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，网架滑移支座，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。

抗震球型钢支座球铰钢支座可承受拉、压、剪（横向）力，在巨大的随机力作用下，只要上、下结构本身不破坏，由于此种支座存在就不会发生落梁，落架等灾难性后果（一般来说，支座是个薄弱环节，在强大的力作用下，极易发生落梁或落架，而此种支座的强度和延性均高于结构本身），故特别适用于高烈度区的设防，具备能抗烈度9度的能力。抗震球型钢支座球铰钢支座与其他支座相比（如板式橡胶支座、盆式橡胶支座等），静刚度大，在列车及大型汽车巨大自重及惯性力作用下，支座仅产生变形，能可靠地保证汽车、列车、特别是高速车运行的平顺性。抗震球型钢支座球铰钢支座通过球面传力，受力面积大，并采用机种材料的优化组合。