁支座[M].北京:中国铁道出版社,2008.

　　[2]张耀春.钢结构设计原理[M].北京:高等教育出版社,2011.

　　[3]刘相华.刚塑性有限元：理论、方法及应用[M].北京:科学出版社,2013.