某一工程所用大轉(zhuǎn)角網(wǎng)架球鉸支座為例，對(duì)照普通球鉸支座，對(duì)其性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算方法進(jìn)行分析。對(duì)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(dòng)中心設(shè)定在O點(diǎn)處（見(jiàn)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(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；2.球鉸支座在承受拉力的同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；3.球鉸支座在承受壓力的同時(shí)承受剪力和轉(zhuǎn)動(dòng)；4.球鉸支座在承受拉力的同時(shí)承受剪力和轉(zhuǎn)動(dòng)；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(jìn)行球鉸支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算。球鉸支座球鉸支座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳力路徑考慮到對(duì)球鉸支座有大轉(zhuǎn)角的要求和有設(shè)定的轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)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(guò)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(duì)照當(dāng)球鉸支座轉(zhuǎn)動(dòng)后，球鉸支座承受拉力的兩個(gè)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(gè)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(shí)皆為線傳力。
甚至造成點(diǎn)傳力。特別是在承受拉力時(shí)，受力點(diǎn)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(dòng)，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(dòng)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(diǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)0.05rad且承受拉力、水平剪力時(shí)的狀況。
可以看出當(dāng)球鉸支座轉(zhuǎn)動(dòng)后，球鉸支座承受拉力的兩個(gè)作用面（見(jiàn)G處、H處）仍為球面結(jié)合，支座承受水平力的兩個(gè)作用面（見(jiàn)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(shí)皆為球面?zhèn)髁Γ淮嬖谄d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(dòng)中心O轉(zhuǎn)動(dòng)。

固定球鉸支座：可以轉(zhuǎn)動(dòng)，水平、垂直方向不能移動(dòng)。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(dòng)，但可以繞銷釘轉(zhuǎn)動(dòng)，可見(jiàn)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(diǎn)。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(dòng)鉸支座的主要技術(shù)性能：鋼結(jié)構(gòu)滑動(dòng)鉸支座可承受豎向載荷；鋼結(jié)構(gòu)滑動(dòng)鉸支座具有抗豎向拉力的性能。
保證豎向地震時(shí)上下結(jié)構(gòu)不脫節(jié)；鋼結(jié)構(gòu)滑動(dòng)鉸支座具有抗水平力的性能，保證水平地震時(shí)結(jié)構(gòu)不脫落；鋼結(jié)構(gòu)滑動(dòng)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(dòng)鉸支座可適應(yīng)任意方向的轉(zhuǎn)角要求；鋼結(jié)構(gòu)滑動(dòng)鉸支座通過(guò)球面?zhèn)髁?，不出現(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(dòng)球鉸支座是指支座能允許沿著支座長(zhǎng)軸方向有一定位移滑動(dòng)，并且允許沿長(zhǎng)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(diǎn)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(gè)大型建筑工程。鋼結(jié)構(gòu)支認(rèn)選用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：選用支座時(shí)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(duì)于減震支座還應(yīng)注意水平彈性剛度。選用支座時(shí)應(yīng)注意支座的類型，即雙向活動(dòng)型、單向活動(dòng)型、固定型。

球鉸支座的結(jié)構(gòu)： 該支座是在滑動(dòng)鉸支座的基礎(chǔ)上開(kāi)展而來(lái)，構(gòu)造主要由上支座板、聚四氟乙烯板、不銹鋼板、中心球面板、中心主體、箱體、不銹鋼板、聚四氟乙烯平面滑板和下支座板等組成。 球鉸支座的規(guī)范參數(shù)： 支座規(guī)范分為22個(gè)等級(jí),支座豎向規(guī)劃承載力、規(guī)劃轉(zhuǎn)角、摩擦系數(shù)均按相關(guān)規(guī)范要求規(guī)劃。 注：以上支座的技術(shù)參數(shù)：豎向壓力：300KN-10000KN；豎向拉力：90KN-3000KN；水平剪力：60KN-2000KN；轉(zhuǎn)角：0.03rad；X向位移：±60mm和±100mm；Y向位移：±60mm和±100mm。規(guī)劃剛度180KN/m-6000KN/m。 球鉸支座受力情況與力學(xué)計(jì)算假定一致，支座通過(guò)球面?zhèn)髁Γ饔梅戳Ψ衷S均勻，傳力可靠，通過(guò)聚四板（PTFE）的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)支座的轉(zhuǎn)動(dòng)，可萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)支座水平滑動(dòng)，允許位移值大，能夠有效的釋放結(jié)構(gòu)地震作用變形與溫度應(yīng)力，球鉸支座剛度大，變形小，承載能力高，抗震性能好，無(wú)老化問(wèn)題，耐久性好，適用溫度范圍大。