CN203256904U - 用于铰接管架柱脚处的单向可限位铰支座 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于铰接管架柱脚处的单向可限位铰支座，其特征在于由上部结构和下部结构通过螺栓轴承联接而成，上部结构包括铰支座顶板，限位板焊接于铰支座顶板底部中间，两个耳板对称且平行地设置在限位板的两侧。顶板加劲板位于耳板中部并与耳板垂直，顶板加劲板同时与耳板和顶板焊接；下部结构包括铰支座底板以及竖直地焊接在铰支座底板上、顶部为对称斜面的铰支座支撑板。耳板与支撑板均留有临时固定孔，在铰支座未发生左右转动时其孔位重合并临时插入插销固定。本实用新型在满足管架顶位移的同时，又可以避免管架转动角度过大而引起失稳，组装简捷，管架通过铰支座传递到基础上的荷载只有竖向荷载，管架只受到轴心力作用，大量节省建筑材料用量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种可广泛用于管道工程中的独立式活动管道支架，尤其适用于管道变形频繁、变形值较大、变形方向多变的独立式活动管架，如供热管道、气力输送管道、给水管道等的独立式活动管架。管架可以是钢筋混凝土结构或钢结构。
背景技术
管道支架是管道工程设计的重要组成部分，按结构体系可分为独立式管架、纵梁式管架等，其中独立式管架是最为常用的管架形式。独立式管架按柱顶可否移动分为固定管架和活动管架，按其材料分为钢筋混凝土结构、钢结构。活动管架可采用刚性管架，亦可采用柔性及半铰接管架。其中，刚性管架的纵向刚度较大，位移较小，管架位移时产生的水平推力大于管道作用在支架上的摩擦力时，管道就可以相对于管架移动；柔性管架的柱子刚度较小，管道支架顶部变形能够满足主动管变形的要求；半铰接管架的柱脚沿管线方向采用不完全铰接构造，管道支架位移值与主动管变形值相等，管道支架对管道的水平反弹力忽略不计，管道支架侧向变形的倾斜度需满足一定要求，即支架顶位移值与支架柱基础顶面至柱顶总高度的比值不得大于0.02。由于刚性管架柱顶会承受管道变形时施加的反力，因此柱身和基础必需有足够的强度和截面尺寸以承受反力产生的弯矩，必然耗费较多的钢材、混凝土。而柔性管架的刚度在设计和施工过程中比较难以控制，在使用中也需承受管道作用的反力，同时还要考虑管架变形后在重力作用下所产生的附加弯矩，所以柔性管架及管架基础也不是很经济、合理。半铰接管架由于在管架底部铰支座处可以做管线平面内的有限转动，因此管架传递到管架基础上的荷载主要是垂直荷载，而传递的弯矩和剪力很小，可忽略不计。管架柱和基础在只需考虑在垂直荷载作用下的情况下，较小的截面尺寸即可满足承载要求，因此半铰接管架的方案是相对经济、合理的。
《建筑结构设计手册 管道支架》（北京，中国建筑工业出版社，1973）给出了几种半铰接管架柱脚处半铰构造结构示意图，图1为光面预制钢筋混凝土支架柱柱铰结构示意图，图2为增设了下弹性垫层的预制钢筋混凝土支架柱柱铰结构示意图，是在管架柱11与基础31之间设置了弹性垫层41，螺栓21用于将管架柱11固定在基础31上；图3为增设了上弹性垫层的预制钢筋混凝土支架柱柱铰结构示意图，是在螺栓21的螺帽与管架柱11之间安装弹性垫层41；图4为设置了下弹性垫层的钢支架柱柱铰结构示意图，是在钢支架柱61的柱脚底板51与基础31之间设置弹性垫层41。湖南某化工厂单向活动管架采用了图1的形式，投产三年后，管架柱开始陆续严重损坏，完全报废的达到百分之六十，需局部补强的占百分之二十五。破坏的管架中大量的混凝土柱脚被压碎，这说明这种形式的半铰可转动性很差。即使在柱铰处增设了弹性垫层（油毡叠合层），如图2、3、4所示结构，对柱铰的转动性有所改善，但弹性垫层随着风吹日晒会逐渐老化变硬，最终失去弹性，从而影响柱铰的有效性。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可限位的单向铰支座，可以克服上述常规半铰支座结构的缺陷。
为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：
用于铰接管架柱脚处的单向可限位铰支座，为全钢结构，最佳为不锈钢，包括上部结构和下部结构，上部结构、下部结构通过螺栓轴承穿过连接孔结合螺帽组成完整的铰结构；
上部结构包括铰支座耳板、铰支座限位板、铰支座顶板和顶板加劲板，限位板与耳板均焊接于铰支座顶板底部，限位板位于顶板底部中间，两个耳板对称且平行地设置在限位板的两侧，顶板加劲板位于耳板中部并与耳板垂直，顶板加劲板同时与耳板和顶板焊接；
下部结构包括铰支座底板以及竖直地焊接在铰支座底板上的铰支座支撑板，铰支座支撑板的顶部为两个对称的斜面，斜面与水平面夹角为α；tanα在2-5之间；
耳板与支撑板均留有临时固定孔，在铰支座未发生左右转动时其孔位重合并借助插入插销临时固定；
用于铰接管架柱脚处的单向可限位铰支座的施工方法，包括以下步骤：
（1）、分别组装铰支座的上部结构、下部结构；
（2）、将铰支座的下部结构通过焊接锚固钢筋预埋在混凝土基础上，铰支座的上部结构通过焊接锚固钢筋预埋在混凝土管架柱上或直接焊接于钢管架柱上；然后通过铰支座螺栓轴承连接上、下部结构；
（3）、在管架投入使用前，将铰支座临时固定插销插入铰支座支撑板上的临时固定孔内，将铰支座临时固定，待管道安装工作全部完成，在投入生产运行前再将固定插销拔除。
本实用新型铰支座为全钢结构，克服了混凝土构件耐久性的局限，可充分满足管道伸缩时对管架柱产生的往返转动。由于钢铰支座摩擦系数很小，管架转动产生的摩擦力小到可以忽略不计，实现了真正意义上的铰支座，而非半铰。管架通过铰支座传递到基础上的荷载只有竖向荷载，不会对管架基础产生附加弯矩和水平剪力，管架基础只需满足竖向承载力要求即可，基础的材料用量会大大降低。同时，管架由于只受到轴心力作用，不需考虑弯矩作用，管架自身所用材料也能够明显减少。本实用新型铰支座各部分构件的尺寸可根据管架的截面及受力情况进行设计确定，同时根据工程及相关规范的具体要求进行限位，在满足管架顶位移的同时，又可以避免管架转动角度过大而引起失稳。铰支座与管架柱、混凝土基础的连接和组装简易便捷，对于管架柱为混凝土结构还是钢结构没有限制。
附图说明
图1为光面预制钢筋混凝土支架柱柱铰结构示意图；
图2为增设了下弹性垫层的预制钢筋混凝土支架柱柱铰结构示意图；
图3为增设了上弹性垫层的预制钢筋混凝土支架柱柱铰结构示意图；
图4为设置了下弹性垫层的钢支架柱柱铰结构示意图；
图5为图4的俯视图；
图1-图5中主要附图标记的说明：11-管架柱、21-螺栓、31-基础、41-上（下）弹性垫层、51-柱脚底板；
图6为本实用新型单向可限位铰支座的结构示意图；
图7为图6的左视图；
图8为铰支座向左方转动到极限位置的状态图；
图9为铰支座向右方转动到极限位置的状态图；
图5-图7中主要附图标记的说明如下：1-管架柱、2-铰支座顶板、3-铰支座耳板、4-铰支座限位板、5-铰支座支撑板、6-铰支座底板、7-铰支座顶板加劲板、8-铰支座螺栓轴承、9-铰支座临时固定孔、10-混凝土基础、11-铰支座临时固定插销；其中铰支座顶板2、铰支座耳板3、铰支座限位板4、铰支座支撑板5、铰支座底板6、铰支座顶板加劲板7、铰支座螺栓轴承8、铰支座临时固定插销11的材质均为钢材。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。
图6为本实用新型单向可限位铰支座的结构示意图，图7为图6的左视图，参照图6、7所示，用于铰接管架柱脚处的单向可限位铰支座，包括上部结构和下部结构，其中，上部结构包括铰支座顶板2、铰支座耳板3、铰支座限位板4、铰支座顶板加劲板7；铰支座耳板3、铰支座限位板4均焊接于铰支座顶板2的底部，限位板4位于铰支座顶板2底部中间，两个铰支座耳板3对称且平行地设置在限位板4的两侧（耳板3比限位板4长），顶板加劲板7位于耳板中部并同时与耳板、顶板呈垂直地焊接，起到对顶板的加强作用。下部结构包括铰支座支撑板5和铰支座底板6，铰支座支撑板5竖直地焊接在铰支座底板6中间。铰支座支撑板5的顶部为两个对称的斜面，斜面与水平面夹角为α。上部结构、下部结构通过铰支座螺栓轴承8穿过连接孔结合螺帽组成完整的铰结构。
施工时铰的下部结构可通过焊接锚固钢筋预埋在混凝土基础10上，铰的上部结构可通过焊接锚固钢筋预埋在混凝土管架柱1上或直接焊接于钢管架柱1上。然后通过铰支座螺栓轴承8将管架柱连接于混凝土基础上。
在铰支座支撑板5、铰支座耳板3耳板均设有临时固定孔9，在铰支座未发生左右转动时其孔位重合。在管架投入使用前，为确保管架柱1固定不动以便于安装柱顶的管道，可通过铰支座临时固定插销11插入临时固定孔9将铰支座进行临时固定。待管道安装工作全部完成，在投入生产运行前再将固定插销11拔除。
图8为铰支座向左方转动到极限位置的状态，附图9为铰支座向右方转动到极限位置的状态。在实际使用过程，上部结构可以铰支座螺栓轴承8为轴心在竖直面内左右摆动时，摆动幅度可通过控制铰支座限位板4与铰支座支撑板5之间的夹角α来实现。
上述具体实施方式不以任何形式限制本实用新型的技术方案，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.用于铰接管架柱脚处的单向可限位铰支座，其特征在于：包括上部结构和下部结构，上部结构、下部结构通过螺栓轴承穿过连接孔结合螺帽组成完整的铰结构；
上部结构包括铰支座耳板、铰支座限位板、铰支座顶板和顶板加劲板，限位板与耳板均焊接于铰支座顶板底部，限位板位于顶板底部中间，两个耳板对称且平行地设置在限位板的两侧，顶板加劲板位于耳板中部并与耳板垂直，顶板加劲板同时与耳板和顶板焊接；
下部结构包括铰支座底板以及竖直地焊接在铰支座底板上的铰支座支撑板，铰支座支撑板的顶部为两个对称的斜面，斜面与水平面夹角为α；
耳板与支撑板均留有临时固定孔，在铰支座未发生左右转动时其孔位重合并借助插入插销临时固定。
2.根据权利要求1所述的用于铰接管架柱脚处的单向可限位铰支座，其特征在于tanα在2-5之间。
3.根据权利要求1所述的用于铰接管架柱脚处的单向可限位铰支座，其特征在于为全钢结构。
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| CN 201320218070 CN203256904U (zh) | 2013-04-25 | 2013-04-25 | 用于铰接管架柱脚处的单向可限位铰支座 |
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Cited By (4)
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| CN103243809A (zh) * | 2013-04-25 | 2013-08-14 | 东南大学建筑设计研究院有限公司 | 用于铰接管架柱脚处的单向可限位铰支座及其施工方法 |
| CN109356339A (zh) * | 2018-08-24 | 2019-02-19 | 四川佳科幕墙工程有限公司 | 固定座及屋面系统 |
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| CN110984211A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-10 | 西安长庆科技工程有限责任公司 | 一种利用已建人防节点的铰接柱脚结构及构造方法 |
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2013
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