可轉(zhuǎn)動及滑動的銷軸支座部件、銷軸支座及空間結(jié)構(gòu)體系的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可轉(zhuǎn)動及滑動的銷軸支座部件、銷軸支座及含有其的空間結(jié)構(gòu)體系，銷軸支座部件包括設(shè)置有銷軸孔的耳板、轉(zhuǎn)動件、含有第一限位卡槽的底座、含有第二限位卡槽的滑箱；所述轉(zhuǎn)動件位于耳板的底部，兩者固定連接或成為一體鑄件；所述轉(zhuǎn)動件的下部可轉(zhuǎn)動地內(nèi)置于底座的第一限位卡槽內(nèi)，轉(zhuǎn)動時，繞轉(zhuǎn)動件的軸心線水平轉(zhuǎn)動，進而帶動耳板轉(zhuǎn)動；所述底座的下部可滑動地內(nèi)置于滑箱的第二限位卡槽內(nèi)，滑動時，沿滑箱的一側(cè)向另一側(cè)水平滑動。通過上述設(shè)置，可以克服傳統(tǒng)銷軸支座受力的局限性，受力合理、加工方便，能適應(yīng)復(fù)雜的受力條件，含有其的空間結(jié)構(gòu)體系，可更好地滿足建筑造型的要求。
【專利說明】可轉(zhuǎn)動及滑動的銷軸支座部件、銷軸支座及空間結(jié)構(gòu)體系
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體地，涉及一種節(jié)點。
【背景技術(shù)】
[0002]空間結(jié)構(gòu)是目前應(yīng)用范圍廣泛的結(jié)構(gòu)形式。隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，特別是以2008年北京奧運會與2010年上海世博會為契機，空間結(jié)構(gòu)在我國得到很大的發(fā)展。建筑的跨度愈來愈大，建筑創(chuàng)意與建筑風(fēng)格的多樣化，既反映出時代的特點，同時也對結(jié)構(gòu)技術(shù)提出了巨大的挑戰(zhàn)。
[0003]在空間結(jié)構(gòu)中，支座是連接上部鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件與下部支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要節(jié)點。支座形式主要包括板式支座、橡膠墊支座、球形支座、銷軸支座及關(guān)節(jié)軸承支座等多種。支座應(yīng)能將上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件的反力可靠地傳遞給下部支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并保證達到上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件所要求的位移量與轉(zhuǎn)動能力，使結(jié)構(gòu)的實際受力情況與計算假定相符。
[0004]但是隨著新型空間結(jié)構(gòu)體系的不斷出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)中構(gòu)件與構(gòu)件之間的節(jié)點連接方式日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)的銷軸支座、滑動支座及關(guān)節(jié)軸承等形式已不能完全適應(yīng)現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展需要。其中，以最常用的傳統(tǒng)的銷軸支座為例，其用于連接兩個相鄰的構(gòu)件，一個構(gòu)件上固定連接有一個耳板，另一構(gòu)件上固定連接有兩個耳板，通過一根銷軸穿過上述耳板上設(shè)有的銷軸孔，即可將兩個構(gòu)件連接起來。但上述類型的銷軸支座，一般需要在現(xiàn)場施工前預(yù)先固定焊接在構(gòu)件上，由于構(gòu)件連接形式的多樣，上述固定連接的銷軸支座，其受力就無法滿足構(gòu)件之間的復(fù)雜的連接關(guān)系。
[0005]綜上所述，為了使空間結(jié)構(gòu)設(shè)計更好的滿足建筑造型的要求，必須開發(fā)新的能適應(yīng)復(fù)雜受力條件的支座形式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種能克服傳統(tǒng)銷軸支座受力局限性的、可轉(zhuǎn)動及滑動的銷軸支座部件，使其受力合理、加工方便。
[0007]本發(fā)明的第二個目的是提供一種銷軸支座，使其能適應(yīng)復(fù)雜的受力條件。
[0008]本發(fā)明的第三個目的是提供一種空間結(jié)構(gòu)體系，使其整體受力合理，可更好地滿足建筑造型的要求。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0010]一種可轉(zhuǎn)動及滑動的銷軸支座部件，包括設(shè)置有銷軸孔的耳板，還包括轉(zhuǎn)動件、含有第一限位卡槽的底座、含有第二限位卡槽的滑箱；所述轉(zhuǎn)動件位于耳板的底部，兩者固定連接或成為一體鑄件；所述轉(zhuǎn)動件的下部可轉(zhuǎn)動地內(nèi)置于底座的第一限位卡槽內(nèi)，轉(zhuǎn)動時，繞轉(zhuǎn)動件的軸心線水平轉(zhuǎn)動，進而帶動耳板轉(zhuǎn)動；所述底座的下部可滑動地內(nèi)置于滑箱的第二限位卡槽內(nèi)，滑動時，沿滑箱的一側(cè)向另一側(cè)水平滑動。
[0011]進一步地，所述轉(zhuǎn)動件由上至下包括連接軸及轉(zhuǎn)芯，所述連接軸頂部與耳板底部連接、連接軸底部與轉(zhuǎn)芯連接；所述轉(zhuǎn)芯相對于連接軸具有向外的凸緣；所述底座的第一限位卡槽由底座外壁包圍形成，底座外壁的頂部具有向內(nèi)的上凸緣；所述轉(zhuǎn)芯的向外的凸緣置于第一限位卡槽內(nèi)，所述底座的向內(nèi)的上凸緣限制轉(zhuǎn)芯的向外的凸緣在轉(zhuǎn)動件軸向方向的運動；所述滑箱的第二限位卡槽由滑箱外壁包圍形成，滑箱外壁的頂部具有向內(nèi)的凸緣；所述底座外壁的底部具有向外的下凸緣；所述底座的向外的下凸緣置于第二限位卡槽內(nèi)，所述滑箱的向內(nèi)的凸緣限制底座的向外的下凸緣在轉(zhuǎn)動件軸向方向的運動。
[0012]進一步地，所述轉(zhuǎn)動件還包括耳板底板，所述耳板底板連接在連接軸與耳板底部之間。
[0013]進一步地，所述底座與轉(zhuǎn)芯之間、底座與滑箱之間均設(shè)置有可降低摩擦系數(shù)的夾層。
[0014]進一步地,所述夾層采用SF-1板。
[0015]進一步地，所述轉(zhuǎn)芯的向外的凸緣與底座的向內(nèi)的上凸緣做倒角處理。
[0016]進一步地，所述耳板為兩個或一個。
[0017]一種銷軸支座，包括銷軸，還包括上述的銷軸支座部件，所述銷軸與銷軸支座部件的銷軸孔配合。
[0018]進一步地，還包括與銷軸兩端配合的蓋板，所述銷軸與蓋板通過沉頭螺栓連接。
[0019]一種空間結(jié)構(gòu)體系，包括構(gòu)件，至少部分構(gòu)件之間通過銷軸支座連接，所述銷軸支座包括上述的銷軸支座部件或采用上述的銷軸支座。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0021]1、通過在現(xiàn)有耳板的基礎(chǔ)上增加轉(zhuǎn)動件、含有第一限位卡槽的底座、含有第二限位卡槽的滑箱，四者相互配合，可形成具有水平轉(zhuǎn)動及滑動功能的銷軸支座，可實現(xiàn)雙方向大角度的轉(zhuǎn)動及水平方向的滑動，受力可根據(jù)實際情況調(diào)整，能適應(yīng)復(fù)雜的受力條件。
[0022]2、通過耳片、轉(zhuǎn)動件、底座、滑箱相互配合，整體受力明確，傳力直接。
[0023]3、銷軸支座剛度大，承載能力高，抗震能力好，耐久性好。
[0024]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明可轉(zhuǎn)動及滑動的銷軸支座結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是圖1中A-A剖面示意圖；
[0027]圖3是圖1中B-B剖面示意圖；
[0028]圖4是圖1中C-C剖面示意圖；
[0029]圖5是圖1中D-D剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0031 ] 如圖1所示，為本發(fā)明的可轉(zhuǎn)動及滑動的銷軸支座結(jié)構(gòu)示意圖，其包括銷軸2及銷軸支座部件。
[0032]為了適應(yīng)復(fù)雜的受力條件，其中銷軸支座部件設(shè)計為可轉(zhuǎn)動及滑動形式:配合圖2所示，其包括耳板11、轉(zhuǎn)動件12、含有第一限位卡槽的底座13、含有第二限位卡槽的滑箱14。轉(zhuǎn)動件12的下部可轉(zhuǎn)動地內(nèi)置于底座13的第一限位卡槽內(nèi)，轉(zhuǎn)動時，繞轉(zhuǎn)動件12的軸心線水平轉(zhuǎn)動，進而帶動耳板11轉(zhuǎn)動。底座13的下部可滑動地內(nèi)置于滑箱14的第二限位卡槽內(nèi)，滑動時，沿滑箱14的一側(cè)向另一側(cè)水平滑動。
[0033]配合圖2-圖5所示，其中，耳板11帶有銷軸孔；轉(zhuǎn)動件12位于耳板11的底部，轉(zhuǎn)動件12由上至下包括連接軸121及轉(zhuǎn)芯122，連接軸121頂部與耳板11底部連接、連接軸121底部與轉(zhuǎn)芯122連接；轉(zhuǎn)芯122相對于連接軸121具有向外的凸緣1221 ;底座13的第一限位卡槽由底座外壁包圍形成，底座外壁的頂部具有向內(nèi)的上凸緣131 ;轉(zhuǎn)芯的向外的凸緣1221置于第一限位卡槽內(nèi)，底座的向內(nèi)的上凸緣131限制轉(zhuǎn)芯的向外的凸緣1221在轉(zhuǎn)動件12軸向方向的運動?；?4的第二限位卡槽由滑箱外壁包圍形成，滑箱外壁的頂部具有向內(nèi)的凸緣141 ;底座外壁的底部具有向外的下凸緣132 ;底座的向外的下凸緣132置于第二限位卡槽內(nèi)，滑箱的向內(nèi)的凸緣141限制底座的向外的下凸緣132在轉(zhuǎn)動件12軸向方向的運動。
[0034]上述轉(zhuǎn)動件12還可以包括耳板底板123，耳板底板123連接在連接軸121與耳板11底部之間。
[0035]上述轉(zhuǎn)動件12可以與耳板11固定連接，兩者也可以成為一體的鑄件，優(yōu)選鋼制鑄件。
[0036]上述銷軸支座部件、銷軸支座可整體采用鑄鋼件，材質(zhì)為G20Mn5QT，抗拉、抗壓及抗彎設(shè)計值f = 235Mpa，抗剪強度設(shè)計值匕=135Mpa，底座13與轉(zhuǎn)芯122之間、底座13與滑箱14可設(shè)置夾層，如SF-1板，用于降低摩擦系數(shù)。
[0037]耳板11尺寸根據(jù)實際抗拉、抗剪計算確定；連接軸121應(yīng)滿足支座抗剪及拉彎、壓彎的要求；轉(zhuǎn)芯122底面積應(yīng)由支座壓力確定；支座拉力通過轉(zhuǎn)芯向外的凸緣1221傳至底座向內(nèi)的上凸緣131，在由底座向外的下凸緣132傳至滑箱向內(nèi)的凸緣141，凸緣厚度應(yīng)根據(jù)支座拉力大小確定。為避免應(yīng)力集中，轉(zhuǎn)芯的向外的凸緣1221與底座的向內(nèi)的上凸緣131做倒角處理。
[0038]如圖2所示，與轉(zhuǎn)動件12連接的耳板11為兩個，即銷軸支座的兩個耳板側(cè)可轉(zhuǎn)動及滑動以適應(yīng)復(fù)雜的受力條件；另外，也可將耳板11設(shè)置為I個，即將銷軸支座的一個耳板側(cè)設(shè)置為可以水平轉(zhuǎn)動及滑動的形式，也可以使支座適應(yīng)復(fù)雜受力條件。
[0039]在空間結(jié)構(gòu)體系中使用時，通過上述銷軸支座連接相鄰構(gòu)件，可將銷軸支座的滑箱14焊接在構(gòu)件上，以兩個耳板側(cè)可轉(zhuǎn)動及滑動為例，可以再配合一個普通的焊接在另一個構(gòu)件上的耳板，將銷軸2與上述耳板的銷軸孔配合固定，具體可采用蓋板3與沉頭螺栓4的固定形式(圖2、5所示)，蓋板3與銷軸2兩端配合，銷軸2與蓋板3通過沉頭螺栓4連接。
[0040]銷軸支座的水平力由轉(zhuǎn)芯122傳至底座13及滑箱14，上拔力由轉(zhuǎn)芯的向外的凸緣1221傳至底座13，再通過底座的向外的下凸緣132傳至滑箱14，滑箱14通過焊縫將力傳至構(gòu)件的主體結(jié)構(gòu)。銷軸支座的水平轉(zhuǎn)動通過轉(zhuǎn)芯122與底座13的相對轉(zhuǎn)動實現(xiàn)；水平位移通過底座13相對于滑箱14的滑動實現(xiàn)；面內(nèi)轉(zhuǎn)動通過銷軸2完成。
[0041]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可轉(zhuǎn)動及滑動的銷軸支座部件，包括設(shè)置有銷軸孔的耳板，其特征在于，還包括轉(zhuǎn)動件、含有第一限位卡槽的底座、含有第二限位卡槽的滑箱； 所述轉(zhuǎn)動件位于耳板的底部，兩者固定連接或成為一體鑄件；所述轉(zhuǎn)動件的下部可轉(zhuǎn)動地內(nèi)置于底座的第一限位卡槽內(nèi)，轉(zhuǎn)動時，繞轉(zhuǎn)動件的軸心線水平轉(zhuǎn)動，進而帶動耳板轉(zhuǎn)動； 所述底座的下部可滑動地內(nèi)置于滑箱的第二限位卡槽內(nèi)，滑動時，沿滑箱的一側(cè)向另一側(cè)水平滑動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可轉(zhuǎn)動及滑動的銷軸支座部件，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動件由上至下包括連接軸及轉(zhuǎn)芯，所述連接軸頂部與耳板底部連接、連接軸底部與轉(zhuǎn)芯連接； 所述轉(zhuǎn)芯相對于連接軸具有向外的凸緣；所述底座的第一限位卡槽由底座外壁包圍形成，底座外壁的頂部具有向內(nèi)的上凸緣；所述轉(zhuǎn)芯的向外的凸緣置于第一限位卡槽內(nèi)，所述底座的向內(nèi)的上凸緣限制轉(zhuǎn)芯的向外的凸緣在轉(zhuǎn)動件軸向方向的運動； 所述滑箱的第二限位卡槽由滑箱外壁包圍形成，滑箱外壁的頂部具有向內(nèi)的凸緣；所述底座外壁的底部具有向外的下凸緣；所述底座的向外的下凸緣置于第二限位卡槽內(nèi)，所述滑箱的向內(nèi)的凸緣限制底座的向外的下凸緣在轉(zhuǎn)動件軸向方向的運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可轉(zhuǎn)動及滑動的銷軸支座部件，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動件還包括耳板底板，所述耳板底板連接在連接軸與耳板底部之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可轉(zhuǎn)動及滑動的銷軸支座部件，其特征在于，所述底座與轉(zhuǎn)芯之間、底座與滑箱之間均設(shè)置有可降低摩擦系數(shù)的夾層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可轉(zhuǎn)動及滑動的銷軸支座部件，其特征在于，所述夾層采用SF-1 板。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可轉(zhuǎn)動及滑動的銷軸支座部件，其特征在于，所述轉(zhuǎn)芯的向外的凸緣與底座的向內(nèi)的上凸緣做倒角處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的可轉(zhuǎn)動及滑動的銷軸支座部件，其特征在于，所述耳板為兩個或一個。
8.一種銷軸支座，包括銷軸，其特征在于，還包括權(quán)利要求1-7任一項所述的銷軸支座部件，所述銷軸與銷軸支座部件的銷軸孔配合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的銷軸支座，其特征在于，還包括與銷軸兩端配合的蓋板，所述銷軸與蓋板通過沉頭螺栓連接。
10.一種空間結(jié)構(gòu)體系，包括構(gòu)件，至少部分構(gòu)件之間通過銷軸支座連接，其特征在于，所述銷軸支座包括權(quán)利要求1-7任一項所述的銷軸支座部件或采用權(quán)利要求8-9任一項所述的銷軸支座。
【文檔編號】E04B1/98GK103898979SQ201410152119
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】范重, 李麗, 楊蘇, 張培基 申請人:中國建筑設(shè)計研究院