CN112832383A - 一种可双向转动的铰接节点构造 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑结构技术领域，尤其是涉及一种可双向转动的铰接节点构造,具体涉及一种方便安装，且可在杆件受拉或者受压情况下，都能保证节点双向转动能力的铰接节点构造。本发明通过中心开孔悬挑销轴、弧形断面销轴轴孔、弧形承压板、球面销轴盖、球面垫圈与球面螺帽及高强螺栓，保证了铰接节点受拉或者受压情况下平面内与平面外的转动能力。较传统的销轴加向心关节轴承节点，降低了成本及施工安装的难度，提高了结构经济性。

Description

一种可双向转动的铰接节点构造
技术领域
本发明涉及建筑结构技术领域，尤其是涉及一种可双向转动的铰接节点构造,具体涉及一种方便安装，且可在杆件受拉或者受压情况下，都能保证节点双向转动能力的铰接节点构造。
背景技术
目前，在空间结构中，一些铰接节点即会受拉又会受压，在两种受力状态下，往往需要保证节点两个方向即平面内与杆件平面外双向转动的能力。为达到节点转动的目的，结合图1所示，常规做法是采用销轴20加耳板21的形式，但是销轴20、耳板21只能保证节点在平面内的转动，无法保证节点在平面外转动。为此需要引入轴承以保证节点平面外转动，轴承零件自身的特点就造成节点的销轴与轴承尺寸需要紧密贴合，一方面提高了造价，另一方面极大地增加了施工安装的难度。当结构设计中要求平面外转动角度较大，或者施工难度较大时，轴承加销轴的使用往往就会受到限制。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可双向转动的铰接节点构造，以解决现有技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种可双向转动的铰接节点构造，其包括：节点固定端、悬挑销轴、销轴孔节点板、节点插板、高强螺栓和销轴盖组件；
所述节点固定端设置有所述悬挑销轴；所述悬挑销轴的中心开螺栓孔，用于穿装固定铰接节点的高强螺栓；所述销轴孔节点板开设有与所述悬挑销轴相适配的轴孔，所述销轴孔节点板设置有弧形承压板；所述节点插板与所述销轴孔节点板垂直固定，所述节点插板在开轴孔的位置开设有长条孔，所述长条孔用于为悬挑销轴插进杆件节点以及安装销轴盖组件提供操作空间。
作为一种进一步的技术方，所述销轴盖组件由内向外依次包含：球面销轴盖、球面垫圈、球面螺帽；
所述球面销轴盖中开孔；
所述高强螺栓从所述球面销轴盖中穿过，通过球面垫圈及球面螺帽预紧，所述高强螺栓用于将铰接节点固定，并承受铰接节点的拉力。
作为一种进一步的技术方案，所述弧形承压板对称设置于所述销轴孔节点板的轴孔两侧。
作为一种进一步的技术方案，所述弧形承压板的边缘呈外凸状的弧形。
作为一种进一步的技术方案，所述球面销轴盖开设有通孔，所述球面销轴盖将与悬挑销轴端面适配的接触面设置为球面结构。
作为一种进一步的技术方案，所述球面垫圈将与球面螺帽适配的接触面设置为凹状球面。
作为一种进一步的技术方案，所述球面螺帽将与所述球面垫圈适配的接触面设置为凸状球面。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明通过中心开孔悬挑销轴、弧形断面销轴轴孔、弧形承压板、球面销轴盖、球面垫圈与球面螺帽及高强螺栓，保证了铰接节点受拉或者受压情况下平面内与平面外的转动能力。较传统的销轴加向心关节轴承节点，降低了施工安装的难度，提高了结构经济性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有常规销轴加向心关节轴承铰接节点的示意图；
图2为本发明实施例提供的铰接节点构造的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的铰接节点构造的局部示意图；
图4为本发明实施例提供的铰接节点构造的局部剖视图；
图5为本发明实施例提供的铰接节点构造的装配后的剖视图。
图标：1、节点固定端；2、悬挑销轴；3、节点插板；4、结构杆件；5、球面销轴盖；6、球面螺帽；7、拉索；8、销轴孔节点板；9、轴孔；10、球面垫圈；11、高强螺栓；12、弧面承压板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
结合图2至图5所示，本实施例提供一种可双向转动的铰接节点构造，其包括：节点固定端1、悬挑销轴2、销轴孔节点板8、节点插板3、高强螺栓11和弧面承压板12销轴盖组件。
其中，所述节点固定端1一侧设置有悬挑销轴2，悬挑销轴2的中心开螺栓孔，用于穿装固定铰接节点的高强螺栓11。
其中，所述铰接节点具有垂直于所述悬挑销轴2的销轴孔节点板8和插入结构杆件4的节点插板3，所述销轴孔节点板8上开设有与所述悬挑销轴2相适配的轴孔9，轴孔9内壁开弧面，以保证结构杆件4绕弧面承压板 12的弧面转动。轴孔9与悬挑销轴2组合以保证结构杆件4绕悬挑销轴转动。所述销轴孔节点板8设置有用于将杆件推力传于节点固定端1的弧形承压板12，所述节点插板与所述销轴孔节点板8垂直固定，节点插板3用于连接结构杆件4。所述节点插板3在开销轴孔的位置开长条孔，所述长条孔用于为悬挑销轴2插进铰接节点以及安装销轴盖组件提供操作空间。所述弧形承压板12边缘呈外凸状的弧形，弧形承压板12对称设置于所述销轴孔节点板8的轴孔两侧。
其中，所述销轴盖组件包括：高强螺栓11、球面销轴盖5、球面垫圈 10、球面螺帽6；所述球面销轴盖5中开孔；所述高强螺栓从所述球面销轴盖5中穿过，通过球面垫圈10及球面螺帽6预紧，所述高强螺栓11用于将节点固定端1两侧的两个铰接节点固定到节点固定端1上，并可承受铰接节点的拉力。节点固定端1两侧的两个球面销轴盖5通过高强螺栓固定。
具体地，所述球面销轴盖5开设有通孔，所述球面销轴盖5将与悬挑销轴2端面适配的接触面设置为球面结构。本实施例中，所述球面垫圈10 将与球面螺帽6适配的接触面设置为凹状球面。本实施例中，所述球面螺帽6将与所述球面垫圈10适配的接触面设置为凸状球面。
在铰接节点受拉时，球面销轴盖5与前述销轴孔节点板8在铰接节点受拉力作用时顶死，防止铰接节点与节点固定端1脱离，同时将铰接节点的拉力通过本侧的球面销轴盖5、高强螺栓11，传给固定端1。球面垫圈 10、球面销轴盖5与销轴孔节点板8顶死后共同发生转动，球面销轴盖5 的球面用来保证盖板倾斜后与节点固定端1销轴端部不因发生接触而水平位移，球面垫圈10与球面螺帽6的组合用来保证铰接节点发生绕弧面承压板12的弧面转动时高强螺栓不因垫圈的转动而弯曲。
优选地，在节点受结构杆件4传来的压力时，压力通过销轴孔节点板8、弧面承压板12将压力传于节点，轴孔内壁的弧面可以保证节点绕弧面承压版12的弧面自由转动而不至于轴孔与销轴顶死，弧面承压板12保证了节点转动同时传压力，悬挑销轴2与轴孔保证节点绕悬挑销轴外转动。在节点受拉力时，轴孔内壁弧面保证节点在平面内自由转动。
在铰接节点受垂直于悬挑销轴2剪力时，由结构杆件4传来的剪力通过节点板8上开的销轴孔9将剪力传给刚接于固定端1的悬挑销轴2上。
优选地，铰接节点既可以受来自结构杆件4的剪力与压力组合，也可以受来自结构杆件4的剪力与拉力组合。
优选地，结构体系如果设计为拉索7为主结构索，参与整体结构传力。本发明可以通过高强螺栓及两端的弧面销轴盖板传递相邻拱之间平衡索的索力。
优选地，在施工阶段，如果结构杆件4为拱杆结构，为确保拱杆能够方便装入主结构固定端的悬挑销轴2，本节点可实现以下功能，即在地面安装构件之间的拉索7或工装索，通过调节索长使结构杆件4预起拱，并减少拱脚间距，将杆件节点套入预制悬挑销轴2后，再放开拉索7或工装索，完成拱脚按照的步骤。
需要说明的是，本节点既可以在索膜结构中作为拱杆结构的铰接节点使用，也可以作为刚性结构中铰接节点使用。本节点既可以作为单独受压节点使用，也可以作为单独受拉节点使用，或者作为自平衡结构体系的节点使用，本领域技术人员可根据需要选择。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种可双向转动的铰接节点构造，其特征在于，包括：节点固定端、悬挑销轴、销轴孔节点板、节点插板、高强螺栓和销轴盖组件；
所述节点固定端设置有所述悬挑销轴；所述悬挑销轴的中心开螺栓孔，用于穿装固定铰接节点的高强螺栓；所述销轴孔节点板开设有与所述悬挑销轴相适配的轴孔，所述销轴孔节点板设置有弧形承压板；所述节点插板与所述销轴孔节点板垂直固定，所述节点插板在开轴孔的位置开设有长条孔，所述长条孔用于为悬挑销轴插进杆件节点以及安装销轴盖组件提供操作空间。
2.根据权利要求1所述的可双向转动的铰接节点构造，其特征在于，所述销轴盖组件由内向外依次包含：球面销轴盖、球面垫圈、球面螺帽；
所述球面销轴盖中开孔；
所述高强螺栓从所述球面销轴盖中穿过，通过球面垫圈及球面螺帽预紧，所述高强螺栓用于将铰接节点固定，并承受铰接节点的拉力。
3.根据权利要求1所述的可双向转动的铰接节点构造，其特征在于，所述弧形承压板对称设置于所述销轴孔节点板的轴孔两侧。
4.根据权利要求3所述的可双向转动的铰接节点构造，其特征在于，所述弧形承压板的边缘呈外凸状的弧形。
5.根据权利要求2所述的可双向转动的铰接节点构造，其特征在于，所述球面销轴盖开设有通孔，所述球面销轴盖将与悬挑销轴端面适配的接触面设置为球面结构。
6.根据权利要求2所述的可双向转动的铰接节点构造，其特征在于，所述球面垫圈将与球面螺帽适配的接触面设置为凹状球面。
7.根据权利要求2所述的可双向转动的铰接节点构造，其特征在于，所述球面螺帽将与所述球面垫圈适配的接触面设置为凸状球面。
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