一種用於建築結構構件卸載的支撐機構的製作方法

2023-06-20 00:47:26 1

專利名稱：一種用於建築結構構件卸載的支撐機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於建築領域的部件，具體來說，涉及一種用於建築結構構件卸載的支撐機構。
背景技術：
在實際工程中，常常需要對結構進行加固改造。改造過程中，為了消除被加固構件應力滯後所造成的對加固效果的不利影響，或者為了避免拆除構件後傳力途徑的變化造成相鄰構件承載能力不足，因此需要先卸載再加固改造。目前，常用的卸載方法有角鋼支撐法、立杆支撐法、託梁換柱法等。託梁換柱法不設置支撐，而是對所需卸載的柱的上部梁施加預應力或安裝疊合梁進行支託，從而達到卸載目的，該技術實施對原結構要求較多、破損較大，且施工技術含量高。相對而言，支撐卸載方法最為常見。但所設支撐不僅要便於調節內力從而可以按設計要求轉移被支撐構件所承受的荷載，而且必須操作方便。角鋼支撐法在施工中應用較多，柱子所承受的力部分或全部由角鋼來承擔，但存在施工難度大、影響原結構其他構件受力的缺點；立杆支撐來源於橋梁工程，是角鋼支撐的一種優化，其底部裝有頂託，可調節立杆升降，但也存在著支撐力不便於施加、裝置無法重複使用的缺點。
發明內容技術問題本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用於建築結構構件卸載的支撐機構，該支撐機構利用菱形的幾何可變特點，可對被支撐位置形成數倍於橫杆拉力的支撐合力，確保結構構件卸載安全進行。技術方案為了解決上述技術問題，本實用新型採用如下的技術方案—種用於建築結構構件卸載的支撐機構，該支撐機構包括四個受壓斜杆、受拉橫杆、上端板和下端板，四個受壓斜杆由長度相等的第一受壓斜杆、第二受壓斜杆、第三受壓斜杆和第四受壓斜杆組成，四個受壓斜杆呈菱形布置，第一受壓斜杆的一端和第二受壓斜杆的一端分別與上端板的下部轉動連接，第一受壓斜杆的另一端和第三受壓斜杆的一端轉動連接，第二受壓斜杆的另一端和第四受壓斜杆的一端轉動連接，第三受壓斜杆的另一端和第四受壓斜杆的另一端分別與下端板的上部轉動連接，受拉橫杆兩端的外表面設有螺紋，受拉橫杆的一端穿出第一受壓斜杆和第三受壓斜杆的連接部位，受拉橫杆的另一端穿出第二受壓斜杆和第四受壓斜杆的連接部位，且受拉橫杆的兩端分別設有一螺母，螺母位於受壓斜杆的外側。有益效果與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果1.該支撐機構利用菱形的幾何可變特點，可對被支撐位置形成數倍於橫杆拉力的支撐合力，確保結構構件卸載安全進行。本實用新型的四個受壓斜杆由長度相等的第一受壓斜杆、第二受壓斜杆、第三受壓斜杆和第四受壓斜杆組成，四個受壓斜杆呈菱形布置。通過調節受拉橫杆的有效長度，可以改變支撐機構的高度。在幾何關係確定後，通過在受拉橫杆中施加拉力，可對被支撐位置形成數倍於橫杆拉力的支撐合力，確保結構構件卸載安全進行。2.支撐力可精確控制。根據菱形特點，橫向拉杆中拉力L與支撐機構的支撐力P的比值是橫向拉杆與斜向壓杆間夾角Θ的單調函數，因此精確控制拉力L，便可精確控制支撐機構的支撐力P。當支撐機構與結構被頂撐面緊密貼合後，四個受壓斜杆組成的菱形四條邊與中部橫向拉杆的夾角不再發生明顯變化，最終的夾角Θ可測量得到，進而通過確定關係計算在橫向拉杆中所需施加的拉力，精確控制支撐機構的支撐力。3.適用範圍廣。本實用新型的支撐機構產生的支撐力值範圍大，不僅適用於對結構構件加固，也適用於對結構構件進行置換，因此適用於加固改造各類場合。4.使用簡單易行。本實用新型的支撐機構的使用方法包括連接支撐機構與結構被頂撐面和支撐機構對結構被頂撐面施加支撐力兩個步驟，步驟簡單。因為僅需要在橫杆中施加僅幾分之一、甚至十幾分之一倍於支撐機構支撐力的拉力，而拉力由扭力扳手施加，僅單個人力即可完成，容易實施。

圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是本實用新型局部放大圖。圖3是本實用新型中轉換支座的結構示意圖。圖中有第一受壓斜杆1、第二受壓斜杆2、第三受壓斜杆3、第四受壓斜杆4、受拉橫杆5、上端板6、下端板7、螺母8、耳板9、銷10、底板11、斜板12、加強肋13、彈性元件14。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型的技術方案進行詳細的說明。本實用新型提出了一種用於建築結構構件卸載的支撐機構，該支撐機構適用於為了消除被加固構件應力滯後所造成的對加固效果的不利影響，或者為了避免臨時拆除構件後傳力途徑的變化造成相鄰構件承載能力不足，需要先卸載再加固改造的結構。如圖1所示，本實用新型的一種用於建築結構構件卸載的支撐機構，包括四個受壓斜杆、受拉橫杆5、上端板6和下端板7。受壓斜杆的截面形狀不限定，但優選為槽鋼、圓鋼、H型鋼、或者工字鋼。如圖1中選擇的是槽鋼。受拉橫杆5優選為圓形截面拉杆。四個受壓斜杆由長度相等的第一受壓斜杆1、第二受壓斜杆2、第三受壓斜杆3和第四受壓斜杆4組成。四個受壓斜杆呈菱形布置。第一受壓斜杆I的一端和第二受壓斜杆2的一端分別與上端板6的下部轉動連接，第一受壓斜杆I的另一端和第三受壓斜杆3的一端轉動連接，第二受壓斜杆2的另一端和第四受壓斜杆4的一端轉動連接，第三受壓斜杆3的另一端和第四受壓斜杆4的另一端分別與下端板7的上部轉動連接。受拉橫杆5兩端的外表面設有螺紋，受拉橫杆5的一端穿出第一受壓斜杆I和第三受壓斜杆3的連接部位，受拉橫杆5的另一端穿出第二受壓斜杆2和第四受壓斜杆4的連接部位，且受拉橫杆5的兩端分別設有一螺母8，螺母8位於受壓斜杆的外側。如圖1所示，四個受壓斜杆的每個端部均設有一個耳板9，第一受壓斜杆I 一端的耳板9和第二受壓斜杆2—端的耳板9分別與上端板6的下部通過銷10連接，第一受壓斜杆I另一端的耳板9和第三受壓斜杆3 —端的耳板5通過銷10連接，第二受壓斜杆2另一端的耳板9和第四受壓斜杆4 一端的耳板9通過銷10連接，第三受壓斜杆3另一端的耳板9和第四受壓斜杆4另一端的耳板9分別與下端板7的上部通過銷10連接。通過設置耳板9和銷10，來實現零件之間的轉動。如圖2所示，為了保證扳手可以對螺母8施加作用力，所述的用於建築結構構件卸載的支撐機構還包括中空的彈性元件14，該彈性元件14套裝在受拉橫杆5上，且位於螺母8和銷10之間。這樣設置彈性元件14後，彈性元件14的一端可抵靠在銷10上，彈性元件14的另一端可抵靠在螺母8上，避免螺母8卡在兩個平行的耳板中間，使得扳手無法旋轉施力。彈性元件14可以是空心圓鋼管、彈簧或其他彈性體。上述用於建築結構構件卸載的支撐機構的使用方法，包括如下步驟第一步連接支撐機構與結構被頂撐面通過旋轉受拉橫杆5兩端外側的螺母8，改變受壓斜杆與受拉橫杆5之間的角度，改變支撐機構的高度，使支撐機構與結構被頂撐面緊密貼合。在第一步中，當支撐機構與結構被頂撐面相垂直時，支撐機構的上端板6和下端板7用螺栓或化學錨栓固定於結構上。當支撐機構與結構被頂撐面不垂直時，安裝轉換支座，轉換支座的底板11與結構被頂撐面採用螺栓或化學錨栓固定連接，轉換支座的斜板12與支撐機構相垂直，且採用螺栓連接斜板12與支撐機構，轉換支座的底板11與斜板12之間用加強肋13進行連接。如圖3所示，轉換支座包括底板11、斜板12和加強肋13，底板11平行於被頂撐面布置，斜板12傾斜於被頂撐面布置，且底板11和斜板12之間設置加強肋13進行固定連接。第二步支撐機構對結構被頂撐面施加支撐力用扳手固定受拉橫杆5 —側的螺母8，用扭力扳手旋轉受拉橫杆5另一側的螺母8，使得兩個螺母8之間的距離減小，在受拉橫杆5中建立拉力，在受壓斜杆f 4中建立壓力，直至實現支撐機構對結構被頂撐面施加支撐力。上述用於建築結構構件卸載的支撐機構的製備方法是( I)在每根受壓斜杆的端部焊接一個帶孔耳板，同時在上端板6和下端板7上焊接帶孔耳板，耳板上的孔可以為圓孔，便於部件之間的轉動，然後採用圓形插銷連接受壓斜杆之間、以及受壓斜杆和上端板6或下端板7之間的耳孔，使得四根受壓斜杆、上端板6和下端板7組成一個整體，且呈菱形的形狀；(2)在連接第一受壓斜杆I和第三受壓斜杆3的銷上鑽孔，在連接第二受壓斜杆2和第四受壓斜杆4的銷上鑽孔，再將受拉橫杆5的兩端分別穿過銷上的孔，並將螺母8旋扭在受拉橫杆5的兩端；(3)在上端板6和下端板7上鑽螺栓孔，用於將支撐機構與被頂支撐面連接。本實用新型的一種用於建築結構構件卸載的支撐機構，不僅受拉橫杆5的拉力便於施加和控制，而且通過調節菱形角度控制整套支撐機構的高度，可以適應實際淨高存在的差異。通過在受拉橫杆5兩端外側旋轉螺母8改變受拉橫杆5的有效長度，受壓斜杆與受拉橫杆5所形成角度變大，從而改變支撐機構的整體高度，使支撐機構與結構緊密貼合。受拉橫杆5的有效長度是指受拉橫杆5上位於兩個螺母8之間的長度。然後旋轉一側螺母，使受拉橫杆5張拉,從而使菱形支撐機構在另一對角線方向對結構產生支撐力。受拉橫杆5中的拉力為L,支撐機構的支撐力為P,受拉橫杆5與受壓斜杆之間的夾角為Θ ,根據力的平衡關係P=L *tg Θ，可由受拉橫杆5所受的橫向拉力求出支撐機構的支撐力。在相同的支撐力條件下，受壓斜杆與受拉橫杆5之間的角度越大，受拉橫杆5所需的拉力越小。通過調節受拉橫杆5拉力控制支撐力，在支撐機構所在位置產生荷載，以達到卸載目的。受拉橫杆5中拉力小，因而便於施加和控制。支撐機構 的高度可調且設置靈活，可根據實際需要將多套支撐機構組合使用和重複使用。該菱形的可調支撐機構的實際應用效果良好。
權利要求1.一種用於建築結構構件卸載的支撐機構，其特徵在於，該支撐機構包括四個受壓斜杆、受拉橫杆(5)、上端板(6)和下端板(7)，四個受壓斜杆由長度相等的第一受壓斜杆(I)、第二受壓斜杆(2)、第三受壓斜杆(3)和第四受壓斜杆(4)組成，四個受壓斜杆呈菱形布置，第一受壓斜杆(I)的一端和第二受壓斜杆(2)的一端分別與上端板(6)的下部轉動連接，第一受壓斜杆(I)的另一端和第三受壓斜杆(3)的一端轉動連接，第二受壓斜杆(2)的另一端和第四受壓斜杆(4)的一端轉動連接，第三受壓斜杆(3)的另一端和第四受壓斜杆(4)的另一端分別與下端板(7)的上部轉動連接，受拉橫杆(5)兩端的外表面設有螺紋，受拉橫杆(5)的一端穿出第一受壓斜杆(I)和第三受壓斜杆(3)的連接部位，受拉橫杆(5)的另一端穿出第二受壓斜杆(2)和第四受壓斜杆(4)的連接部位，且受拉橫杆(5)的兩端分別設有一螺母(8 )，螺母(8 )位於受壓斜杆的外側。
2.按照權利要求1所述的用於建築結構構件卸載的支撐機構，其特徵在於，所述的四個受壓斜杆的每個端部均設有一個耳板(9)，第一受壓斜杆(I) 一端的耳板(9)和第二受壓斜杆(2)—端的耳板(9)分別與上端板(6)的下部通過銷(10)連接，第一受壓斜杆(I)另一端的耳板(9)和第三受壓斜杆(3)—端的耳板(5)通過銷(10)連接，第二受壓斜杆(2)另一端的耳板(9)和第四受壓斜杆(4) 一端的耳板(9)通過銷(10)連接，第三受壓斜杆(3)另一端的耳板(9)和第四受壓斜杆(4)另一端的耳板(9)分別與下端板(7)的上部通過銷(10)連接。
3.按照權利要求1所述的用於建築結構構件卸載的支撐機構，其特徵在於，所述的四個受壓斜杆為槽鋼、圓鋼、H型鋼、或者工字鋼。
4.按照權利要求1所述的用於建築結構構件卸載的支撐機構，其特徵在於，所述的受拉橫杆(5 )為圓形截面拉杆。
5.按照權利要求1所述的用於建築結構構件卸載的支撐機構，其特徵在於，還包括中空的彈性元件(14)，該彈性元件(14)套裝在受拉橫杆(5)上，且位於螺母(8)和銷(10)之間。
專利摘要本實用新型公開了一種用於建築結構構件卸載的支撐機構，包括四個受壓斜杆、受拉橫杆、上端板和下端板，第一受壓斜杆和第二受壓斜杆分別與上端板轉動連接，第一受壓斜杆和第三受壓斜杆轉動連接，第二受壓斜杆和第四受壓斜杆轉動連接，第三受壓斜杆和第四受壓斜杆分別與下端板轉動連接，受拉橫杆兩端的外表面設有螺紋，受拉橫杆的一端穿出第一受壓斜杆和第三受壓斜杆的連接部位，受拉橫杆的另一端穿出第二受壓斜杆和第四受壓斜杆的連接部位，且受拉橫杆的兩端分別設有一螺母。該支撐機構可確保結構構件卸載安全進行。
文檔編號E04G25/04GK202899638SQ201220535918
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月18日 優先權日2012年10月18日
發明者朱虹, 吳京, 陳昊陽, 陳榮忠 申請人:東南大學