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(jì)、計(jì)算方法進(jìn)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(dòng)中心設(shè)定在O點(diǎn)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(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(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?，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(dòng)中心O轉(zhuǎn)動(dòng)。

固定抗震球鉸支座ZZ1-KZQZ-2500kN-GD，根據(jù)球鉸支座是否承載拉力，可將其分為無抗拉要求的球型鉸支座(GQZ)和有抗拉要求的球型鉸支座(klqz)，球型鉸支座類型的選用取決于結(jié)構(gòu)整體分析計(jì)算得到的支座受力要求。 1、通過球面?zhèn)髁?，不會出現(xiàn)力的頸縮現(xiàn)象，作用在下部鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土構(gòu)造上的反力比較均勻。2、選用具有優(yōu)良耐磨性能聚四氟滑板或改性超高分子量滑板與不銹鋼板或鍍鋼板為摩擦副，通過摩擦副之間的相對滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)支座的轉(zhuǎn)動(dòng)和水平滑動(dòng)功能，轉(zhuǎn)動(dòng)力距小，且轉(zhuǎn)動(dòng)力距與支座轉(zhuǎn)角無關(guān)，特別適用于大轉(zhuǎn)角的要求，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角可到0.05rad 以上。3支座具備各向一致的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，并且可以根據(jù)實(shí)際工程需要，將支座設(shè)計(jì)或固定支座、單向滑動(dòng)支座、雙向滑動(dòng)支座等。 4、球型鉸支座不使用承壓橡膠板、承載、滑移和轉(zhuǎn)動(dòng)部件均由鋼材和聚四氟滑板或改性超高分子量滑板組成，不存在虛假老化對支座力學(xué)性能的影響，大大提高了支座的使用壽命。5、球型鉸支座不使用承壓橡膠板，不存在橡膠硬化問題，要使用于低溫地區(qū)，使用溫度范圍達(dá)到零下40攝氏度-60攝氏度。