CN110042921B - 一种用于建筑支撑的空间高强度钢结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于建筑支撑的空间高强度钢结构，包括支撑柱和滑块，所述支撑柱的下部设置有底座，所述底座的侧部与支撑柱的侧部设置有斜撑，所述底座的下侧部对称设置有锚杆，所述支撑柱的上侧部开有滑槽，所述滑块活接于滑槽的内部，所述滑块的侧部设置有支撑杆，所述支撑杆的侧部设置有支撑环，所述支撑柱的上部设置有第一顶板，所述第一顶板的上部等距设置有支撑块，每组所述支撑块的上部均设置有第二顶板，每组所述支撑块之间均设置有缓冲件。本发明的钢结构具有高强度，保证其在建筑支撑中保持整体钢结构的稳定性，并具有较强的抗冲击性能。

Description

一种用于建筑支撑的空间高强度钢结构

技术领域

本发明属于建筑支撑结构技术领域，具体是涉及一种用于建筑支撑的空 间高强度钢结构。

背景技术

在建筑领域，由于钢结构自重较轻，工作的可靠性较高，抗振(震)性、 抗冲击性好，制造的工业化程度较高，可以准确快速地装配，所以不管是墙 体还是塔吊，经常采用钢结构予以支撑。

随着建筑行业的发展，钢结构在建筑支撑中得到越来越广泛的应用。钢 结构一般由主结构和支撑体系构成，支撑体系的主要作用是把施加在主结构 上的荷载从作用点传到柱基础，最后传到地基，保证钢结构的稳定。

在现有技术中，常用的钢结构有以下几种：

中国专利申请201720465458.3公开了一种建筑钢结构支撑结构，如图1 所示，其包括多个垂直于地面的钢结构立柱和多个横向设置的钢结构梁，钢 结构立柱的上端和下端设有立柱法兰，钢结构梁上设有钢结构梁法兰，立柱 法兰与钢结构梁法兰通过螺栓固定连接，相邻的两个钢结构立柱和两个钢结 构梁连接围成一个矩形区域，矩形区域的四个角上均固定安装有三个斜支撑， 三个斜支撑的两端分别与钢结构梁上的耳板Ⅰ、钢结构立柱上的耳板Ⅱ固定 连接。

中国专利申请201320802936.7公开了一种组合式建筑支撑钢结构件，如 图2所示，其由横板、竖板、螺栓、螺母和垫片构成，横板和竖板通过螺栓 固定连接，在螺栓上设有垫片和螺母。该组合式建筑支撑钢结构件，解决了 钢结构建筑支撑施工困难、周期长、操作技术要求高、施工质量差、效率低 等问题，可广泛地应用于建筑结构。

但是，现有技术中的上述钢结构抗冲击性能较差，不能完全满足对于建 筑上的重载荷的支撑。

本发明基于上述问题，公开了一种用于建筑支撑的空间高强度钢结构， 不能能够完全满足建筑上重载荷的支撑的要求，而且还能够在在整体的支撑 过程中，具有较强的抗冲击性能，在冲击情况发生时保持整体钢结构的稳定 性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于建筑支撑的空间高强度钢结构，简单便 捷的对拉杆进行支撑，缓解拉杆的下垂，提高使用寿命，同时，有效的增强 抗冲击性能，保证其整体的平稳，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于建筑支撑的空间高强度钢结构，包括支撑柱和滑块，所述支撑 柱的下部设置有底座，所述底座的侧部与支撑柱的侧部设置有斜撑，所述底 座的下侧部对称设置有锚杆，所述支撑柱的上侧部开有滑槽，所述滑块活接 于滑槽的内部，所述滑块的侧部设置有支撑杆，所述支撑杆的侧部设置有支 撑环，所述支撑柱的上部设置有第一顶板，所述第一顶板的上部等距设置有 支撑块，每组所述支撑块的上部均设置有第二顶板，每组所述支撑块之间均 设置有缓冲件，所述缓冲件的下部设置于第一顶板的上部，所述缓冲件的上部与第二顶板的下部相抵触。

优选的，所述支撑柱的外侧等距设置有加强筋。

优选的，所述支撑柱的上部的直径小于支撑柱的下部的直径20cm-30cm。

优选的，所述锚杆相对于底座对称设置有至少四组。

优选的，所述锚杆的之间设置有连接杆。

优选的，所述滑块和滑槽的侧部均开有螺纹孔，且所述螺纹孔的内部螺 纹连接有螺栓。

优选的，所述支撑环的断面呈半圆弧形设置，且所述支撑环与支撑杆的 侧部通过筋条相设置。

优选的，所述缓冲件的断面呈圆环形设置。

优选的，所述缓冲件与第一顶板之间通过限位块相设置。

优选的，所述缓冲件的材质为缓冲橡胶；其弹性模量E为6.5-8.4MPa， 邵氏A硬度Y为50-75；为了提高缓冲能力，所述缓冲件的弹性模量与硬度满 足Y＝α·E²；其中，α为适配系数，取值范围为0.85-1.62。

优选的，所述缓冲件的截面呈环形，其外圆直径为d1，内圆直径为d2； 为了提高缓冲能力，所述缓冲件的外圆直径和内圆直径之间满足0.3≤d2/d1 ≤0.7。

优选的，所述缓冲件的弹性模量、硬度、外圆直径和内圆直径之间满足 以下关系：

Y^1/2＝β·(d2/d1)·E；

其中，β为硬度平衡因子，取值范围为1.3-4.25。

优选的，所述支撑柱由型钢或者钢板制成，其断面呈工字型、三角形或 者圆形设置。所述加强筋的截面呈圆弧形，所述圆弧的直径为φ，所述加强 筋的高度h与圆弧的直径φ之间满足0.2φ≤h≤0.5φ。

优选的，为了使该钢结构具有高强度，以保证其在建筑支撑中保持整体 钢结构的稳定性，具有较强的抗冲击性能，所述缓冲件的弹性模量、硬度、 硬度平衡因子与加强筋的高度h、圆弧的直径φ之间满足以下关系：

β·(φ/h)＝λ·(Y/E^1/2)；

其中，λ为调节系数，取值范围为0.34-1.05。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的用于建筑支撑的空间高强度钢结构，通过在支撑柱的侧部开 设滑槽，通过在滑槽的内部活接滑块，在滑块的侧部通过支撑杆设置支撑环， 利用支撑环对外部连接的拉杆进行支撑，减缓拉杆的下垂，并通过滑块与滑 槽配合的形式，实现对不同高度的拉杆进行支撑。

2、本发明的用于建筑支撑的空间高强度钢结构，通过在底座的下部设置 锚杆，将锚杆插入底座安装部位的地面以下，增加安装的稳定性，通过在第 一顶板和第二顶板之间安装支撑块和缓冲件，在受到冲击时，领用缓冲件的 形变抵抗冲击，增加抗冲击性能。

3、本发明的用于建筑支撑的空间高强度钢结构，通过设置缓冲件的材 质、形状，以提高缓冲能力，进而保证空间高强度钢结构的高强度、高支撑 能力。

4、本发明的用于建筑支撑的空间高强度钢结构，通过设置缓冲件的弹性 模量和硬度的范围及关系，以提高提高缓冲能力，进而保证空间高强度钢结 构的高强度、高支撑能力。

5、本发明的用于建筑支撑的空间高强度钢结构，通过设置加强筋的形状 及高度与圆弧的直径的关系，以增强钢结构的强度。

6、本发明的用于建筑支撑的空间高强度钢结构，通过设置缓冲件的弹性 模量、硬度、硬度平衡因子与加强筋的高度h、圆弧的直径φ之间满足的关系， 该钢结构具有高强度，以保证其在建筑支撑中保持整体钢结构的稳定性，具 有较强的抗冲击性能。

附图说明

图1为现有技术中的一种建筑钢结构支撑结构示意图。

图2为现有技术中的一种组合式建筑支撑钢结构件示意图。

图3为本发明的用于建筑支撑的空间高强度钢结构示意图。

图4为本发明的用于建筑支撑的空间高强度钢结构图3中A部分 结构放大图。

图5为本发明的用于建筑支撑的空间高强度钢结构滑槽部分结 构侧视剖视图。

图中：1、支撑柱；2、滑块；3、底座；4、斜撑；5、锚杆；6、 滑槽；7、支撑杆；8、支撑环；9、第一顶板；10、支撑块；11、第 二顶板；12、缓冲件；13、加强筋；14、连接杆；15、螺纹孔；16、

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图3-5所示，一种用于建筑支撑的空间高强度钢结构，包括支撑柱1 和滑块2，所述支撑柱1的下部设置有底座3，所述底座3的侧部与支撑柱1 的侧部设置有斜撑4，所述底座3的下侧部对称设置有锚杆5，所述支撑柱1 的上侧部开有滑槽6。所述滑块2活接于滑槽6的内部，所述滑块2的侧部设 置有支撑杆7，所述支撑杆7的侧部设置有支撑环8，所述支撑柱1的上部设 置有第一顶板9，所述第一顶板9的上部等距设置有支撑块10。每组所述支 撑块10的上部均设置有第二顶板11，每组所述支撑块10之间均设置有缓冲 件12，所述缓冲件12的下部设置于第一顶板9的上部，所述缓冲件12的上 部与第二顶板11的下部相抵触。

所述支撑柱1的断面呈圆形设置，所述支撑柱1的外侧等距设置有加强 筋13，所述支撑柱1的上部的直径小于支撑柱1的下部的直径20cm-30cm， 加强筋13增加支撑柱1本身的强度。

所述锚杆5相对于底座3对称设置有至少四组，且所述锚杆5的之间设 置有连接杆14，连接杆14增加锚杆5之间的连接强度。

所述滑块2和滑槽6的侧部均开有螺纹孔15，且所述螺纹孔15的内部螺 纹连接有螺栓16，螺纹孔15与螺栓16的配合，能有效的实现对滑块2的固 定。

所述支撑环8的断面呈半圆弧形设置，且所述支撑环8与支撑杆7的侧 部通过筋条17相设置，筋条17增加设置的强度，保证对外部的拉杆有效的 支撑。

所述缓冲件12的断面呈圆环形设置，且所述缓冲件12与第一顶板9之 间通过限位块18相设置，限位块18呈凹字形设置，且限位块18的两侧与缓 冲件12的侧部相对。

结构原理：使用时，通过在支撑柱1的侧部开设滑槽6，通过在滑槽6的 内部活接滑块2，在滑块2的侧部通过支撑杆7设置支撑环8，利用支撑环8 对外部连接的拉杆进行支撑，减缓拉杆的下垂，并通过滑块2与滑槽6配合 的形式，实现对不同高度的拉杆进行支撑，通过在底座3的下部设置锚杆5， 将锚杆5插入底座3安装部位的地面以下，增加安装的稳定性，通过在第一 顶板9和第二顶板11之间安装支撑块10和缓冲件12，在受到冲击时，领用缓冲件12的形变抵抗冲击，增加抗冲击性能。

实施例2

一种用于建筑支撑的空间高强度钢结构，包括支撑柱1和滑块2，所述支 撑柱1的下部设置有底座3，所述底座3的侧部与支撑柱1的侧部设置有斜撑 4，所述底座3的下侧部对称设置有锚杆5，所述支撑柱1的上侧部开有滑槽 6，所述滑块2活接于滑槽6的内部，所述滑块2的侧部设置有支撑杆7，所 述支撑杆7的侧部设置有支撑环8，所述支撑柱1的上部设置有第一顶板9， 所述第一顶板9的上部等距设置有支撑块10，每组所述支撑块10的上部均设 置有第二顶板11，每组所述支撑块10之间均设置有缓冲件12，所述缓冲件 12的下部设置于第一顶板9的上部，所述缓冲件12的上部与第二顶板11的 下部相抵触。

所述支撑柱1的外侧等距设置有加强筋13，所述支撑柱1的上部的直径 小于支撑柱1的下部的直径20cm-30cm，加强筋13增加支撑柱1本身的强度。

所述锚杆5相对于底座3对称设置有至少四组，且所述锚杆5的之间设 置有连接杆14，连接杆14增加锚杆5之间的连接强度。

所述滑块2和滑槽6的侧部均开有螺纹孔15，且所述螺纹孔15的内部螺 纹连接有螺栓16，螺纹孔15与螺栓16的配合，能有效的实现对滑块2的固 定。

所述支撑环8的断面呈半圆弧形设置，且所述支撑环8与支撑杆7的侧 部通过筋条17相设置，筋条17增加设置的强度，保证对外部的拉杆有效的 支撑。

所述缓冲件12的断面呈圆环形设置，且所述缓冲件12与第一顶板9之 间通过限位块18相设置，限位块18呈凹字形设置，且限位块18的两侧与缓 冲件12的侧部相对。

所述缓冲件的材质为缓冲橡胶；其弹性模量E为6.5-8.4MPa，邵氏A硬 度Y为50-75；为了提高缓冲能力，所述缓冲件的弹性模量与硬度满足Y＝α·E²； 其中，α为适配系数，取值范围为0.85-1.62。

所述缓冲件的截面呈环形，其外圆直径为d1，内圆直径为d2；为了提高 缓冲能力，所述缓冲件的外圆直径和内圆直径之间满足0.3≤d2/d1≤0.7。

为了提高提高缓冲能力，进而保证空间高强度钢结构的高强度、高支撑 能力所述缓冲件的弹性模量、硬度、外圆直径和内圆直径之间满足以下关系：

Y^1/2＝β·(d2/d1)·E；

其中，β为硬度平衡因子，取值范围为1.3-4.25。

所述支撑柱由型钢或者钢板制成，其断面呈工字型、三角形或者圆形设 置。所述加强筋的截面呈圆弧形，所述圆弧的直径为φ，所述加强筋的高度h 与圆弧的直径φ之间满足0.2φ≤h≤0.5φ。

优选的，为了使该钢结构具有高强度，以保证其在建筑支撑中保持整体 钢结构的稳定性，具有较强的抗冲击性能，所述缓冲件的弹性模量、硬度、 硬度平衡因子与加强筋的高度h、圆弧的直径φ之间满足以下关系：

β·(φ/h)＝λ·(Y/E^1/2)；

其中，λ为调节系数，取值范围为0.34-1.05。

最后应说明的是：以上所述仅为优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来 说，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分 技术特征进行等同替换，在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等 同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于建筑支撑的空间高强度钢结构，包括支撑柱(1)和滑块(2)，其特征在于：所述支撑柱(1)的下部设置有底座(3)，所述底座(3)的侧部与支撑柱(1)的侧部设置有斜撑(4)，所述底座(3)的下侧部对设置接有锚杆(5)，所述支撑柱(1)的上侧部开有滑槽(6)，所述滑块(2)活接于滑槽(6)的内部；所述滑块(2)的侧部设置有支撑杆(7)，所述支撑杆(7)的侧部设置有支撑环(8)，所述支撑柱(1)的上部设置有第一顶板(9)，所述第一顶板(9)的上部等距设置有支撑块(10)，每组所述支撑块(10)的上部均设置有第二顶板(11)，每组所述支撑块(10)之间均设置有缓冲件(12)，所述缓冲件(12)的下部设置于第一顶板(9)的上部，所述缓冲件(12)的上部与第二顶板(11)的下部相抵触。

2.根据权利要求1所述的一种用于建筑支撑的空间高强度钢结构，其特征在于：所述支撑柱(1)的断面呈圆形设置，所述支撑柱(1)的外侧等距设置有加强筋(13)。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于建筑支撑的空间高强度钢结构，其特征在于：所述锚杆(5)相对于底座(3)对称设置有至少四组，且所述锚杆(5)的之间设置有连接杆(14)。

4.根据权利要求3所述的一种用于建筑支撑的空间高强度钢结构，其特征在于：所述滑块(2)和滑槽(6)的侧部均开有螺纹孔(15)。

5.根据权利要求1所述的一种用于建筑支撑的空间高强度钢结构，其特征在于：所述支撑环(8)的断面呈半圆弧形设置，且所述支撑环(8)与支撑杆(7)的侧部通过筋条(17)相设置。

6.根据权利要求1所述的一种用于建筑支撑的空间高强度钢结构，其特征在于：所述缓冲件(12)的断面呈圆环形设置。

7.根据权利要求6所述的一种用于建筑支撑的空间高强度钢结构，其特征在于：所述缓冲件(12)与第一顶板(9)之间通过限位块(18) 相设置。

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