CN113982189A - 一种钢结构防震立柱和钢结构系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢结构防震立柱和钢结构系统，包括钢管和尖刺体，尖刺体顶部转动安装有中心轴，钢管内设置有加固组件，加固组件包括固定块、与固定块底面固定的伸缩套杆、与伸缩套杆远离固定块的一端固定的连接块以及与连接块靠近固定块一侧的侧壁固定的插杆；连接块靠近固定块一侧的表面与固定块底面平行，插杆的长度方向与伸缩套杆的延伸方向平行，钢管侧壁开设有供插杆穿过的穿孔；中心轴上设置有两段螺距相等、旋向相反的螺纹，钢管上设置有用于驱使插杆穿出穿孔的驱动机构。本方案中，通过驱动机构即可驱使插杆穿出穿孔，使得插杆插入土层中，增强了钢管的抓地能力，提高了钢管在使用过程中的稳定性，有利于增强钢管的抗震效果。

Description

一种钢结构防震立柱和钢结构系统

技术领域

本发明涉及钢结构防震组件技术领域，特别涉及一种钢结构防震立柱和钢结构系统。

背景技术

钢结构工程是以钢材制作为主的结构，主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接，是主要的建筑结构类型之一，因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、桥梁、场馆、超高层等领域。

在公开号为CN112942178A的中国发明专利中公开了一种钢结构防震立柱和钢结构系统，所述钢结构防震立柱多根钢管通过中间连接组件相互对接，最底部的钢管与底座组件连接，立桩设置在钢管的内部，防震支撑组件包括摆动板、弹性支撑块、斜坡板和耳环，两个收卷轮分别设置在位于最上侧的防震支撑组件内的两块摆动板上，而两根钢索分别卷绕在两个收卷轮上并贯穿过斜坡板上的耳环。

但发明人认为上述技术方案存在以下缺陷：在使用过程中，钢管的下端埋设于地下，钢管与的抓地作用力较差，当经受地震后，钢管容易发生下沉。

发明内容

为了增强钢管的抗震效果，提高钢管在使用过程中的稳定性，本发明提供一种钢结构防震立柱和钢结构系统。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种钢结构防震立柱和钢结构系统，包括钢管以及与钢管下端固定的尖刺体，所述尖刺体顶部转动安装有中心轴，所述钢管内设置有用于加固钢管与土层之间连接作用的加固组件，所述加固组件包括与钢管内壁固定的固定块，所述固定块底面为朝向中心轴一侧靠近的倾斜面，所述加固组件还包括与固定块底面固定的伸缩套杆、与伸缩套杆远离固定块的一端固定的连接块以及与连接块靠近固定块一侧的侧壁固定的插杆；

所述连接块靠近固定块一侧的表面与固定块底面平行，所述插杆的长度方向与伸缩套杆的延伸方向平行，所述钢管侧壁开设有供插杆穿过的穿孔；

所述中心轴上设置有两段螺距相等、旋向相反的螺纹，所述加固组件设有两组，两组所述加固组件分别与中心轴上的两段螺纹对应，所述钢管上设置有用于驱使插杆穿出穿孔的驱动机构。

通过采用上述技术方案，当钢管下端插入地下后，为增强钢管在使用过程中的稳定性，工作人员只需通过驱动机构即可驱使插杆穿出穿孔，使得插杆插入土层中，从而增强了钢管的抓地能力，提高了钢管在使用过程中的稳定性，有利于增强钢管的抗震效果。

本发明进一步设置为，所述驱动机构包括顶出组件和驱动组件，所述顶出组件设置有两组并分别设置于中心轴的两段螺纹上，所述顶出组件包括设置于中心轴上的活动板以及与活动板上表面固定的顶块，所述活动板侧壁与钢管内壁滑移连接，所述中心轴贯穿活动板并螺纹连接，且所述顶块侧壁与连接块底面配合，所述驱动组件用于驱使中心轴转动。

通过采用上述技术方案，需要使用驱动机构驱使插杆穿出穿孔时，工作人员只需通过驱动组件即可驱使中心轴转动，由于活动板侧壁与钢管内壁滑移连接，活动板与中心轴螺纹连接，以此使得活动板能够沿竖直方向升降，从而使得顶块能够沿竖直方向升降，由于顶块侧壁与连接块底面配合，因此，顶块能够推动连接块沿伸缩套杆的延伸方向移动，伸缩套杆在此过程中逐渐收缩，插杆逐渐从穿孔中移出并插入土层中，以起到加固钢管与土层之间连接作用的目的。

本发明进一步设置为，所述伸缩套杆上套设有弹簧，所述弹簧的一端与连接块靠近固定块一侧的表面固定，所述弹簧的另一端与固定块底部的倾斜面固定。

通过采用上述技术方案，弹簧具有良好的弹力作用，在将钢管插入地下的过程中，在弹簧的弹力作用下，连接块位于靠近中心轴的一侧，插杆始终位于钢管内，降低了因钢管移出穿孔外侧而影响钢管插入地下的概率。

本发明进一步设置为，所述穿孔内壁固定有隔离网。

通过采用上述技术方案，隔离网对沙粒起到了良好的隔离作用，降低了颗粒较大的砂石堵塞穿孔的概率，从而便于插杆后期从穿孔移出并插入土层。

本发明进一步设置为，所述插杆远离连接块的一端固定有棱锥体。

通过采用上述技术方案，棱锥体具有锋利的尖角，在插杆从钢管移出穿孔的过程中，棱锥体能够刺穿隔离网，以便插杆顺利插入土层中。

本发明进一步设置为，所述钢管上端设置有顶板，所述驱动组件包括与顶板上表面固定的电机、与电机的输出轴上端固定的主动齿轮、套设于中心轴外侧并与顶板顶部转动连接的外套管以及与外套管上端固定并与主动齿轮啮合的从动齿轮，所述外套管上设置有用于将外套管与中心轴固定的固定组件。

通过采用上述技术方案，固定组件将外套管与中心轴固定，使用驱动组件驱使中心轴转动时，工作人员只需开启电机，电机工作后带动主动齿轮转动，以此使得与主动齿轮啮合的从动齿轮以及与从动齿轮固定的外套管均转动，从而使得与外套管固定的中心轴转动，以便使得与中心轴螺纹连接的活动板沿竖直方向向上或向下移动。

本发明进一步设置为，所述固定组件包括贯穿设置于外套管上并与外套管间隙配合的螺栓以及套设于螺栓端部的螺帽，所述螺栓贯穿中心轴并与中心轴螺纹连接。

通过采用上述技术方案，将螺栓穿过外套管，并将螺栓与螺帽螺纹连接后，即可将外套管与中心轴固定。

本发明进一步设置为，所述顶板上贯穿设置有与顶板间隙配合的螺钉，所述螺钉与钢管上端螺纹连接。

通过采用上述技术方案，当工作人员拧下螺钉后，即可在钢管内安装零部件。

本发明进一步设置为，所述顶板上表面固定有套设于中心轴外侧的内套管，所述内套管侧壁上贯穿开设有安装孔，所述中心轴与安装孔对应的位置上开设有螺纹孔。

通过采用上述技术方案，当电机与顶板之间通过螺丝固定，钢管下端插入地下，且插杆传出穿孔并插入地下土层中后，工作人员即可对电机、从动齿轮和外套管进行拆卸，从而将驱动组件安装于其他钢管的上端，提高了驱动组件的重复利用率。

一种钢结构系统，该钢结构系统包括上述方案中的任意一种钢结构防震立柱。

通过采用上述技术方案，增强了钢结构系统在使用过程中的稳定性以及抗震能力。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本方案中，当钢管下端插入地下后，为增强钢管在使用过程中的稳定性，工作人员只需通过驱动机构即可驱使插杆穿出穿孔，使得插杆插入土层中，从而增强了钢管的抓地能力，提高了钢管在使用过程中的稳定性，有利于增强钢管的抗震效果；

2、本方案中，需要使用驱动机构驱使插杆穿出穿孔时，工作人员只需通过驱动组件即可驱使中心轴转动，由于活动板侧壁与钢管内壁滑移连接，活动板与中心轴螺纹连接，以此使得活动板能够沿竖直方向升降，从而使得顶块能够沿竖直方向升降，由于顶块侧壁与连接块底面配合，因此，顶块能够推动连接块沿伸缩套杆的延伸方向移动，伸缩套杆在此过程中逐渐收缩，插杆逐渐从穿孔中移出并插入土层中，以起到加固钢管与土层之间连接作用的目的；

3、本方案中，弹簧具有良好的弹力作用，在将钢管插入地下的过程中，在弹簧的弹力作用下，连接块位于靠近中心轴的一侧，插杆始终位于钢管内，降低了因钢管移出穿孔外侧而影响钢管插入地下的概率。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例的剖面结构示意图；

图3是图2中A处的放大示意图；

图4是本发明用于凸显加固组件的平面结构示意图；

图5是本发明用于凸显加固组件的立体结构示意图；

图6是本发明用于凸显外套管与从动齿轮的连接结构示意图。

图中：1、钢管；11、尖刺体；12、穿孔；121、隔离网；2、中心轴；21、螺纹；3、加固组件；31、固定块；32、伸缩套杆；33、连接块；34、插杆；341、棱锥体；35、弹簧；4、顶板；41、螺钉；42、内套管；421、安装孔；5、驱动机构；51、顶出组件；511、活动板；512、顶块；52、驱动组件；521、电机；522、主动齿轮；523、外套管；524、从动齿轮；6、固定组件；61、螺栓；62、螺帽。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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”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”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图6所示，一种钢结构防震立柱，包括钢管1、中心轴 2、加固组件3、顶板4、驱动机构5以及固定组件6。钢管1为竖直设置的正方形管状结构，其下端固定有尖刺体11，以此便于工作人员将钢管1下端插入土层中。中心轴2为竖直设置的圆杆状结构，其下端与尖刺体11顶部中心转动连接，中心轴2的上端延伸出钢管1 上端外侧，中心轴2侧壁靠近中心轴2下端的位置设置有两段螺距相等、旋向相反的螺纹21。

加固组件3设置于钢管1内，用于加固钢管1与土层之间的连接作用，加固组件3设有两组并分别与中心轴2上的两段螺纹21对应，加固组件3包括固定块31、伸缩套杆32、连接块33、插杆34以及弹簧35。固定块31与钢管1内壁固定，固定块31的底面为朝向中心轴2一侧靠近的倾斜面。伸缩套杆32采用多级套管依次连接而成，伸缩套杆32的一端与固定块31底面固定，且伸缩套杆32朝向靠近中心轴2轴线的一侧延伸。连接块33为矩形块状结构，其靠近固定块31一侧的表面与固定块31底面平行，连接块33靠近固定块31一侧的表面与伸缩套杆32远离固定块31的一端固定。插杆34为长方形杆状结构，其长度方向与伸缩套杆32的延伸方向平行，插杆34的一端与连接块33靠近固定块31一侧的侧壁固定，且钢管1侧壁开设有供插杆34穿过的穿孔12。弹簧35套设于伸缩套杆32外侧，其一端与连接块33靠近固定块31一侧的侧壁固定，弹簧35的另一端与固定块31底部的倾斜面固定。

顶板4为正方形板状结构，其底面与钢管1上端贴合，顶板4上贯穿设置有与顶板4间隙配合的螺钉41，螺钉41下端与钢管1上端螺纹连接，且中心轴2上端贯穿顶板4并间隙配合。

驱动机构5安装于钢管1上，用于驱使插杆34穿出穿孔12，且驱动机构5包括顶出组件51和驱动组件52。顶出组件51设置有两组并分别设置于中心轴2的两段螺纹21上，且顶出组件51包括活动板511和顶块512。活动板511为水平设置的长方形板状结构，活动板511侧壁与钢管1内壁滑移连接，中心轴2贯穿活动板511并螺纹连接。顶块512底面与活动板511上表面固定，顶块512侧壁与连接块33底面配合。

驱动组件52用于驱使中心轴2转动，驱动组件52包括电机521、主动齿轮522、外套管523以及从动齿轮524。电机521与顶板4上表面固定，电机521输出轴的轴线竖直。主动齿轮522的轴线与电机 521输出轴的轴线重合，主动齿轮522与电机521的输出轴上端固定。外套管523为管状结构，其套设于中心轴2外侧并与顶板4顶部转动连接，外套管523的中轴线与中心轴2的轴线重合。从动齿轮524的轴线与中心轴2的轴线重合，从动齿轮524底面与外套管523上端固定，且从动齿轮524与主动齿轮522啮合。

固定组件6设置于外套管523上，用于将外套管523与中心轴2 固定，且固定组件6包括螺栓61和螺帽62。螺栓61的轴线水平，螺栓61贯穿设置于外套管523上并与外套管523间隙配合，且螺栓 61贯穿中心轴2并与中心轴2螺纹连接。螺帽62的轴线与螺栓61 的轴线重合，螺帽62套设于螺栓61上并与螺栓61端部螺纹连接，以此便于工作人员将外套管523与中心轴2进行固定。当钢管1下端插入地下后，为增强钢管1在使用过程中的稳定性，工作人员只需开启电机521，电机521工作后带动主动齿轮522转动，以此使得与主动齿轮522啮合的从动齿轮524油价与从动齿轮524固定的外套管 523转动，由于外套管523与中心轴2通过螺栓61和螺帽62固定，活动板511与外套管523内壁滑移连接，且活动板511与中心轴2螺纹连接，从而使得中心轴2两段螺纹21上的两个活动板511分别向相反的方向运动，当顶块512与连接块33底面抵接后，连接块33将插杆34逐渐从穿孔12中挤出，从而使得插杆34逐渐插入地下土层中，上、下两个不同层面上的插杆34插入土层的方向相反，有利于增强钢管1与地面土层之间的抓地力，增强了钢管1在使用过程中的稳定性及抗震能力。

为降低钢管1插入土层的过程中，颗粒较大的砂石堵塞穿孔12 的概率，穿孔12内壁固定有隔离网121，以此对砂石起到了良好的拦截作用，降低了因砂石堵塞穿孔12，而影响插杆34从穿孔12移出的概率。为便于插杆34移出穿孔12，插杆34远离连接块33的一端固定有棱锥体341，以此便于棱锥体341刺穿隔离网121，从而便于插杆34移出穿孔12并插入土层中。

在本实施例中，顶板4上表面固定有套设于中心轴2外侧的内套管42，内套管42侧壁上贯穿开设有安装孔421，中心轴2与安装孔421对应的位置上开设有螺纹孔(图中未示出)，当插杆34插入土层后，工作人员只需拧下螺帽62和螺栓61，采用外加螺杆即可将内套管42与中心轴2固定，以此提高了钢管1和中心轴2在使用过程中的稳定性。

本实施例还公开了一种钢结构系统，该钢结构系统包括本实施例公开的一种钢结构防震立柱。

本实施例的使用原理为：当钢管1下端插入地下后，为增强钢管 1在使用过程中的稳定性，工作人员只需开启电机521，电机521工作后带动主动齿轮522转动，以此使得与主动齿轮522啮合的从动齿轮524油价与从动齿轮524固定的外套管523转动，由于外套管523与中心轴2通过螺栓61和螺帽62固定，活动板511与外套管523内壁滑移连接，且活动板511与中心轴2螺纹连接，从而使得中心轴2 两段螺纹21上的两个活动板511分别向相反的方向运动，当顶块512 与连接块33底面抵接后，连接块33将插杆34逐渐从穿孔12中挤出，从而使得插杆34逐渐插入地下土层中，上、下两个不同层面上的插杆34插入土层的方向相反，有利于增强钢管1与地面土层之间的抓地力，增强了钢管1在使用过程中的稳定性及抗震能力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种钢结构防震立柱，其特征是：包括钢管(1)以及与钢管(1)下端固定的尖刺体(11)，所述尖刺体(11)顶部转动安装有中心轴(2)，所述钢管(1)内设置有用于加固钢管(1)与土层之间连接作用的加固组件(3)，所述加固组件(3)包括与钢管(1)内壁固定的固定块(31)，所述固定块(31)底面为朝向中心轴(2)一侧靠近的倾斜面，所述加固组件(3)还包括与固定块(31)底面固定的伸缩套杆(32)、与伸缩套杆(32)远离固定块(31)的一端固定的连接块(33)以及与连接块(33)靠近固定块(31)一侧的侧壁固定的插杆(34)；

所述连接块(33)靠近固定块(31)一侧的表面与固定块(31)底面平行，所述插杆(34)的长度方向与伸缩套杆(32)的延伸方向平行，所述钢管(1)侧壁开设有供插杆(34)穿过的穿孔(12)；

所述中心轴(2)上设置有两段螺距相等、旋向相反的螺纹(21)，所述加固组件(3)设有两组，两组所述加固组件(3)分别与中心轴(2)上的两段螺纹(21)对应，所述钢管(1)上设置有用于驱使插杆(34)穿出穿孔(12)的驱动机构(5)。

2.根据权利要求1所述的一种钢结构防震立柱，其特征是：所述驱动机构(5)包括顶出组件(51)和驱动组件(52)，所述顶出组件(51)设置有两组并分别设置于中心轴(2)的两段螺纹(21)上，所述顶出组件(51)包括设置于中心轴(2)上的活动板(511)以及与活动板(511)上表面固定的顶块(512)，所述活动板(511)侧壁与钢管(1)内壁滑移连接，所述中心轴(2)贯穿活动板(511)并螺纹连接，且所述顶块(512)侧壁与连接块(33)底面配合，所述驱动组件(52)用于驱使中心轴(2)转动。

3.根据权利要求2所述的一种钢结构防震立柱，其特征是：所述伸缩套杆(32)上套设有弹簧(35)，所述弹簧(35)的一端与连接块(33)靠近固定块(31)一侧的表面固定，所述弹簧(35)的另一端与固定块(31)底部的倾斜面固定。

4.根据权利要求3所述的一种钢结构防震立柱，其特征是：所述穿孔(12)内壁固定有隔离网(121)。

5.根据权利要求4所述的一种钢结构防震立柱，其特征是：所述插杆(34)远离连接块(33)的一端固定有棱锥体(341)。

6.根据权利要求2所述的一种钢结构防震立柱，其特征是：所述钢管(1)上端设置有顶板(4)，所述驱动组件(52)包括与顶板(4)上表面固定的电机(521)、与电机(521)的输出轴上端固定的主动齿轮(522)、套设于中心轴(2)外侧并与顶板(4)顶部转动连接的外套管(523)以及与外套管(523)上端固定并与主动齿轮(522)啮合的从动齿轮(524)，所述外套管(523)上设置有用于将外套管(523)与中心轴(2)固定的固定组件(6)。

7.根据权利要求6所述的一种钢结构防震立柱，其特征是：所述固定组件(6)包括贯穿设置于外套管(523)上并与外套管(523)间隙配合的螺栓(61)以及套设于螺栓(61)端部的螺帽(62)，所述螺栓(61)贯穿中心轴(2)并与中心轴(2)螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的一种钢结构防震立柱，其特征是：所述顶板(4)上贯穿设置有与顶板(4)间隙配合的螺钉(41)，所述螺钉(41)与钢管(1)上端螺纹连接。

9.根据权利要求7所述的一种钢结构防震立柱，其特征是：所述顶板(4)上表面固定有套设于中心轴(2)外侧的内套管(42)，所述内套管(42)侧壁上贯穿开设有安装孔(421)，所述中心轴(2)与安装孔(421)对应的位置上开设有螺纹(21)孔。

10.一种钢结构系统，其特征是：钢结构系统包括权利要求1-9中任意一项所述的一种钢结构防震立柱。

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