鋼結構萬向球形鉸接支座的製作方法
2024-03-23 03:03:05
專利名稱：鋼結構萬向球形鉸接支座的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種建築鋼結構節點的鉸接支座，特別是一種萬向球形鉸接支座。
背景技術：
目前市場上常用的鉸接支座，具有以下缺陷，或者不能承受很大拉力、或者不能很 好的轉動，很難滿足工程的實際需要，國外市場上同類支座，如舊金山國際機場採用的支 座，結構複雜，加工精度要求很高，價格相當於國內的十倍。結構計算表明，支座在各工況下 的受力很複雜，不僅承受壓力，在有些工況下，將承受很大的側推力和很大的拉力。這就需 要一種鉸接支座，既要滿足這些工況的要求，同時還要能很好的轉動，以滿足計算模型的完 全鉸接條件。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種鋼結構萬向球形鉸接支座，解決支座和節點板製造 難度大、加工複雜、造價昂貴的技術問題；還解決現有鋼結構萬向支座抗拉拔能力較弱、且 在受向上拉力後，無法同時轉動的問題。為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案這種鋼結構萬向球形鉸接支座，由底座與上部節點呈下包上狀活動連接，其特徵 在於所述底座為對稱兩半拼裝式，其邊緣分布有一圈螺栓孔，在底座中央有一球冠形凸 面，在底座的螺栓孔與球冠凸面之間有一圈向中央弧形彎曲的環箍板，在環箍板的外側面 至底座的邊緣、每隔90°伸展出一塊翅板，翅板均高於環箍板，板面上分布有連接孔，由螺 栓將兩半底座拼裝為一整體。上部節點的中部是節點柱，上部連有承臺板，下部呈圓砣形，環箍板的內弧面將上 部節點的圓砣包住，圓砣的底面中央相對於底座球冠形凸面的位置有相應曲面的凹面，其 凹面的深度小於球冠形凸面的高度。上述底座的拼裝後形狀為正八邊形、正六邊形或正四邊形。上述上部節點的圓砣上弧面以及環箍板的內弧面略大於1/4圓弧。上述上部節點的圓砣外周為弧面，圓砣中部是直立的圓臺，弧面與圓臺的交界線 為一圈小於90°的陰角溝。上部節點的節點柱的橫截面是圓形、橢圓形或十字肋形。與現有技術相比本實用新型具有以下特點和有益效果1)支座剛度很大，在較大拉力作用下，能自由轉動。既能承受很大拉力、又能很 好的轉動。例如某工程的支座水平推力達到3650KN，豎向拉力400KN，豎向壓力3000KN， 轉角7°，同類支座很難達到要求，經過力學分析和試驗驗證後，發現支座在很大荷載作用 下，變形較小，滿足強度要求。支座外環擋板與支座底座之間設置的倒角(相當於加大了 支座擋板根部的斷面高度)大大提高了支座剛度和強度。隨後的支座試驗研究也進行了驗
3證。試驗表明，支座不僅剛度大，承載力高，而且在很大拉力作用下的安全轉動角度達到了 設計要求。2)製作安裝方便，安全性高、價格低廉，可以根據需要設計出不同大小的類型和 不同噸位的產品。全部製作過程實際上是一個鑄造過程，鑄件材質的控制參照德國標準 Dmi7182。支座的安裝也是非常方便，這是由於支座的構造非常簡單，是由底座和支座環形 蓋板兩部分構成，環形蓋板優化成兩個對扣的半球形板，安裝時，只需將上部節點與支座的 瓣形蓋板拼好後旋轉咬合即可。支座體積小，重量輕，300噸以內的支座人工即可操作，大大 降低了安裝成本，提高了效率。另外底座上可以留出足夠的錨栓孔位，以便安裝錨栓，提高 支座的安全度。3)具有很好的抗震性能和抗溫度變形能力。該支座底座中部的突緣，具有將結構 的水平運動轉化為豎向運動的功能，從而減弱了結構的水地震作用效應。在較大荷載作用 下，支座仍處於線彈性狀態，具有很大的自由轉動角度，有較大的抗剪切能力，抗震性能好， 滿足設計要求。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是圖1中A向的示意圖；圖3是底座部分的結構示意圖；圖4是圖3中B向的示意圖；圖5是圖3中C剖面的示意圖；圖6是上部節點的結構示意圖。 附圖標記1 -底座、2-環箍板、3-上部節點、4-承臺板、5-翅板、6-螺栓孔、7-球 冠形凸面、8-連接孔、9-凹面、10-節點柱、11-圓砣、12-陰角溝。
具體實施方式
實施例參見圖1-圖6所示，這種鋼結構萬向球形鉸接支座，由底座1與上部節點3 呈下包上狀活動連接，底座為對稱兩半拼裝式，拼裝後形狀為正八邊形、正六邊形或正四邊 形。其邊緣分布有一圈螺栓孔6，在底座中央有一球冠形凸面7，在底座的螺栓孔與球冠凸 面之間有一圈向中央弧形彎曲的環箍板2，在環箍板的外側面至底座的邊緣、每隔90°伸 展出一塊翅板5，翅板均高於環箍板，板面上分布有連接孔8，由螺栓將兩半底座拼裝為一 整體。上述上部節點3的中部是節點柱10，節點柱10的橫截面是圓形、橢圓形或十字肋 形。上部連有承臺板4，下部呈圓砣形，環箍板2的內弧面將上部節點的圓砣11包住，圓砣 的底面中央相對於底座球冠形凸面7的位置有相應曲面的凹面9，其凹面9的深度小於球冠 形凸面7的高度，滿足萬向活動的需要。上述上部節點3的圓砣上弧面以及環箍板的內弧面略大於1/4圓弧，使連接更加牢固。上述上部節點3的圓砣11外周為弧面，圓砣11中部是直立的圓臺，弧面與圓臺的 交界線為一圈小於90°的陰角溝12，增加了連接剛度和安全度。[0026]本實用新型應用於福州海峽國際會展中心的支座。該會展中心分有展覽和會議 兩部分。展覽部分呈橢圓形，縱向長468m，寬130m;展廳地下一層，層高5. 50m，主柱網為 6mX9m;地上兩側功能用房三層，一、二層層高6m，頂層屋頂為廳廊鋼屋蓋；上部結構縱向 柱距為18m，橫向柱間距為5m和IOm ；展廳屋頂為鋼結構，支承屋頂鋼結構的大柱柱網為 48mX90m。會議部分地下一層，二層以上為大開間，分為左右兩部分，左邊為宴會廳，右邊 為大會堂；宴會廳頂為會議辦公用房，屋頂為鋼結構；地下主要柱網9mX9m，首層主要柱網 9X9m、9X 18m，宴會廳頂為跨度50多米的鋼桁架樓蓋層。支座均採用鋼結構萬向球形鉸接 支座。支座反力如下支座1 (FY為極限受剪承載力，FX為極限受拉承載力，FZ為極限受壓承載力)FY (kN) 2700FX (kN) 400FZ (kN) 3000支座2 (FY為極限受剪承載力，FX為極限受拉承載力，FZ為極限受壓承載力)FY (kN) 3650FX (kN) 400FZ (kN) 3000該支座既受相當大的上拔力，而在另一種工況下，所受壓力也很大，支座需滿足這 些工況的要求，同時還要能很好的轉動，以滿足計算模型的完全鉸接條件。
權利要求1.一種鋼結構萬向球形鉸接支座，由底座(1)與上部節點(3)活動連接，其特徵在於 所述底座為對稱兩半拼裝式，其邊緣分布有一圈螺栓孔(6)，在底座中央有一球冠形凸面 (7)，在底座的螺栓孔與球冠凸面之間有一圈向中央弧形彎曲的環箍板(2)，在環箍板的外 側面至底座的邊緣、每隔90°伸展出一塊翅板(5)，翅板均高於環箍板，板面上分布有連接 孔(8)，由螺栓將兩半底座拼裝為一整體；上部節點(3)的中部是節點柱(10)，上部連有承臺板G)，下部呈圓砣形，環箍板(2) 的內弧面將上部節點的圓砣(11)包住，圓砣的底面中央相對於底座球冠形凸面的位置有 相應曲面的凹面(9)，其凹面的深度小於球冠形凸面的高度。
2.根據權利要求1所述的鋼結構萬向球形鉸接支座，其特徵在於上述底座(1)的拼 裝後形狀為正八邊形、正六邊形或正四邊形。
3.根據權利要求2所述的鋼結構萬向球形鉸接支座，其特徵在於上述上部節點(3) 的圓砣上弧面以及環箍板的內弧面略大於1/4圓弧。
4.根據權利要求3所述的鋼結構萬向球形鉸接支座，其特徵在於上述上部節點(3) 的圓砣外周為弧面，圓砣(11)中部是直立的圓臺，弧面與圓臺的交界線為一圈小於90°的 陰角溝(12)。
5.根據權利要求4所述的鋼結構萬向球形鉸接支座，其特徵在於上部節點(3)的節 點柱(10)的橫截面是圓形、橢圓形或十字肋形。
專利摘要一種鋼結構萬向球形鉸接支座，由底座與上部節點呈下包上狀活動連接，底座為對稱兩半拼裝式，其邊緣分布有一圈螺栓孔，在底座中央有一球冠形凸面，在底座的螺栓孔與球冠凸面之間有一圈向中央弧形彎曲的環箍板，在環箍板的外側面至底座的邊緣、每隔90°伸展出一塊翅板，翅板均高於環箍板，板面上分布有連接孔。本實用新型製作安裝方便，安全性高、價格低廉。提高了鋼結構支座有較大的抗剪切能力，既能承受很大拉力、又能很好的轉動。可適用於各種抗震建築結構。
文檔編號E04B1/36GK201817914SQ20092031908
公開日2011年5月4日 申請日期2009年12月30日 優先權日2009年12月30日
發明者施宇, 朱興剛, 朱傑 申請人:北京市建築設計研究院