CN103422573B - 双曲多变点支三维万向可调支座 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双曲多变点支三维万向可调支座，其包括支撑座、支座横向调节结构，万向球铰结构、支座竖向调节结构和驳爪机构。本发明可以适应点支承节点不同角度、不同方向、不同高度、不同尺度的设计要求，能够消化吸收现场吊运拼接和施工放线、结构施工过程变化、结构施工环境、风荷载影响、自重荷载影响、温度变化影响及施工顺序、施工技术措施方案、施工设备机具等影响，造成钢结构的加工偏差、放线偏差、结构拼装偏差、结构内力变化、结构位移变化且现场零焊接的双曲多变点支三维万向可调支座。

Description

双曲多变点支三维万向可调支座

技术领域

本发明涉及建筑结构领域，尤其是建筑结构支承节点技术领域，提供一种双曲多变点支三维万向可调支座。

背景技术

现有技术中，建筑结构支撑节点的支座为一维点支或二维点支，不能有效满足和适应建筑结构，尤其是建筑幕墙结构复杂多变造型结构支承节点万向可调要求。当今建筑设计越来越复杂，造型越来越新颖奇特，钢结构网格结构、网架结构、桁架结构等越来越多。复杂多变的建筑钢结构造型点支节点和幕墙钢结构造型点支节点及屋面多变造型点支节点已经无法通过现有的一维或二维点支支座方便实现。在现有技术中的节点连接结构，对于风荷载影响、自重荷载影响、温度变化影响及施工顺序、施工技术措施方案、施工设备机具等影响，造成钢结构加工偏差、放线偏差、结构拼装偏差、结构内力变化、结构位移的吸收消化能力较差。

另外，现有技术中的建筑结构支撑节点支座都需要在施工现场焊接连接，还要有大量的测量、安装的工作，施工安全风险大，质量精度低，工作效率不高，无法推广建筑结构（建筑幕墙结构）点支承节点生产加工工厂化、标准化、施工现场装配化、通用化、可调化、施工现场零焊接安装作业的要求。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的不足，提供一种可以适应点支承节点不同角度、不同方向、不同高度、不同尺度的设计要求，能够消化吸收现场吊运拼接和施工放线、结构施工过程变化、结构施工环境、风荷载影响、自重荷载影响、温度变化影响及施工顺序、施工技术措施方案、施工设备机具等影响，造成钢结构的加工偏差、放线偏差、结构拼装偏差、结构内力变化、结构位移变化且现场零焊接的双曲多变点支三维万向可调支座。

本发明的目的是这样实现的：

一种双曲多变点支三维万向可调支座，包括：

一支撑座，其下端设置与主体钢结构连接的连接结构；

一支座横向调节结构，包括一下法兰盘和一上法兰盘，该下法兰盘固定在所述支撑座的上端上，该下法兰盘的外周缘上设有连接螺栓的孔，该上法兰盘置于该下法兰盘上，其外周缘上设有连接螺栓的孔与下法兰盘上的孔位置相对应，所述上法兰盘和下法兰盘通过在其相对应的所述孔中穿设螺栓并结合相应的螺母固联，所述上法兰盘和下法兰盘上的所述孔，至少其中之一为长孔；

一万向球铰结构，包括一双曲的球面体，该球面体与一驳爪机构上相应的球面凹坑匹配嵌合固定；

一支座竖向调节结构，包括一立柱和一螺杆，所述立柱上设有一轴向螺孔，所述螺杆套设螺接在该立柱上，所述立柱和螺杆两者中的一件的一端固定在所述上法兰盘上的与下法兰盘接触面的相对面上，另一件与所述球面体固联；

所述驳爪机构包括下驳爪和上驳爪，该下驳爪的下侧面设有与所述球面体连接的球面凹坑，在所述球形凹坑的外面设有一较大的螺孔，该下驳爪上侧面上设置若干个夹持面，其多向地设置在下驳爪的上侧面上，上驳爪固定在下驳爪上，该上驳爪上设有若干夹持面与所述下驳爪上的夹持面一一对应，上下驳爪上的夹持面之间设置间隙用于夹持建筑结构点支网架或玻璃或金属板；

一卡嵌件旋入该较大的螺孔，其内侧的球面与球面体匹配，在所述卡嵌件的外端设置凸缘抵在所述下驳爪的下端面上固定；所述螺杆的上端与所述球面体固连，所述卡嵌件的下方与所述螺杆对应出为一渐扩的锥孔，使得所述下驳爪可以在设定的角度内转动。

本发明提供的双曲多变点支三维万向可调支座主要运用竖向调节结构中的立柱和螺杆实现上下高低位置的调节、支座横向调节结构中的上下法兰盘上的长孔实现横向前后左右的位置调节和万向球铰结构中的双曲的球面体和驳爪机构实现角度调节，多向设置的夹持结构可以满足建筑网格或龙骨、板块不同方向的需要。

所述双曲的球面体的与下驳爪上的球面凹坑接触的双曲球面可以是球面，也可以是椭球面，还可以是曲率变化规律任意设计的双曲面。该结构可以使得本支座的驳爪机构相对于支撑座在一个平面内360°回转，在其他平面内也可以做设定角度的转动。

所述夹持结构的一个优选方案可以是：在所述上驳爪和下驳爪的所述两个夹持面的至少一个夹持面上还设置球铰夹，即在所述夹持面上设置球面凹坑，带有球面嵌合部的球铰夹通过其上的球面嵌合部嵌设在该球面凹坑中而固定在所述夹持面上。

这样的夹持结构可以实现三维万向支撑节点在各个驳接点上的角度调节。

在所述上驳爪上的所述夹持面上设置所述球铰夹，该球铰夹嵌设在夹持面的凹坑中，在凹坑中设有一螺孔，一圆头螺钉圆头帽朝下，从下向上地穿入该螺孔，所述球铰夹放入该凹坑与所述圆头螺钉的圆头帽接触，圆头螺钉的朝上的螺杆端头设有六方沉孔。

在所述下驳爪上还可以设置隔板，将各个夹持面分隔开。该隔板可以对于置于夹持面中的连接物起到侧向定位的作用。

在所述上驳爪的外侧面上还可以固设一驳爪压盖。其可以将上驳爪上夹持结构中的球铰夹的结构覆盖住，对其起到保护作用，也可以使得本支座外观美观。

进一步地，所述支座横向调节结构中，上法兰盘和下法兰盘上相对应成对的两个所述孔优选为都是长孔。

该两个长孔均是在平行于上法兰盘或下法兰盘直径的方向延伸走向相同的长孔或不同的长孔，同一法兰盘上的各个长孔走向相同或不同；或者，

上下对应的长孔，在上的或在下的一个长孔在法兰盘上平行于其直径的方向延伸；相应地，另一个长孔沿该法兰盘盘面上的一个直径的圆弧线方向延伸，在该法兰盘上的各个长孔均在该直径的圆弧线上延伸且均匀分布。

所述下法兰盘与支撑座的固连结构为螺纹连接结构，或者，所述下法兰盘与支撑座的固连结构可以是例如焊接等固连结构。

更进一步地，所述上法兰盘和下法兰盘相接触的表面上可以设有齿形凹槽，以增大上下法兰盘的摩擦力，所述齿形凹槽的牙距优选为1.2-1.8mm，更进一步地，凹槽的深度可以是1.0-1.5mm。这样的结构可以保证安装精度。

所述支座竖向调节结构中，还可以包括定位结构，该定位结构可以采用现有技术中多种结构，优选结构可以是：在所述螺杆上螺接一螺母，在所述螺母的侧壁上设置至少一个径向螺孔，其中螺接限位螺钉。使用时，例如调节螺杆到本支座竖向高度达到使用要求，然后将螺母旋至与立柱接触的位置，再旋紧限位螺钉，使其顶抵在螺杆上进行定位。该螺母还可以起到将力传递到立柱上的作用，分担内螺杆与立柱之间螺纹的载荷。

本发明提供的多变点支三维万向可调支座具有如下优点：

1.本点支节点支座具有三级可调节功能，能适应现代造型奇特、新异的建筑结构与幕墙、建筑装饰、建筑屋面、主体钢结构造型、次钢结构（幕墙钢结构）等各种双曲、折线多向的装饰结构、饰面或屋面的造型连接偏差的万向调节需要。能消化吸收生产加工、现场施工安装及结构受力变化、环境温度影响的位移变形偏差，解决了钢结构设计、生产、加工安装技术重大难点，保证了结构安全，工程质量合格达优。

2.本发明的使用能符合设计标准化、生产工厂化、现场安装装配化、施工方便安全、高效、经济、实用节能环保要求，能够提高工效，保证质量，施工安全，经济综合效益高。

3．本发明实用面宽广，不但实用于建筑结构、建筑幕墙、建筑装饰，还可以适用于在铁路、桥梁建设、采矿工业等工程中使用。

4）使用本发明提供的支座施工，技术简单易学易用，适于推广，而且具有短、快等特点，投资少，周期短，见效快，适用于广泛的建筑、铁道、桥梁、矿山等工程的设计、施工、生产使用。

5）使用本发明的支座，可节约工期，加快进度，比传统设计、施工提高3倍。

6）保证工程质量可达100%，避免电焊火灾风险事故发生100%。

7）节约工程综合技术效益成本40%。

8）社会综合经济效益，环保节能潜力巨大。

下面通过附图和实施例对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明提供的双曲多变点支三维万向可调支座的主视带有局部剖视结构示意图。

图2为本发明提供的双曲多变点支三维万向可调支座的中上法兰盘的俯视结构示意图。

图3为本发明提供的双曲多变点支三维万向可调支座的中下法兰盘的俯视结构示意图。

图4为本发明提供的双曲多变点支三维万向可调支座的中上驳爪的结构示意图。

图5为本发明提供的双曲多变点支三维万向可调支座的中下驳爪的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明提供的双曲多变点支三维万向可调支座，包括：

一支撑座，在本具体实施例中为一个直径为60mm的焊管1，其下端设置与主体钢结构连接的连接结构即焊接结构，与主体钢结构0连接；

一支座横向调节结构，包括一下法兰盘2和一上法兰盘3，该下法兰盘2固定在焊管1的上端上，可以是焊接，也可以是螺接。该下法兰盘2的外周缘上设有连接螺栓的长孔21’，该上法兰盘3置于该下法兰盘2上，其外周缘上设有连接螺栓的长孔31与下法兰盘上的长孔21’位置相对应，所述上法兰盘3和下法兰盘2通过在其相对应的所述长孔中穿设螺栓并结合相应的螺母构成的螺栓组件4固联。

所述支座横向调节结构中，上法兰盘3和下法兰盘2上相对应成对的长孔31和长孔21’均是在平行于上法兰盘或下法兰盘同一直径的方向延伸走向相同的长孔，上下对应的长孔延伸走向相同。这时，下法兰盘2与焊管1应采取螺接结构，在进行调节时，除了上下法兰盘相互错位调节之外，还可以相对于焊管1转动下法兰盘2进行补充调节。

如图2和图3所示是上法兰盘和下法兰盘上的长孔的有一种设计结构，其中在上法兰盘上的长孔如图2所示设置为同一直径的方向延伸走向相同的长孔，而下法兰盘2上的长孔21’沿一个直径的圆弧线方向延伸的弧形长孔，在该法兰盘上的各个长孔均在同一个直径的圆弧线上延伸且均匀分布。这时，下法兰盘2与焊管1就可以采取焊接等成为一体的连接结构，上下法兰盘可以通过下法兰盘上的弧形长孔进行转动的调节。

如图1所示，所述上法兰盘和下法兰盘相接触的表面上设有齿形凹槽，以增大上下法兰盘的摩擦力，所述齿形凹槽的牙距为较细小的1.5mm，凹槽的深度是1.3mm。这样的结构可以保证安装精度。

一支座竖向调节结构，包括一立柱5和一螺杆7，立柱5是直径50mm的无缝钢管，内部设置螺纹的螺管，其下端与上法兰盘3固连。螺杆7为直径38mm的无缝钢管，外部设置螺纹，其与立柱5螺接。

在螺杆7上螺接一螺母6，在所述螺母的侧壁上均布四个径向螺孔61，其中螺接限位螺。使用时，调节螺杆7到本支座竖向高度达到使用要求，然后将螺母6旋至与立柱5接触的位置，再旋紧限位螺钉，使其顶抵在螺杆上进行定位。

在螺杆7上端连接一万向球铰结构8，该万向球铰结构8包括一球面体81，该球面体81与一下驳爪82上相应的球面凹坑的外面设有一较大的螺孔，一卡嵌件83旋入该螺孔，其内侧的球面与球面体匹配，在卡嵌件83的外端设置凸缘抵在下驳爪82的下端面上固定，在凸缘与所述下端面之间还设有垫片。螺杆7的上端与球面体81固连，例如可以是在球面体81的下端面上设有螺孔，还可以是通过焊接连接。卡嵌件83的下方与螺杆7对应出为一渐扩的锥孔，使得下驳爪82可以在设定的角度内转动。

下驳爪82的上面通过螺钉12固设一上驳爪84。

如图4和图5所示，在下驳爪82的外缘径向突出地在多个方向上设置若干个耳板形成夹持面，在上驳爪84上与下驳爪82上的耳板对应的部位也形成夹持面与对应的耳板一起构成夹持结构，每个所述夹持结构的上下两个夹持面之间都设有用于夹持建筑结构点支网架或中空夹胶玻璃A或金属板的间隙构成夹持结构。

所述夹持结构是球铰结构，即在所述夹持结构中相对的两个夹持面上设置球铰夹86，即在所述夹持面上设置球面凹坑，带有球面嵌合部的球铰夹86通过其上的球面嵌合部嵌设在该球面凹坑中而固定在所述夹持面上。

下驳爪82上的球铰夹86就是嵌入下驳爪82上夹持面上的凹坑中。上驳爪84上的球铰夹嵌设在夹持面的凹坑中，在凹坑中设有一螺孔，一圆头螺钉861圆头帽朝下，从下向上地穿入该螺孔，球铰夹86放入凹坑与圆头螺钉的圆头帽接触，圆头螺钉的朝上的螺杆端头设有六方沉孔。

在上下驳爪上设置的球铰夹的表面上还固定有胶垫。

如图5所示，在所述下驳爪82上还可以设置玻璃挡板821，将各个夹持面分隔开。该玻璃挡板821对于置于夹持面中的中空夹胶玻璃A起到侧向定位的作用。

本发明提供的双曲多变点支三维万向可调支座主要运用竖向调节结构中的立柱和螺杆实现上下高低位置的调节、支座横向调节结构中的上下法兰盘上的长孔实现横向前后左右的位置调节和万向球铰结构中的球面体和驳爪实现角度调节，多向设置的夹持结构可以满足建筑网格或龙骨、玻璃板块A不同方向固结的需要。

在上驳爪84的外侧面上还可以固设一驳爪压盖85。其可以将上驳爪上球铰夹86的固定螺钉861覆盖住，对其起到保护作用，也可以使得本支座外观美观。

使用中，将本支座中的焊管1固定在主体钢结构0上，调整上法兰盘3下法兰盘2的相对位置，然后再在相对的长孔中穿设螺栓，套设螺母，通过螺栓和螺母组成的螺栓组件4将上下法兰盘固定，通过螺杆7在立柱5中旋转调节所需要的高度，然后，将螺母6旋到与立柱5的上端面接触，然后在螺母6侧壁上的螺孔中旋入限位螺钉61固定。将需要固定在节点上的例如空心夹胶玻璃A置于下驳爪82上的各个夹持面上的球铰夹86上，空心夹胶玻璃A的两侧被玻璃挡板821限位，再将上驳爪84盖在，上驳爪84上的球铰夹86置于空心夹胶玻璃上，可以通过在上驳爪上对应于各个球铰夹的螺钉孔内用六角扳手插入圆头螺钉的六方沉孔中调节圆头螺钉，进一步压紧空心夹胶玻璃A，最后，将驳爪压盖85覆盖在上驳爪上，通过螺钉12将驳爪压盖85和上驳爪84一起固定在下驳爪82上。

本支座在使用中焊管1可以垂直地固定在主体钢结构上使用，也可以是焊管水平地设置在主体钢结构上，还可以是焊管倾斜一定角度的设置在主体钢结构上使用。

球面体和球铰夹两重的球铰结构可以使得汇聚到节点的各个空心玻璃的偏移等偏差得到充分的吸收消化。

本发明提供的点支三维万向可调支座通过球铰夹在上下驳爪上的该球面凹坑中嵌设，并设法兰支撑座、栓接铰支节点或采用点支多向驳爪球夹铰支节点加设单个球夹调节用圆头螺钉，实现点支三维万向支承节点的任意偏差位移的变形吸收消化，从而有效的保证了双曲多变、折线多变建筑结构或建筑幕墙设计施工质量技术要求。

Claims (15)

1.一种双曲多变点支三维万向可调支座，其特征在于：包括：

一支撑座，其下端设置与主体钢结构连接的连接结构；

一支座横向调节结构，包括一下法兰盘和一上法兰盘，该下法兰盘固定在所述支撑座的上端上，该下法兰盘的外周缘上设有连接螺栓的孔，该上法兰盘置于该下法兰盘上，其外周缘上设有连接螺栓的孔与下法兰盘上的孔位置相对应，所述上法兰盘和下法兰盘通过在其相对应的所述孔中穿设螺栓并结合相应的螺母固联，所述上法兰盘和下法兰盘上的所述孔，至少其中之一为长孔；

一万向球铰结构，包括一双曲的球面体，该球面体与一驳爪机构上相应的球面凹坑匹配嵌合固定；

一支座竖向调节结构，包括一立柱和一螺杆，所述立柱上设有一轴向螺孔，所述螺杆套设螺接在该立柱上，所述立柱和螺杆两者中的一件的一端固定在所述上法兰盘上的与下法兰盘接触面的相对面上，另一件与所述球面体固联；

所述驳爪机构包括下驳爪和上驳爪，该下驳爪的下侧面设有与所述球面体连接的球面凹坑，在所述球形凹坑的外面设有一较大的螺孔，该下驳爪的上侧面上设置若干个夹持面，其多向地设置在下驳爪的上侧面上，上驳爪固定在下驳爪上，该上驳爪上设有若干夹持面与所述下驳爪上的夹持面一一对应，上下驳爪上的夹持面之间设置间隙用于夹持建筑结构点支网架或玻璃或金属板；

一卡嵌件旋入该较大的螺孔，其内侧的球面与球面体匹配，在所述卡嵌件的外端设置凸缘抵在所述下驳爪的下端面上固定；所述螺杆的上端与所述球面体固连，所述卡嵌件的下方与所述螺杆对应出为一渐扩的锥孔，使得所述下驳爪可以在设定的角度内转动。

2.根据权利要求1所述的双曲多变点支三维万向可调支座，其特征在于：在所述上驳爪和下驳爪的所述两个夹持面的至少一个夹持面上还设置球铰夹，即在所述夹持面上设置球面凹坑，带有球面嵌合部的球铰夹通过其上的球面嵌合部嵌设在该球面凹坑中而固定在所述夹持面上。

3.根据权利要求2所述的双曲多变点支三维万向可调支座，其特征在于：在所述上驳爪上的所述夹持面上设置所述球铰夹，该球铰夹嵌设在夹持面的凹坑中，在凹坑中设有一螺孔，一圆头螺钉圆头帽朝下，从下向上地穿入该螺孔，所述球铰夹放入该凹坑与所述圆头螺钉的圆头帽接触，圆头螺钉的朝上的螺杆端头设有六方沉孔。

4.根据权利要求1或2或3所述的双曲多变点支三维万向可调支座，其特征在于：在所述下驳爪上还设置隔板，将各个夹持面分隔开。

5.根据权利要求1所述的双曲多变点支三维万向可调支座，其特征在于：在所述上驳爪的外侧面上还固设一驳爪压盖。

6.根据权利要求1所述的双曲多变点支三维万向可调支座，其特征在于：所述支座横向调节结构中，上法兰盘和下法兰盘上相对应成对的两个所述孔都是长孔。

7.根据权利要求6所述的多变点支三维万向可调支座，其特征在于：该两个长孔均是在平行于上法兰盘或下法兰盘直径的方向延伸走向相同或不同的长孔，同一法兰盘上的各个长孔走向相同或不同。

8.根据权利要求6所述的多变点支三维万向可调支座，其特征在于：

上下对应的长孔，在上的或在下的一个长孔在法兰盘上平行于其直径的方向延伸；相应地，另一个长孔沿该法兰盘盘面上的一个直径的圆弧线方向延伸，在该法兰盘上的各个长孔均在该直径的圆弧线上延伸且均匀分布。

9.根据权利要求7或8所述的多变点支三维万向可调支座，其特征在于：所述下法兰盘与支撑座的固连结构为螺纹连接结构；或者，所述下法兰盘与支撑座的固连结构是焊接结构。

10.根据权利要求1或5或7或8所述的双曲多变点支三维万向可调支座，其特征在于：所述上法兰盘和下法兰盘相接触的表面上设有齿形凹槽。

11.根据权利要求9所述的双曲多变点支三维万向可调支座，其特征在于：所述上法兰盘和下法兰盘相接触的表面上设有齿形凹槽。

12.根据权利要求10所述的双曲多变点支三维万向可调支座，其特征在于：所述齿形凹槽的牙距为1.2-1.8mm。

13.根据权利要求11所述的双曲多变点支三维万向可调支座，其特征在于：所述齿形凹槽的牙距为1.2-1.8mm。

14.根据权利要求1所述的双曲多变点支三维万向可调支座，其特征在于：所述支座竖向调节结构中，还包括定位结构，该定位结构是：在所述螺杆上螺接一螺母，在所述螺母的侧壁上设置至少一个径向螺孔，螺接限位螺钉。

15.根据权利要求1所述的双曲多变点支三维万向可调支座，其特征在于：

所述双曲的球面体与下驳爪上的球面凹坑接触的双曲球面是球面，或是椭球面，或是曲率变化规律设定的双曲面。