CN1811086A - 钢结构万向支座 - Google Patents

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Abstract

一种钢结构万向支座，由底板与节点板活动连接而成，其底板四边分布有螺栓孔，并与结构中的预埋锚杆固定连接，在底板上面中央位置有一上凸的球冠铰，在底板的螺栓孔与球冠铰之间环形间隔分布三个以上的环板，各环板底面与底板固接，向球冠铰方向弧形弯曲，环板内弧面将置于底板球冠铰之上的节点板外缘包住，环板内弧面与节点板外缘之间留有间隙，节点板底面中央相对于球冠铰的位置有相应形状的凹坑，其凹坑的深度小于球冠铰高度，节点板与底板之间由锚栓连接，锚栓与螺母之间套有弹性体。本发明制造容易，加工简单，造价低廉。提高了钢结构支座的抗拉拔能力，在受向上拉力后，转动灵活，可适用于各种抗震建筑结构。

Description

钢结构万向支座
(一)技术领域
本发明涉及一种建筑结构节点的活动铰支座，特别是一种钢结构万向支座。
(二)背景技术
在建筑结构中，传统的钢结构万向支座有盆式支座和球式支座。两者均由底板与节点板活动连接而成，其底板四边分布有螺栓孔，并与混凝土中的预埋锚杆固定连接。支座节点板安装四根锚栓后，支座节点不能很好的转动，使支座的抗拉拔能力较弱，且在受向上拉力后，无法同时转动。由于底板与节点板为球面接触，制造要求高，需精加工，造价昂贵，并不适合应用到体育场支座。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种钢结构万向支座，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。
本发明的技术方案：
这种钢结构万向支座，由底板与节点板活动连接而成，其底板四边分布有螺栓孔，并与结构中的预埋锚杆固定连接，其特征在于：在底板上面中央位置有一上凸的球冠铰，在底板的螺栓孔与球冠铰之间环形间隔分布三个以上的环板，各环板底面与底板固接，向球冠铰方向弧形弯曲，环板内弧面将置于底座球冠铰之上的节点板外缘包住，环板内弧面与节点板外缘之间留有间隙，节点板底面中央相对于球冠铰的位置有相应形状的凹坑，其凹坑的深度小于球冠铰高度，节点板与底板之间由锚栓连接，锚栓与螺母之间套有弹性体。
上述底板上的螺栓孔为圆孔或长圆孔。
上述节点板的形状为圆饼形，其外缘呈弧面，并与环板内弧面对应。
上述节点板的形状为花瓣形，花瓣个数和位置与环板的个数和位置相对应。
上述节点板上固连肋板，肋板上固连承台板。
上述肋板为十字形或放射形。
上述节点板与底板之间的锚栓位于十字形肋板或放射形肋板的肋间处。
上述弹性体是弹簧或橡胶。
上述底座与锚栓之间、弹性体下面垫有不锈钢垫片。
上述球冠铰的高度小于1/2球半径，其顶部呈扁平状。
本发明的有益效果：由于本发明底板上面的球冠铰和节点板下面的凹坑加工相对容易，大大降低了支座的加工难度。又由于节点板外缘与环板内弧面的加工精度要求较低，因此本发明制造容易，加工简单，造价低廉。本发明支座的设计成底板+环板的形式，环板从周围将置于底座球冠铰之上的节点板包住，节点板与底板之间由锚栓连接，并在锚栓螺母之间安装弹性体，不仅能承受相当大的上拔力，满足工况所受压力的要求，同时，节点板还能很好的作万向转动，满足计算模型的完全铰接条件，提高了结构的安全度。支座底板+环板为第一道防线，首先能抵抗钢结构的上拔力，而锚栓则成为支座的第二道防线，一旦某些支座长时间使用后有所损坏，则锚栓还能继续发挥作用，增强了结构的减震性能，确保了结构安全。可适用于各种抗震建筑结构。
(四)附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图；
图2是图1中A剖面的示意图。
图3是本发明实施例二的结构示意图；
图4是本发明实施例三的结构示意图；
图5本发明应用于体育场罩蓬支座的示意图。
1-底板、11-球冠铰、12-螺栓孔、
2-环板、3-预埋锚杆、4-肋板、5-承台板。
6-节点板、61-凹坑。
7-锚栓、8-螺母、9-弹性体、10-球节点。
13-钢结构万向支座、14-不锈钢垫片。
(五)具体实施方式
实施例一参见图1、2，这种钢结构万向支座，由底板与节点板活动连接而成，其底板1四边分布有20个螺栓孔12，该螺栓孔可为圆孔或长圆孔，并与混凝土中的预埋锚杆3固定连接，其底板上面中央有一上凸的球冠铰11，该球冠铰的高度小于1/2球半径，其顶部呈扁平状，加工相对容易。
在底板的螺栓孔与球冠铰之间环形间隔分布六个环板2，各环板底面与底板固接，向球冠铰方向弧形弯曲，环板内弧面将置于底座球冠铰之上的节点板6外缘包住，节点板外缘的弧度与环板内弧面弧度相似，环板2的内弧面与节点板外缘之间留有间隙，以方便节点板转动。节点板6的底面中央相对于球冠铰11的位置有相应形状的凹坑61，其凹坑的深度小于球冠铰高度，使节点板底平面与底板上表面之间留有间隙，以利于节点板具有万向活动的功能。
节点板与底板之间由锚栓7连接，锚栓7与螺母8之间套有弹簧9。上述弹簧也可以由橡胶垫或橡胶套代替。为更好承力，上述弹性体下面可以垫有不锈钢垫片14。
上述节点板6的形状可以为圆饼形，其外缘呈弧面，并与环板内弧面对应。
上述节点板6的形状也可以为花瓣形，花瓣个数和位置与环板的个数和位置相对应。
节点板上可以与各种各样的结构部件焊接。例如，可焊接肋板4，肋板上焊接承台板5，承台板上还可焊接各种结构部件，如球节点10、钢管、钢板或型钢等。
上述肋板4的形状可以为十字形或放射形。节点板6与底板1之间的锚栓7位于十字形肋板或放射形肋板的肋间处，本实施例有四根锚栓。
参见图3，实施例二的环板6为三个。
参见图4，实施例三的环板6为四个。
本发明的钢结构万向支座采用GS20Mn5V钢材。为防止节点板与环板、底板之间的间隙被阻塞，支座外围可设有防尘罩，防尘罩采用2mm厚三元乙丙橡胶，四边用铝合金压条固定在上部结构钢板上。
本发明应用于体育场罩蓬支座的实施例参见图5，体育场主体结构由60榀含斜梁、斜柱的主框架及连梁、看台梁连系而成。60榀正放三角形管管相焊，钢桁架支承在主框架悬臂梁上。钢桁架之间由端部联系桁架及下弦节点间的联系钢管相连。钢骨架上覆盖膜，为骨架式膜结构。桁架上下弦杆均为无缝圆钢管，腹杆或支撑杆件亦采用无缝钢管，体育场挑蓬安全支撑在前后两支座上，其中尾支座采用本发明的钢结构万向支座13。
前支座：(FY为竖向力，FXO为水平力。)
FY(kN)：2553-640；FXO(kN)：420 420
尾支座受力：(FY为竖向力，FXO为水平力。)
FY(kN)：-940 260；FXO(kN)：280 280
由此可见，本发明的钢结构万向支座可承受相当大的上拔力，既可满足工况所受压力的要求，同时还能很好的转动，又可满足铰接需要。

Claims (10)

1.一种钢结构万向支座，由底板与节点板活动连接而成，其底板四边分布有螺栓孔，并与结构中的预埋锚杆固定连接，其特征在于：在底板上面中央位置有一上凸的球冠铰，在底板的螺栓孔与球冠铰之间环形间隔分布三个以上的环板，各环板底面与底板固接，向球冠铰方向弧形弯曲，环板内弧面将置于底座球冠铰之上的节点板外缘包住，环板内弧面与节点板外缘之间留有间隙，节点板底面中央相对于球冠铰的位置有相应形状的凹坑，其凹坑的深度小于球冠铰高度，节点板与底板之间由锚栓连接，锚栓与螺母之间套有弹性体。
2.根据权利要求1所述的钢结构万向支座，其特征在于：上述底板上的螺栓孔为圆孔或长圆孔。
3.根据权利要求1所述的钢结构万向支座，其特征在于：上述节点板的形状为圆饼形，其外缘呈弧面，并与环板内弧面对应。
4.根据权利要求1所述的钢结构万向支座，其特征在于：上述节点板的形状为花瓣形，花瓣个数和位置与环板的个数和位置相对应。
5.根据权利要求1所述的钢结构万向支座，其特征在于：上述节点板上固连肋板，肋板上固连承台板。
6.根据权利要求5所述的钢结构万向支座，其特征在于：上述肋板为十字形或放射形。
7.根据权利要求1或3或4所述的钢结构万向支座，其特征在于：上述节点板与底板之间的锚栓位于十字形肋板或放射形肋板的肋间处。
8.根据权利要求1或3或4所述的钢结构万向支座，其特征在于：上述弹性体是弹簧或橡胶垫。
9.根据权利要求1或3或4所述的钢结构万向支座，其特征在于：上述底座与锚栓之间、弹性体下面垫有不锈钢垫片。
10.根据权利要求1或3或4所述的钢结构万向支座，其特征在于：上述球冠铰的高度小于1/2球半径，其顶部呈扁平状。
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