某一工程所用大轉(zhuǎn)角網(wǎng)架球鉸支座為例，對照普通球鉸支座，對其性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算方法進行分析。對所研究的球鉸支座的性能要求承載能力N＝10000kN抗拉能力F＝2000kN抗剪能力H＝3000kN轉(zhuǎn)角θ＝0.05rad轉(zhuǎn)動中心設(shè)定在O點處（見圖1）。工況分析球鉸支座在服役期間可能出現(xiàn)的工況：1.球鉸支座在承受壓力的同時發(fā)生轉(zhuǎn)動；2.球鉸支座在承受拉力的同時發(fā)生轉(zhuǎn)動；3.球鉸支座在承受壓力的同時承受剪力和轉(zhuǎn)動；4.球鉸支座在承受拉力的同時承受剪力和轉(zhuǎn)動；以上4種工況中較不利的工況是較后一種。
以下即按這種工況進行球鉸支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算。球鉸支座球鉸支座結(jié)構(gòu)設(shè)計和傳力路徑考慮到對球鉸支座有大轉(zhuǎn)角的要求和有設(shè)定的轉(zhuǎn)動中心的要求，采用球面?zhèn)髁Φ拇筠D(zhuǎn)角網(wǎng)架球鉸支座方案，結(jié)合轉(zhuǎn)動中心和轉(zhuǎn)角確定傳力球面的球心，以適應(yīng)工程要求。球鉸支座傳力路徑：上部結(jié)構(gòu)將荷載傳給上支座板，然后依次通過不銹鋼板、平面耐磨板、球冠板、球面耐磨板和下支座板傳遞給下部結(jié)構(gòu)。
球鉸支座大轉(zhuǎn)角網(wǎng)架球鉸支座與普通球鉸支座結(jié)構(gòu)、性能對照當(dāng)球鉸支座轉(zhuǎn)動后，球鉸支座承受拉力的兩個作用面——上支座板的A面和下支座板的B面之間夾角為0.05rad，支座承受水平力的兩個作用面——上支座板的C面和下支座板的D面之間夾角也為0.05rad，在這種情況下，球鉸支座承受拉力和剪力時皆為線傳力。
甚至造成點傳力。特別是在承受拉力時，受力點偏向一側(cè)，破壞了均衡受力狀況，很可能造成構(gòu)件破壞。且如果先有了拉力、剪力，又需支座轉(zhuǎn)動，支座先在拉力、剪力作用下，作用面（都是平面）貼合，支座就再也轉(zhuǎn)不動了，轉(zhuǎn)角釋放不了，有害力矩也釋放不了。球鉸支座大轉(zhuǎn)角網(wǎng)架球鉸支座以O(shè)點為轉(zhuǎn)動中心轉(zhuǎn)動0.05rad且承受拉力、水平剪力時的狀況。
可以看出當(dāng)球鉸支座轉(zhuǎn)動后，球鉸支座承受拉力的兩個作用面（見G處、H處）仍為球面結(jié)合，支座承受水平力的兩個作用面（見G處、H處）也仍為球面結(jié)合，在這種情況下，支座在承受拉力和剪力時皆為球面?zhèn)髁?，不存在偏載或應(yīng)力集中，不破壞原有的傳力狀況，保證結(jié)構(gòu)，且仍可繞設(shè)定的轉(zhuǎn)動中心O轉(zhuǎn)動。

針對鋼結(jié)構(gòu)工程對支座的高承載、高抗拉、高抗剪、大轉(zhuǎn)角的要求，以承載能力為10000kN的支座為例，研究滿足要求的大轉(zhuǎn)角網(wǎng)架球鉸支座的結(jié)構(gòu)型式、計算方法，運用有限元分析驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算方法的適宜性，從而獲得大轉(zhuǎn)角網(wǎng)架球鉸支座的設(shè)計方法。球鉸支座球鉸支座在鋼結(jié)構(gòu)工程中，一般用在上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的結(jié)合處。
上部結(jié)構(gòu)的靜、動載荷通過支座傳遞給基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，要求支座要有足夠的承受豎向載荷的能力；溫度變化或地震將使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生水平剪力和豎向拉力，這些力的傳遞也要靠支座來完成，因此還要求支座具有足夠的抗水平剪力和抗豎向拉力的能力；結(jié)構(gòu)在長期服役過程中，由于受力件的變形或位移，對于某些節(jié)點中心將產(chǎn)生很大的力矩。
對于這些力矩若不采取措施釋放掉，必將對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的危害，釋放有害力矩的措施，一般是在節(jié)點處設(shè)置鉸接結(jié)構(gòu)和對支座釋放足夠的位移空間，而鉸接性能反應(yīng)到節(jié)點處的支座上，就是要求支座具有足夠的轉(zhuǎn)動能力。球鉸支座從以上分析可以看出，應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)工程的支座需具備足夠的承載能力、抗拉能力、抗剪能力和轉(zhuǎn)動能力。
需要指出的是，鋼結(jié)構(gòu)工程要求支座轉(zhuǎn)角要比用于其它（例如橋梁）工程的支座的轉(zhuǎn)角大得多。球鉸支座轉(zhuǎn)角的增大，就普通支座而言，破壞了支座的受力狀況，面?zhèn)髁ψ優(yōu)榫€傳力或點傳力，或支座卡死，不能轉(zhuǎn)動，將給工程埋下巨大隱患。為了適應(yīng)工程需要，保證工程，我們開發(fā)了一種大轉(zhuǎn)角網(wǎng)架球鉸支座。

固定球鉸支座：可以轉(zhuǎn)動，水平、垂直方向不能移動。構(gòu)件與支座用光滑的圓柱鉸鏈聯(lián)接，構(gòu)件不能產(chǎn)生沿任何方向的移動，但可以繞銷釘轉(zhuǎn)動，可見固定鉸支座的約束反力與圓柱鉸鏈約束相同，它具備著工期短、響應(yīng)快、靠譜性高等特點。固定網(wǎng)架球鉸支座功能與結(jié)構(gòu)原理圖球鉸支座鋼結(jié)構(gòu)雙向滑動鉸支座的主要技術(shù)性能：鋼結(jié)構(gòu)滑動鉸支座可承受豎向載荷；鋼結(jié)構(gòu)滑動鉸支座具有抗豎向拉力的性能。
保證豎向地震時上下結(jié)構(gòu)不脫節(jié)；鋼結(jié)構(gòu)滑動鉸支座具有抗水平力的性能，保證水平地震時結(jié)構(gòu)不脫落；鋼結(jié)構(gòu)滑動鉸支座可適應(yīng)徑向、環(huán)向的位移要求；鋼結(jié)構(gòu)雙向動鉸支座可適應(yīng)任意方向的轉(zhuǎn)角要求；鋼結(jié)構(gòu)滑動鉸支座通過球面?zhèn)髁Γ怀霈F(xiàn)力的縮頸現(xiàn)象，作用在上、下結(jié)構(gòu)的反力比較均勻；固定抗震球形鉸支座的工作原理：球鉸支座廠固定球鉸支座是指支座不允許任何方向的位移。
但允許任何方向有一定的轉(zhuǎn)角，原理與橋梁工程的球型鋼支座類似，單向滑動球鉸支座是指支座能允許沿著支座長軸方向有一定位移滑動，并且允許沿長軸豎直面有一定轉(zhuǎn)角，相當(dāng)于橋梁工程的球型鋼支座、減隔震支座的功能組合。球鉸支座的優(yōu)點在于既能允許釋放由于施工、溫度、荷載變化等因素引起的支座轉(zhuǎn)角變化。
又允許其產(chǎn)生位移，這樣可以釋放掉結(jié)構(gòu)的不利應(yīng)力。目前，固定抗震球形鉸支座技術(shù)已經(jīng)被用于多個大型建筑工程。鋼結(jié)構(gòu)支認(rèn)選用時應(yīng)注意的事項：選用支座時應(yīng)注意承載力的大小、豎向拉力的大小、水平力的大小，并注意位移量和轉(zhuǎn)角，對于減震支座還應(yīng)注意水平彈性剛度。選用支座時應(yīng)注意支座的類型，即雙向活動型、單向活動型、固定型。