專利名稱：建筑用帶彈簧的萬(wàn)向鉸支座及其安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑用活動(dòng)鉸支座及其安裝方法。
背景技術(shù)：
大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用，尤其近幾十年來，世界上建造了成千上萬(wàn)的采用大跨度空間結(jié)構(gòu)的大型體育館、航站樓、會(huì)議中心和展廳等。大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)由兩類基本要素組成①承受荷載的空間結(jié)構(gòu)本身；②將空間結(jié)構(gòu)承受的荷載傳至下部支承結(jié)構(gòu)的支座節(jié)點(diǎn)。當(dāng)大跨度屋頂結(jié)構(gòu)的平面內(nèi)剛度較大且其下部支承結(jié)構(gòu)的剛度也較大時(shí)，如果兩者之間的支座節(jié)點(diǎn)不合適，會(huì)在屋頂結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生非常大的溫度應(yīng)力，甚至?xí)蔀槲蓓斀Y(jié)構(gòu)和下部支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素，給屋頂結(jié)構(gòu)及其支承結(jié)構(gòu)帶來不利影響。解決這一問題的方法有兩種第一種為采用滑動(dòng)支座釋放溫度應(yīng)力，此支座形式無法同時(shí)滿足支座節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的要求；第二種為采用彈簧支座減小溫度應(yīng)力。目前常用到彈簧支座的形式為在抗震球鉸支座箱體內(nèi)設(shè)板簧，由各部件轉(zhuǎn)動(dòng)和平動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)支座轉(zhuǎn)動(dòng)， 由板簧提供支座彈性剛度。其缺點(diǎn)在于箱體占用建筑空間較大，箱體內(nèi)設(shè)板簧支座的鉸接轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)與滑動(dòng)面無法定在同一高度，支座本身存在水平剪力問題，支座本身受力不合理，影響其使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種建筑用帶彈簧的萬(wàn)向鉸支座及其安裝方法，要解決現(xiàn)有的釋放溫度應(yīng)力的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)支座體積大，制作結(jié)構(gòu)本身存在水平剪力，使用壽命短的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種建筑用帶彈簧的萬(wàn)向鉸支座，包括底座和轉(zhuǎn)動(dòng)滑移機(jī)構(gòu)，所述底座由底板和兩塊支撐耳板組成，所述支撐耳板并列焊接在底板上，所述轉(zhuǎn)動(dòng)滑移機(jī)構(gòu)包括向心關(guān)節(jié)軸承、連接耳板和銷軸，所述心關(guān)節(jié)軸承套在銷軸中央，并通過套在銷軸兩端的滑移軸套固定，所述連接耳板套在向心關(guān)節(jié)軸承上，并通過軸承封板封閉，以上組合件穿過支撐耳板的耳孔，架在兩塊支撐耳板上，所述支撐耳板的耳孔內(nèi)壁涂有滑移材料，與銷軸兩端的滑移軸套之間形成摩擦副，所述帶滑移軸套的銷軸上套有蝶形彈簧，蝶形彈簧的一端頂在支撐耳板上，另一端與安裝在滑移軸套外端的端蓋板連接。所述底板為矩形鋼板或圓形鋼板。所述滑移軸套與銷軸之間為溫度過盈聯(lián)接。所述滑移軸套與端蓋板之間為螺紋連接。所述滑移材料為銅基燒結(jié)石墨或聚四氟乙烯。所述的建筑用帶彈簧的萬(wàn)向鉸支座的安裝方法，步驟如下
步驟一，按照設(shè)計(jì)尺寸分別制作連接耳板、一對(duì)支撐耳板、底板、蝶形彈簧、端蓋板、銷軸、滑移軸套、軸承封板和向心關(guān)節(jié)軸承；步驟二，將銷軸穿入向心關(guān)節(jié)軸承內(nèi)，并使向心關(guān)節(jié)軸承處于銷軸的中央； 步驟三，通過過盈聯(lián)接將滑移軸套套在向心關(guān)節(jié)軸承兩側(cè)的銷軸上，固定向心關(guān)節(jié)軸
承；
步驟四，將向心關(guān)節(jié)軸承和銷軸組合件，穿入連接耳板的孔內(nèi)，并使連接耳板套在向心關(guān)節(jié)軸承上，然后通過軸承封板進(jìn)行封閉；
步驟五，在兩個(gè)支撐耳板的孔內(nèi)壁涂一圈潤(rùn)滑材料，并將以上組合件分別穿入兩塊支撐耳板，并將兩塊支撐耳板的底面與底板焊接；
步驟六，滑移軸套兩端分別依次穿入被預(yù)壓的蝶形彈簧和端蓋板，并將端蓋板與滑移軸套擰緊。步驟七，釋放蝶形彈簧上施加的預(yù)壓力。所述步驟六中，蝶形彈簧的一端頂在支撐耳板上，另一端頂在端蓋板上，其與滑移軸套完全不接觸。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果
1.該支座節(jié)點(diǎn)能采用向心關(guān)節(jié)軸承滿足了萬(wàn)向鉸接的構(gòu)造要求，同時(shí)采用蝶形彈簧能有效的釋放大跨度屋頂鋼結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力，減小大跨度屋頂鋼結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。2.通過在支撐耳板的孔內(nèi)涂銅基燒結(jié)石墨自潤(rùn)滑材料，實(shí)現(xiàn)了滑移軸套與銅基燒結(jié)石墨自潤(rùn)滑材料之間的低摩阻滑動(dòng)，形成摩擦副。由于摩擦副的存在，大跨度屋頂鋼結(jié)構(gòu)沿銷軸長(zhǎng)向可以滑動(dòng)。減小大跨度屋頂鋼結(jié)構(gòu)的水平向地震響應(yīng)。3.通過在端蓋板和支撐耳板之間設(shè)置蝶形彈簧，限制了中大跨度屋頂鋼結(jié)構(gòu)沿銷軸長(zhǎng)向的滑動(dòng)幅度，同時(shí)為該方向的滑動(dòng)提供一定的彈簧剛度，減小了溫度作用下的應(yīng)力。4.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料來源廣泛，所用構(gòu)件均為標(biāo)準(zhǔn)件，制造精度高，同時(shí)本支座節(jié)點(diǎn)由于可實(shí)現(xiàn)萬(wàn)向鉸接，適用范圍廣。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于建筑上的鉸支座連接，尤其適用于屋頂結(jié)構(gòu)和下部支承結(jié)構(gòu)的鉸接連接。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1分解圖。圖3是本發(fā)明安裝步驟二。圖4是本發(fā)明安裝步驟三。圖5是步驟三連接完成示意圖。圖6是本發(fā)明安裝步驟四。圖7是步驟四完成示意圖。圖8是本發(fā)明安裝步驟五。圖9是步驟五完成示意圖。圖10是本發(fā)明安裝步驟六。圖11是步驟六完成示意圖。附圖標(biāo)記1 一連接耳板、2 —支撐耳板、3 —底板、4 一蝶形彈簧、5 —端蓋板、6 —銷軸、7 —滑移軸套、8 —軸承封板、9 一潤(rùn)滑圈、10 —向心關(guān)節(jié)軸承。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例參見圖1 圖2所示，一種建筑用帶彈簧的萬(wàn)向鉸支座，包括底座和轉(zhuǎn)動(dòng)滑移機(jī)構(gòu)，所述底座由底板3和兩塊支撐耳板2組成，所述支撐耳板2并列焊接在底板3上，所述轉(zhuǎn)動(dòng)滑移機(jī)構(gòu)包括向心關(guān)節(jié)軸承10、連接耳板1和銷軸6，所述心關(guān)節(jié)軸承10套在銷軸6 中央，并通過套在銷軸兩端的滑移軸套7固定，所述連接耳板1套在向心關(guān)節(jié)軸承10上，并通過軸承封板8封閉，以上組合件穿過支撐耳板2的耳孔，架在兩塊支撐耳板2上，所述支撐耳板2的耳孔內(nèi)壁涂有滑移材料9，與銷軸6兩端的滑移軸套7之間形成摩擦副，所述帶滑移軸套7的銷軸6上套有蝶形彈簧4，蝶形彈簧4的一端頂在支撐耳板2上，另一端與安裝在滑移軸套7外端的端蓋板5連接。所述底板3為矩形鋼板或圓形鋼板。所述滑移軸套7與銷軸6之間為溫度過盈聯(lián)接。所述滑移軸套7與端蓋板5之間為螺紋連接。所述滑移材料9為銅基燒結(jié)石墨或聚四氟乙烯。所述的建筑用帶彈簧的萬(wàn)向鉸支座的安裝方法，參見圖3 圖11，步驟如下 步驟一，按照設(shè)計(jì)尺寸分別制作連接耳板1、一對(duì)支撐耳板2、底板3、蝶形彈簧4、端蓋
板5、銷軸6、滑移軸套7、軸承封板8和向心關(guān)節(jié)軸承10 ；
步驟二，將銷軸6穿入向心關(guān)節(jié)軸承10內(nèi)，并使向心關(guān)節(jié)軸承10處于銷軸6的中央； 步驟三，通過過盈聯(lián)接將滑移軸套7套在向心關(guān)節(jié)軸承10兩側(cè)的銷軸6上，固定向心關(guān)節(jié)軸承10 ；
步驟四，將向心關(guān)節(jié)軸承10和銷軸6組合件，穿入連接耳板1的孔內(nèi)，并使連接耳板1 套在向心關(guān)節(jié)軸承10上，然后通過軸承封板8進(jìn)行封閉；
步驟五，在兩個(gè)支撐耳板2的孔內(nèi)壁涂一圈潤(rùn)滑劑形成潤(rùn)滑材料9，并將以上組合件分別穿入兩塊支撐耳板2，并將兩塊支撐耳板2的底面與底板3焊接；
步驟六，滑移軸套7兩端分別依次穿入被預(yù)壓的蝶形彈簧4和端蓋板5，并將端蓋板5 與滑移軸套7擰緊。步驟七，釋放蝶形彈簧4上施加的預(yù)壓力。所述步驟六中，蝶形彈簧4的一端頂在支撐耳板2上，另一端頂在端蓋板5上，其與滑移軸套7完全不接觸。
權(quán)利要求
1.一種建筑用帶彈簧的萬(wàn)向鉸支座，包括底座和轉(zhuǎn)動(dòng)滑移機(jī)構(gòu)，其特征在于所述底座由底板C3)和兩塊支撐耳板( 組成，所述支撐耳板( 并列焊接在底板C3)上，所述轉(zhuǎn)動(dòng)滑移機(jī)構(gòu)包括向心關(guān)節(jié)軸承(10)、連接耳板(1)和銷軸(6)，所述心關(guān)節(jié)軸承(10)套在銷軸(6)中央，并通過套在銷軸兩端的滑移軸套(7)固定，所述連接耳板(1)套在向心關(guān)節(jié)軸承(10)上，并通過軸承封板(8)封閉，以上組合件穿過支撐耳板( 的耳孔，架在兩塊支撐耳板( 上，所述支撐耳板O)的耳孔內(nèi)壁涂有滑移材料(9)，與銷軸(6)兩端的滑移軸套(7)之間形成摩擦副，所述帶滑移軸套(7)的銷軸(6)上套有蝶形彈簧，蝶形彈簧的一端頂在支撐耳板( 上，另一端與安裝在滑移軸套(7)外端的端蓋板( 連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑用帶彈簧的萬(wàn)向鉸支座，其特征在于所述底板(3)為矩形鋼板或圓形鋼板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑用帶彈簧的萬(wàn)向鉸支座，其特征在于所述滑移軸套(7) 與銷軸(6)之間為溫度過盈聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑用帶彈簧的萬(wàn)向鉸支座，其特征在于所述滑移軸套(7) 與端蓋板( 之間為螺紋連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑用帶彈簧的萬(wàn)向鉸支座，其特征在于所述滑移材料(9) 為銅基燒結(jié)石墨或聚四氟乙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任意一項(xiàng)所述的建筑用帶彈簧的萬(wàn)向鉸支座的安裝方法，其特征在于步驟如下步驟一，按照設(shè)計(jì)尺寸分別制作連接耳板(1)、一對(duì)支撐耳板O)、底板(3)、蝶形彈簧 (4)、端蓋板(5)、銷軸(6)、滑移軸套(7)、軸承封板(8)和向心關(guān)節(jié)軸承(10)；步驟二，將銷軸(6)穿入向心關(guān)節(jié)軸承(10)內(nèi)，并使向心關(guān)節(jié)軸承(10)處于銷軸(6) 的中央；步驟三，通過過盈聯(lián)接將滑移軸套(7)套在向心關(guān)節(jié)軸承(10)兩側(cè)的銷軸(6)上，固定向心關(guān)節(jié)軸承(10)；步驟四，將向心關(guān)節(jié)軸承(10)和銷軸(6)組合件，穿入連接耳板(1)的孔內(nèi)，并使連接耳板(1)套在向心關(guān)節(jié)軸承(10)上，然后通過軸承封板(8)進(jìn)行封閉；步驟五，在兩個(gè)支撐耳板O)的孔內(nèi)壁涂一圈滑移材料(9)，并將以上組合件分別穿入兩塊支撐耳板O)，并將兩塊支撐耳板O)的底面與底板C3)焊接；步驟六，滑移軸套(7)兩端分別依次穿入被預(yù)壓的蝶形彈簧(4)和端蓋板(5)，并將端蓋板(5)與滑移軸套(7)擰緊；步驟七，釋放蝶形彈簧(4)上施加的預(yù)壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的建筑用帶彈簧的萬(wàn)向鉸支座的安裝方法，其特征在于所述步驟六中，蝶形彈簧(4)的一端頂在支撐耳板( 上，另一端頂在端蓋板( 上，其與滑移軸套(7)完全不接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種建筑用帶彈簧的萬(wàn)向鉸支座及其安裝方法，通過在傳統(tǒng)的滑移支座和彈簧支座基礎(chǔ)上，加裝向心關(guān)節(jié)軸承和蝶形彈簧，實(shí)現(xiàn)了萬(wàn)向鉸接的構(gòu)造要求，同時(shí)采用蝶形彈簧能有效的釋放大跨度屋頂鋼結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力，減小大跨度屋頂鋼結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接精度高，易于控制，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于建筑上的鉸支座連接，尤其適用于屋頂結(jié)構(gòu)和下部支承結(jié)構(gòu)的鉸接連接。
文檔編號(hào)E04G21/14GK102518207SQ20111039898
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月5日
發(fā)明者張琳, 朱忠義, 王哲, 秦凱 申請(qǐng)人:北京市建筑設(shè)計(jì)研究院