大抗拔力可滑移球鉸支座的製作方法
2023-06-03 19:03:11
專利名稱：大抗拔力可滑移球鉸支座的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種建築領域的球鉸支座，具體是指一種大抗拔力可滑移球鉸支 座，該球鉸支座具有很好的抗壓、抗拔能力。
背景技術：
在樓房或橋梁等建築結構中均需要設置支座，通常狀況下支座受到上部建築 結構的載荷力為向下的垂直載荷力，因此要求支座要具備良好的抗壓能力，目前 建築結構中的支座都能夠滿足這一基本要求。
但是在某些場合或情況下，支座受到上部建築結構的載荷力為上、下震動的 垂直載荷力，或者由於上部建築結構的變形而引起支座受到的載荷力在垂直方向 上會產生相對偏移，這就需要支座不但要具備良好的抗壓能力，同時也要具有良 好的抗拔能力，並且在受到交變的載荷力作用時能夠進行滑移調整，能夠減輕或 消除上部建築結構的變形對下部建築結構的影響。
ZL200620041016.8公開了一種抗拉球型支座，該球型支座的抗拉部件包括頂 板、球冠襯板、連接螺母、球窩柱體和底座，連接螺母將球冠襯板和球窩柱體連 接，球窩柱體置於底座中，通過球窩座肩部的球面和連接螺母內圈的球面構成支 座的承受拉力的球面結構。上述抗拉結構中受拉件通過連接螺母相連，在受到大 拔力作用下容易造成零件失效，發生危險。
中國申請號為200710099429.0的申請文件公開了一種豎向抗拔型摩擦擺支座，該支 座具有上部蓋板，上部蓋板由固定連接成一體的上連接鋼板和下擋i央組成，在上連擦岡板 和下擋塊之間設置有抗拔擋塊，起到抗拔效果。該申請中的抗拔擋板定位困難，容易發生 位置偏移，支座抗拔結構中的各^件之間均為剛性接觸，，難以在受到交變載荷力作 用時作適應性的滑移，容易導致應力集中。
綜上所述，目前尚未有令人滿意的具有艦、抗拔能力且可滑移的球鉸支座。
發明內容
本發明的目的是提供一種具有良好抗壓、抗拔能力的大抗拔力可滑移球鉸支 座，可廣泛應用到樓房、橋梁等建築結構中。本發明的上述目的通過如下技術方案來實現的大抗拔力可滑移球鉸支座， 它包括底座、頂板、支座底板、球鉸支撐結構、傳力件、抗拔件，其中，球鉸支 撐結構位於底座中，其特徵在於所述底座與頂板合為一個整體，構成支座殼體， 所述的支座底板位於支座殼體的下方並與之固定相連，所述的支座殼體具有內腔， 所述的球鉸支撐結構、傳力件和抗拔件均位於所述支座殼體的內腔內，其中，所 述的球鉸支撐結構位於內腔底部，並承託在支座底板上，其頂面支承所述的傳力 件，所述的傳力件由底座和豎向的主體形成整體的"丄"形結構，所述的抗拔件 套在所述傳力件的豎向主體上，且承託在所述傳力件的底座上，所述抗拔件的上 表面由所述支座殼體頂部的內表面限位，所述傳力件的豎向主體從所述的抗拔件 和支座殼體的頂面穿出，用於與其它建築件連接。
本發明球鉸支座中的球鉸支撐結構具有良好的抗壓能力，支座殼體為底座和 '頂板一體鑄造成型的整體結構，受力可靠，當所述的傳力件因豎向主體與建築構 件連接而可能受到向上的拉拔力作用時，通過抗拔件將力傳遞給支座殼體，支座 殼體再通過與之相連的支座底板將力傳遞給其連接的建築體，從而消除傳力件所 受到的拔力，因此本發明球鉸支座還具有抗大拔力的能力。
本發明球鉸支座可做成雙向滑動支座或者單向滑動支座，以滿足不同的受力 需要。
當本發明球鉸支座做成雙向滑動支座時，其採用如下結構所述傳力件底座 的外緣輪廓面和所述支座殼體的內壁面之間在左右向(X向)和前後向(Z向)均留有 可供傳力件移動的滑動間隙，即所述的傳力件可雙向滑動。
當本發明球鉸支座做成單向滑動支座時，其採用如下結構所述傳力件底座 的外緣輪廓面和所述支座殼體的內壁面之間只在左右向(X向)或者前後向(Z向)留 有可供傳力件移動的滑動間隙，而在前後向(Z向)或者左右向(X向)只留有2
4mm的轉動間隙，即所述的傳力件可單向滑動。
本發明的球鉸支座中，所述的支座殼體為由底座與頂板整體鑄造成型的結構 單元，所述的底座為柱形底座，其由中空柱體與位於柱體底面的環形底座板構成， 頂板位於柱形底座的柱體頂面，中空柱體環向還設置有起加強筋作用的環向抗剪 組件和徑向抗剪組件，所述的頂板也就是支座殼體的殼體頂板，所述的殼體頂板 開有可供所述傳力件的主體穿出的孔，所述支座殼體的殼體頂板的內表面和所述 抗拔件的上表面之間留有間隙。本發明中，所述抗拔件的上表面由所述支座殼體頂部的內表面限位，所述殼 體頂板上的孔的孔徑尺寸小於所述抗拔件頂端外緣輪廓尺寸，通過兩者之間存在 的尺寸差，支座殼體將抗拔件限位在其內腔內。
本發明可以做如下改進所述抗拔件的上表面還設置有帶儲油脂的聚四氟乙 烯滑動片，所述殼體頂板的內表面與所述聚四氟乙烯滑動片相對應位置處設置有 不鏽鋼滑動片，所述的聚四氟乙烯滑動片和不鏽鋼滑動片之間留有2 6mm的間 隙，當抗拔件受到向上的拔力作用時，所述的聚四氟乙烯滑動片和不鏽鋼滑動片 相接觸，兩者構成抗拔件和支座殼體的滑動摩擦機構。
本發明還可以做以下進一步的改進所述抗拔件的上部可與殼體頂板接觸的 頂面為平板結構，其下部為下凸型的球缺結構，所述傳力件的底座具有與所述抗 拔件下凸型的球缺結構相適配的上凹型的球缺結構，兩者的接觸面為球面接觸， 且球鉸支撐結構與傳力件和抗拔件球缺的中心線重合，以保證本發明球鉸支座在 抗拉時的轉動中心與抗壓時的轉動中心基本重合，承受交變動荷載時受力連續， 避免或者減少抗拔件與傳力件之間產生轉動的約束力矩和兩者的接觸面應力的集 中，並基本消除次彎矩。
所述抗拔件下凸型的球缺結構的表面還鍍有鍍鉻層，所述傳力件底座的上凹 型的球缺結構表面還設置有帶儲油脂的聚四氟乙烯滑動片，所述的鍍鉻層和所述 的聚四氟乙烯滑動片構成抗拔件和傳力件的滑動摩擦機構。抗拔件和傳力件之間 具有良好的潤滑效果，壁面兩部件在滑移中產生應力集中。
本發明中，所述的球鉸支撐結構由上球鉸支撐件和下球鉸支撐件組成，其中， 下球鉸支撐件承託在支座底板上，上球鉸支撐件承託所述傳力件，所述上球鉸支 撐件的下部為下凸型的球缺結構，所述下球鉸支撐件的上部為與所述上球鉸支撐 件下凸型的球缺結構相適配的上凹型的球缺結構，兩者的接觸面為球面接觸。
所述上球鉸支撐件和下球鉸支撐件的接觸面之間還設置有帶儲油脂的聚四氟 乙烯滑動片，所述的下球鉸支撐件和所述支座殼體的內壁面之間環繞設置有具有 減震功能的氯磺化橡膠層。
與現有技術相比，本發明的優點為
(1)本發明球鉸支座中的支座殼體為底座和頂板一體鑄造成型的整體結構，抗 拉組件支承在整體鑄造的支座外殼上，受力可靠，當所述的傳力件因豎向主體與建築構件連接而可能受到向上的拉拔力作用時，通過抗拔件將力傳遞給支座殼體， 由於抗拔接觸面大，因此本發明球鉸支座還具有抗大拔力的能力。
(2)本發明球鉸支座的抗拔零件間均設有滑動片，摩擦力矩較小，因而轉動 性能更接近鉸接支座，抗拉球鉸接觸面處設置了帶儲油脂的PTFE(聚四氟乙烯)滑 動片，是目前摩擦係數最小的滑動片，具有良好的滑動效果；
(3) 本發明球鉸支座的傳力件與抗拔件採用球面接觸結構，且球鉸支撐結構與 傳力件和抗拔件球缺的中心線重合，以保證本發明球鉸支座在抗拉時的轉動中心 與抗壓時的轉動中心基本重合，偏差很小，承受交變動荷載時受力連續，便於結 構力學計算，並且可以避免或者減少抗拔件與傳力件之間產生轉動的約束力矩和 兩者的接觸面應力的集中，並基本消除次彎矩。
(4) 本發明球鉸支座可以單向或雙向滑動，以滿足不同的受力需要。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步的詳細描述。
圖1是本發明大抗拔力可滑移球鉸支座實施例一施工結構示意圖2是本發明大抗拔力可滑移球鉸支座實施例一分解結構示意圖3是本發明大抗拔力可滑移球鉸支座實施例一整體結構主視剖視圖4是圖3的A向局部放大圖5是本發明大抗拔力可滑移球鉸支座實施例一整體結構左視剖視圖6是圖5的B向局部放大圖7是圖5的C向局部放大圖8是本發明大抗拔力可滑移球鉸支座實施例一中支座殼體的俯視圖； 圖9是圖8的A—A剖面圖10是圖9的D向局部放大圖11是圖8的B—B剖面圖12是圖11的E向局部放大圖13是本發明大抗拔力可滑移球鉸支座實施例一中抗拔件的俯視圖； 圖14是圖13的C一C剖面圖； 圖15是圖13的D—D剖面圖； 圖16是圖15的F向局部放大圖；圖17是本發明大抗拔力可滑移球鉸支座實施例一中傳力件的俯視圖18是圖17的E — E剖面圖19是圖18的G向局部放大圖20是圖17的F — F剖面圖21是圖20的H向局部放大圖22是本發明大抗拔力可滑移球鉸支座實施例二整體結構主視剖視圖； 圖23是本發明大抗拔力可滑移球鉸支座實施例一整體結構左視剖視圖。
具體實施方式
實施例一
如圖1至圖21所示的大抗拔力可滑移球鉸支座，它包括支座殼體l、支座底 板6、球鉸支撐結構、傳力件3和抗拔件2，支座殼體l、支座底板6、球鉸支撐 結構、傳力件3和抗拔件2的中心線均相重合，支座底板6位於支座殼體1下方 並與之固定相連，支座底板6用於與預埋在鋼筋混凝土內的抗剪件10相連。
支座殼體1為一個由底座和殼體頂板11整體鑄造成型的結構單元，受力可靠， 其中，底座為柱形底座，其由中空柱體與位於柱體底面的環形底座板14構成，殼 體頂板11位於柱形底座的柱體頂面，中空柱體環向還設置有起加強筋作用的環向 抗剪組件12和徑向抗剪組件13，殼體頂板11開有可供傳力件3穿出的孔lla。
支座殼體l具有內腔，球鉸支撐結構、傳力件3和抗拔件2均位於支座殼體1 的內腔內，其中，球鉸支撐結構位於內腔底部，並承託在支座底板6上其頂面支 承傳力件3，傳力件3由底座31和豎向(Y向)的主體32形成整體的"丄"形結構， 抗拔件2套在傳力件的豎向主體32上，且承託在傳力件3的底座31上，傳力件 的豎向主體32從抗拔件2和支座殼體1的孔lla穿出，用於與位於其上部的建築 件9相連，殼體頂板11上的孔lla的孔徑尺寸小於所述抗拔件2頂端外緣輪廓尺 寸，通過兩者之間存在的尺寸差，支座殼體1將抗拔件2限位在其內腔內，即當 抗拔件2受到向上的拔力作用時，不會從支座殼體l內脫出。
抗拔件2的中部開有可供傳力件的主體32穿過的中心孔，其上部可與殼體頂 板11接觸的頂面為平板結構，該平板結構的上表面還設置有帶儲油脂的聚四氟乙 烯滑動片2a，殼體頂板ll的內表面與聚四氟乙烯滑動片相對應位置處設置有不鏽 鋼滑動片llb，聚四氟乙烯滑動片2a和不鏽鋼滑動片11b之間留有4mm的間隙，當抗拔件2受到向上(Y向)的拔力作用時，聚四氟乙烯滑動片2a和不鏽鋼滑動片 llb相接觸，兩者構成抗拔件2和支座殼體1的滑動摩擦機構，聚四氟乙烯滑動片 摩擦係數小，與不鏽鋼滑動片配合使用具有極好的滑動效果。
抗拔件2的下部為下凸型的球缺結構，傳力件3的底座31具有與抗拔件下凸 型的球缺結構相適配的上凹型的球缺結構，抗拔件下凸型的球缺結構的表面還鍍 有鍍鉻層2b，傳力件底座31的上凹型的球缺結構表面還設置有帶儲油脂的聚四氟 乙烯滑動片3a，鍍鉻層2b和聚四氟乙烯滑動片3a構成抗拔件2和傳力件3的滑 動摩擦機構，減少兩部件之間的接觸摩擦力。
傳力件底座31的外緣輪廓面在前後向(Z向)設置有不鏽鋼滑動片3b，支座殼 體1與該不鏽鋼滑動片3b相鄰的內壁面設置有聚四氟乙烯滑動片2a，傳力件底座 31和支座殼體1在左右向(X向)留有可供傳力件3移動的滑動間隙，而在前後向(Z 向)只留有4mm的轉動間隙，即傳力件3隻能沿左右向(X向)作單向滑動，不能沿 前後向(Z向)滑動，也即本實施例中的支座為單向滑動支座。
球鉸支撐結構由上球鉸支撐件4和下球鉸支撐件5組成，其中，下球鉸支撐 件5承託在支座底板6上，上球鉸支撐件4承託傳力件3，並且上球鉸支撐件4和 傳力件3之間還設置有滑動片，減少傳力件3的滑移摩擦力，上球鉸支撐件4的 下部為下凸型的球缺結構，下球鉸支撐件5的上部為與上球鉸支撐件下凸型的球 缺結構相適配的上凹型的球缺結構，上球鉸支撐件4和下球鉸支撐件5的接觸面 之間還設置有帶儲油脂的聚四氟乙烯滑動片7，起到潤滑效果，使得球鉸支座受壓 轉動時，其轉動性能更接近鉸接支撐，下輝鉸支撐件5和支座殼體1的內壁面之 間還環繞設置有具有減震功能的氯磺化橡膠層8，增強球鉸支座的抗震、減震功能。
實施例二
如圖22、圖23所示的大抗拔力可滑移球鉸支座，和實施例一不同的是，本實 施例的傳力件底座31的外緣輪廓面和支座殼體l的內壁面之間在左右向(X向)和前 後向(Z向)均留有可供傳力件3移動的滑動間隙，傳力件3可雙向滑動，即本實施 例中的支座為雙向滑動支座，滿足不同的受力需要。
權利要求
1. 大抗拔力可滑移球鉸支座，它包括底座、頂板、支座底板(6)、球鉸支撐結構、傳力件(3)、抗拔件(2)，其中，球鉸支撐結構位於底座中，其特徵在於所述底座與頂板合為一個整體，構成支座殼體，所述的支座底板(6)位於支座殼體(1)的下方並與之固定相連，所述的支座殼體(1)具有內腔，所述的球鉸支撐結構、傳力件(3)和抗拔件(2)均位於所述支座殼體(1)的內腔內，其中，所述的球鉸支撐結構位於內腔底部，並承託在支座底板(6)上，其頂面支承所述的傳力件(3)，所述的傳力件(3)由底座(31)和豎向的主體(32)形成整體的「⊥」形結構，所述的抗拔件(2)套在所述傳力件的豎向主體(32)上，且承託在所述傳力件的底座(31)上，所述抗拔件(2)的上表面由所述支座殼體(1)頂部的內表面限位，所述傳力件的豎向主體(32)從所述的抗拔件(2)和支座殼體(1)的頂面穿出，用於與其它建築件連接。
2. 根據權利要求l所述的大抗拔力可滑移球鉸支座，其特徵在於所述傳力 件底座(31)的外緣輪廓面和所述支座殼體(1)的內壁面之間在左右向(X向)和前後向 (Z向)均留有可供傳力件(3)移動的滑動間隙，即所述的傳力件(3)可雙向滑動。
3. 根據權利要求1所述的大抗拔力可滑移球鉸支座，其特徵在於所述傳力 件底座(31)的外緣輪廓面和所述支座殼體(1)的內壁面之間只在左右向(X向)或者前 後向(Z向)留有可供傳力件移動的滑動間隙，而在前後向(Z向)或者左右向(X向)只 留有2 4mm的轉動間隙，即所述的傳力件(3)可單向滑動。
4. 根據權利要求1所述的大抗拔力可滑移球鉸支座，其特徵在於所述的支 座殼體(l)為由底座和頂板整體鑄造成型的結構單元，所述的底座為柱形底座，其 由中空柱體與位於柱體底面的環形底座板(14)構成，頂板位於柱形底座的柱體頂 面，中空柱體環向還設置有起加強筋作用的環向抗剪組件(12)和徑向抗剪組件(13)， 所述的頂板也就是支座殼體的殼體頂板(ll)，所述的殼體頂板(ll)開有可供所述傳 力件(3)的主體(32)穿出的孔(lla)，所述支座殼體(l)的殼體頂板(ll)的內表面和所述 抗拔件(2)的上表面之間留有間隙。
5. 根據權利要求4所述的大抗拔力可滑移球鉸支座，其特徵在於所述殼體 頂板(ll)上的孔(lla)的孔徑尺寸小於所述抗拔件(2)頂端外緣輪廓尺寸，兩者之間存 在尺寸差，支座殼體(1)將抗拔件(2)限位在其內腔內。
6. 根據權利要求5所述的大抗拔力可滑移球鉸支座，其特徵在於所述抗拔 件(2)的上表面還設置有帶儲油脂的聚四氟乙烯滑動片(2a)，所述殼體頂板(ll)的內 表面與所述聚四氟乙烯滑動片相對應位置處設置有不鏽鋼滑動片(llb)，所述的聚 四氟乙烯滑動片(2a)和不鏽鋼滑動片(llb)之間留有2 6mm的間隙，當抗拔件(2) 受到向上的拔力作用時，所述的聚四氟乙烯滑動片(2a)和不鏽鋼滑動片(llb)相接 觸，兩者構成抗拔件(2)和支座殼體(1)的滑動摩擦機構。
7. 根據權利要求6所述的大抗拔力可滑移球鉸支座，其特徵在於所述抗拔 件(2)的上部可與殼體頂板(11)接觸的頂面為平板結構，其下部為下凸型的球缺結 構，所述傳力件的底座(31)具有與所述抗拔件下凸型的球缺結構相適配的上凹型的 球缺結構，兩者的接觸面為球面接觸。
8. 根據權利要求7所述的大抗拔力可滑移球鉸支座，其特徵在於所述抗拔 件下凸型的球缺結構的表面還鍍有鍍鉻層(2b)，所述傳力件底座(31)的上凹型的球 缺結構表面還設置有帶儲油脂的聚四氟乙烯滑動片(3a)，所述的鍍鉻層(2b)和所述 的聚四氟乙烯滑動片(3a)構成抗拔件(2)和傳力件(3)的滑動摩擦機構。
9. 根據權利要求1至8任一所述的大抗拔力可滑移球鉸支座，其特徵在於 所述的球鉸支撐結構由上球鉸支撐件(4)和下球鉸支撐件(5)組成，其中，下球鉸支 撐件(5)承託在所述支座底板(6)上，上球鉸支撐件(4)承託所述傳力件(3)，所述上球 鉸支撐件(4)的下部為下凸型的球缺結構，所述下球鉸支撐件(5)的上部為與所述上 球鉸支撐件下凸型的球缺結構相適配的上凹型的球缺結構，兩者的接觸面為球面 接觸。
10. 根據權利要求9所述的大抗拔力可滑移球鉸支座，其特徵在於所述上球鉸支撐件(4)和下球鉸支撐件(5)的接觸面之間還設置有帶儲油脂的聚四氟乙烯滑動 片(7)，所述的下球鉸支撐件(5)和所述支座殼體(1)的內壁面之間環繞設置有具有減 震功能的氯磺化橡膠層(8)。
全文摘要
一種大抗拔力可滑移球鉸支座，它包括底座、頂板、支座底板、球鉸支撐結構、傳力件、抗拔件，其中，球鉸支撐結構位於底座中，底座與頂板合為一個整體，構成支座殼體，支座底板位於支座殼體的下方並與之固定相連，支座殼體具有內腔，球鉸支撐結構、傳力件和抗拔件均位於支座殼體的內腔內，其中，球鉸支撐結構位於內腔底部，並承託在支座底板上，其頂面支承傳力件，傳力件由底座和豎向的主體形成整體的「⊥」形結構，抗拔件套在傳力件的豎向主體上，且承託在傳力件的底座上，抗拔件的上表面由支座殼體頂部的內表面限位，傳力件的豎向主體從抗拔件和支座殼體的頂面穿出，用於與其它建築件連接。本發明具有大抗拔力，適用於建築結構。
文檔編號E04H9/02GK101289833SQ200810028148
公開日2008年10月22日 申請日期2008年5月19日 優先權日2008年5月19日
發明者伍國華, 何錦超, 廖旭釗, 李愷平, 李楨章, 蔡曉寶, 譚開偉 申請人:廣東省建築設計研究院