钢结构万向球形铰接支座制造技术

一种钢结构万向球形铰接支座，由底座与上部节点呈下包上状活动连接，底座为对称两半拼装式，其边缘分布有一圈螺栓孔，在底座中央有一球冠形凸面，在底座的螺栓孔与球冠凸面之间有一圈向中央弧形弯曲的环箍板，在环箍板的外侧面至底座的边缘、每隔９０°伸展出一块翅板，翅板均高于环箍板，板面上分布有连接孔。本实用新型专利技术制作安装方便，安全性高、价格低廉。提高了钢结构支座有较大的抗剪切能力，既能承受很大拉力、又能很好的转动。可适用于各种抗震建筑结构。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种建筑钢结构节点的铰接支座，特别是一种万向球形铰接支座。
技术介绍
目前市场上常用的铰接支座，具有以下缺陷，或者不能承受很大拉力、或者不能很 好的转动，很难满足工程的实际需要，国外市场上同类支座，如旧金山国际机场采用的支 座，结构复杂，加工精度要求很高，价格相当于国内的十倍。结构计算表明，支座在各工况下 的受力很复杂，不仅承受压力，在有些工况下，将承受很大的侧推力和很大的拉力。这就需 要一种铰接支座，既要满足这些工况的要求，同时还要能很好的转动，以满足计算模型的完 全铰接条件。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种钢结构万向球形铰接支座，解决支座和节点板制造 难度大、加工复杂、造价昂贵的技术问题；还解决现有钢结构万向支座抗拉拔能力较弱、且 在受向上拉力后，无法同时转动的问题。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案这种钢结构万向球形铰接支座，由底座与上部节点呈下包上状活动连接，其特征 在于所述底座为对称两半拼装式，其边缘分布有一圈螺栓孔，在底座中央有一球冠形凸 面，在底座的螺栓孔与球冠凸面之间有一圈向中央弧形弯曲的环箍板，在环箍板的外侧面 至底座的边缘、每隔90°伸展出一块翅板，翅板均高于环箍板，板面上分布有连接孔，由螺 栓将两半底座拼装为一整体。上部节点的中部是节点柱，上部连有承台板，下部呈圆砣形，环箍板的内弧面将上 部节点的圆砣包住，圆砣的底面中央相对于底座球冠形凸面的位置有相应曲面的凹面，其 凹面的深度小于球冠形凸面的高度。上述底座的拼装后形状为正八边形、正六边形或正四边形。上述上部节点的圆砣上弧面以及环箍板的内弧面略大于1/4圆弧。上述上部节点的圆砣外周为弧面，圆砣中部是直立的圆台，弧面与圆台的交界线 为一圈小于90°的阴角沟。上部节点的节点柱的横截面是圆形、椭圆形或十字肋形。与现有技术相比本技术具有以下特点和有益效果1)支座刚度很大，在较大拉力作用下，能自由转动。既能承受很大拉力、又能很 好的转动。例如某工程的支座水平推力达到3650KN，竖向拉力400KN，竖向压力3000KN， 转角7°，同类支座很难达到要求，经过力学分析和试验验证后，发现支座在很大荷载作用 下，变形较小，满足强度要求。支座外环挡板与支座底座之间设置的倒角(相当于加大了 支座挡板根部的断面高度)大大提高了支座刚度和强度。随后的支座试验研究也进行了验3证。试验表明，支座不仅刚度大，承载力高，而且在很大拉力作用下的安全转动角度达到了 设计要求。2)制作安装方便，安全性高、价格低廉，可以根据需要设计出不同大小的类型和 不同吨位的产品。全部制作过程实际上是一个铸造过程，铸件材质的控制参照德国标准 Dmi7182。支座的安装也是非常方便，这是由于支座的构造非常简单，是由底座和支座环形 盖板两部分构成，环形盖板优化成两个对扣的半球形板，安装时，只需将上部节点与支座的 瓣形盖板拼好后旋转咬合即可。支座体积小，重量轻，300吨以内的支座人工即可操作，大大 降低了安装成本，提高了效率。另外底座上可以留出足够的锚栓孔位，以便安装锚栓，提高 支座的安全度。3)具有很好的抗震性能和抗温度变形能力。该支座底座中部的突缘，具有将结构 的水平运动转化为竖向运动的功能，从而减弱了结构的水地震作用效应。在较大荷载作用 下，支座仍处于线弹性状态，具有很大的自由转动角度，有较大的抗剪切能力，抗震性能好， 满足设计要求。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是图1中A向的示意图；图3是底座部分的结构示意图；图4是图3中B向的示意图；图5是图3中C剖面的示意图；图6是上部节点的结构示意图。 附图标记1 -底座、2-环箍板、3-上部节点、4-承台板、5-翅板、6-螺栓孔、7-球 冠形凸面、8-连接孔、9-凹面、10-节点柱、11-圆砣、12-阴角沟。具体实施方式实施例参见图1-图6所示，这种钢结构万向球形铰接支座，由底座1与上部节点3 呈下包上状活动连接，底座为对称两半拼装式，拼装后形状为正八边形、正六边形或正四边 形。其边缘分布有一圈螺栓孔6，在底座中央有一球冠形凸面7，在底座的螺栓孔与球冠凸 面之间有一圈向中央弧形弯曲的环箍板2，在环箍板的外侧面至底座的边缘、每隔90°伸 展出一块翅板5，翅板均高于环箍板，板面上分布有连接孔8，由螺栓将两半底座拼装为一 整体。上述上部节点3的中部是节点柱10，节点柱10的横截面是圆形、椭圆形或十字肋 形。上部连有承台板4，下部呈圆砣形，环箍板2的内弧面将上部节点的圆砣11包住，圆砣 的底面中央相对于底座球冠形凸面7的位置有相应曲面的凹面9，其凹面9的深度小于球冠 形凸面7的高度，满足万向活动的需要。上述上部节点3的圆砣上弧面以及环箍板的内弧面略大于1/4圆弧，使连接更加牢固。上述上部节点3的圆砣11外周为弧面，圆砣11中部是直立的圆台，弧面与圆台的 交界线为一圈小于90°的阴角沟12，增加了连接刚度和安全度。本技术应用于福州海峡国际会展中心的支座。该会展中心分有展览和会议 两部分。展览部分呈椭圆形，纵向长468m，宽130m;展厅地下一层，层高5. 50m，主柱网为 6mX9m;地上两侧功能用房三层，一、二层层高6m，顶层屋顶为厅廊钢屋盖；上部结构纵向 柱距为18m，横向柱间距为5m和IOm ；展厅屋顶为钢结构，支承屋顶钢结构的大柱柱网为 48mX90m。会议部分地下一层，二层以上为大开间，分为左右两部分，左边为宴会厅，右边 为大会堂；宴会厅顶为会议办公用房，屋顶为钢结构；地下主要柱网9mX9m，首层主要柱网 9X9m、9X 18m，宴会厅顶为跨度50多米的钢桁架楼盖层。支座均采用钢结构万向球形铰接 支座。支座反力如下支座1 (FY为极限受剪承载力，FX为极限受拉承载力，FZ为极限受压承载力)FY (kN) 2700FX (kN) 400FZ (kN) 3000支座2 (FY为极限受剪承载力，FX为极限受拉承载力，FZ为极限受压承载力)FY (kN) 3650FX (kN) 400FZ (kN) 3000该支座既受相当大的上拔力，而在另一种工况下，所受压力也很大，支座需满足这 些工况的要求，同时还要能很好的转动，以满足计算模型的完全铰接条件。权利要求1.一种钢结构万向球形铰接支座，由底座(1)与上部节点(3)活动连接，其特征在于 所述底座为对称两半拼装式，其边缘分布有一圈螺栓孔(6)，在底座中央有一球冠形凸面 (7)，在底座的螺栓孔与球冠凸面之间有一圈向中央弧形弯曲的环箍板(2)，在环箍板的外 侧面至底座的边缘、每隔90°伸展出一块翅板(5)，翅板均高于环箍板，板面上分布有连接 孔(8)，由螺栓将两半底座拼装为一整体；上部节点(3)的中部是节点柱(10)，上部连有承台板G)，下部呈圆砣形，环箍板(2) 的内弧面将上部节点的圆砣(11)包住，圆砣的底面中央相对于底座球冠形凸面的位置有 相应曲面的凹面(9)，其凹面的深度小于球冠形凸面的高度。2.根据权利要求1所述的钢结构万向球形铰接支座，其特征在于上述底座(1)的拼 装后形状为正八边形、正六边形或正四边形。3.根据权利要求2所述的钢结构万向球形铰接支座，其特征在于上述上部节点(3) 的圆砣上弧面以及环箍板的内弧面略大于1/4圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢结构万向球形铰接支座，由底座（１）与上部节点（３）活动连接，其特征在于：所述底座为对称两半拼装式，其边缘分布有一圈螺栓孔（６），在底座中央有一球冠形凸面（７），在底座的螺栓孔与球冠凸面之间有一圈向中央弧形弯曲的环箍板（２），在环箍板的外侧面至底座的边缘、每隔９０°伸展出一块翅板（５），翅板均高于环箍板，板面上分布有连接孔（８），由螺栓将两半底座拼装为一整体；上部节点（３）的中部是节点柱（１０），上部连有承台板（４），下部呈圆砣形，环箍板（２）的内弧面将上部节点的圆砣（１１）包住，圆砣的底面中央相对于底座球冠形凸面的位置有相应曲面的凹面（９），其凹面的深度小于球冠形凸面的高度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱兴刚，朱杰，施宇，
申请(专利权)人：北京市建筑设计研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]