專利名稱：一種萬向鉸節(jié)點結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉸節(jié)點，特別是涉及一種可應(yīng)用于高聳結(jié)構(gòu)或空間結(jié)構(gòu)的萬向鉸 節(jié)點結(jié)構(gòu)。屬于建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代建筑的高聳結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)的計算模型中，常常采用鉸節(jié)點放松彎矩，但 在工程中的鉸節(jié)點一般為銷軸式或高強螺栓式這類單向轉(zhuǎn)動的節(jié)點。隨著高聳結(jié)構(gòu)或空間 結(jié)構(gòu)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)體系不斷創(chuàng)新，越來越復(fù)雜，特別是結(jié)構(gòu)體系在風(fēng)荷載、地震作用、溫度作 用影響下，除產(chǎn)生較大水平位移外，往往會同時產(chǎn)生較大扭轉(zhuǎn)，這些空間的轉(zhuǎn)動如果采用單 向轉(zhuǎn)動的鉸節(jié)點，在實際受力時，會產(chǎn)生安全隱患，甚至引起節(jié)點破壞。電視塔是高聳結(jié)構(gòu)中較為典型的形式，其主要功能已不僅僅是作為廣播電視、電 臺在頂部布置電視發(fā)射控制機房，往往帶旅游、觀光甚至內(nèi)設(shè)有餐飲、游樂、影視等。對采用 混凝土核心筒和鋼結(jié)構(gòu)外筒的電視塔，當(dāng)建筑造型采用外露鋼結(jié)構(gòu)形式，樓層樓板與外鋼 結(jié)構(gòu)僅采用外伸梁段而樓板不直接相連的情況下，外筒梁柱節(jié)點的受力相對復(fù)雜，在計算 模型中采用了空間鉸節(jié)點(釋放了各向彎矩)。因此，找到一種能真正符合的工程鉸節(jié)點結(jié) 構(gòu)是本發(fā)明的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的難題，提供一種安裝簡單，能應(yīng)用在高 聳結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)等復(fù)雜工程中的萬向鉸節(jié)點結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種萬向鉸節(jié)點結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點在于包括耳板、嵌接板、銷軸和向心關(guān)節(jié)軸承； 向心關(guān)節(jié)軸承為球面萬向轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)；在嵌接板的前端設(shè)有嵌接向心關(guān)節(jié)軸承的凹位，在嵌 接板的后端形成對外嵌入段，通過固定件使向心關(guān)節(jié)軸承內(nèi)嵌在嵌接板的凹位中；在耳板 上設(shè)有與銷軸的形狀和大小相對應(yīng)的軸孔，耳板的前端通過銷軸與向心關(guān)節(jié)軸承活動連 接，在耳板與嵌接板的連接處形成萬向轉(zhuǎn)動式連接結(jié)構(gòu)；在耳板的后端形成外接連接端。本發(fā)明的目的還可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)本發(fā)明的一種實施方案是所述向心關(guān)節(jié)軸承由外環(huán)和內(nèi)環(huán)組成，所述外環(huán)和內(nèi) 環(huán)之間形成球面活動連接結(jié)構(gòu)；所述嵌接板上設(shè)有嵌接外環(huán)的凹位，通過固定件使外環(huán)內(nèi) 嵌在嵌接板的凹位中。本發(fā)明的一種實施方案是所述嵌接板由相向?qū)拥亩K板體構(gòu)成，在二塊板體 的相向面各設(shè)有一半球狀凹位，由所述二個半球狀凹位合攏形成嵌接向心關(guān)節(jié)軸承的凹 位，二塊板體通過易裝拆式連接件構(gòu)成易裝拆式連接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的一種實施方案是在耳板與嵌接板的連接處設(shè)有絲扣，形成無間隙連接。本發(fā)明的一種實施方案是所述固定件由緊固螺栓或焊接桿構(gòu)成。本發(fā)明的一種實施方案是在耳板的后端形成的外接連接端與高聳柱連接，形成高聳結(jié)構(gòu)萬向鉸節(jié)點，所述耳板的外接連接端連接在鋼柱上，嵌接板的對外嵌入段嵌接在 樓層鋼梁上。本發(fā)明的一種實施方案是在耳板的后端形成的外接連接端與空間主管連接，形 成空間結(jié)構(gòu)萬向鉸節(jié)點，所述耳板的外接連接端連接在連接在空間主管上，嵌接板的對外 嵌入段嵌接在支管上。本發(fā)明的一種實施方案是在耳板的后端形成的外接連接端與支座連接，形成支 座萬向鉸節(jié)點，所述耳板的外接連接端固定在支座底板上，嵌接板的對外嵌入段嵌接在桿 件上。本發(fā)明具有如下突出的有益效果1、本發(fā)明通過內(nèi)嵌在嵌接板上的向心關(guān)節(jié)軸承，可以作任意方向的轉(zhuǎn)動，放松垂 直向及水平向產(chǎn)生的節(jié)點彎矩；通過銷軸及嵌接板的作用，既可以承受較大的軸向力，又可 以承受面內(nèi)豎向剪力和面外水平剪力。2、本發(fā)明安裝簡單，可應(yīng)用于高聳結(jié)構(gòu)的鋼柱與鋼梁的連接節(jié)點、空間結(jié)構(gòu)的主 管和支管的連接節(jié)點，并可應(yīng)用于支座與桿件的連接節(jié)點。3、本發(fā)明由于嵌接板的二塊板體通過易裝拆式連接件構(gòu)成易裝拆式連接結(jié)構(gòu)，因 此，具有整體易拆裝、使用及維修方便的有益效果。4、本發(fā)明由于在嵌接板的前端設(shè)有嵌接向心關(guān)節(jié)軸承的凹位，在嵌接板的后端形 成對外嵌入段，在耳板與嵌接板的連接處形成萬向轉(zhuǎn)動式連接結(jié)構(gòu)；在耳板的后端形成外 接連接端，因此，可以構(gòu)成形成高聳結(jié)構(gòu)萬向鉸節(jié)點、空間結(jié)構(gòu)萬向鉸節(jié)點或支座萬向鉸節(jié) 點等結(jié)構(gòu)，具有應(yīng)用范圍廣的有益效果。


圖1為本發(fā)明具體實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的橫向剖面圖；圖3為本發(fā)明具體實施例1中鋼柱與耳板的連接示意圖；圖4為本發(fā)明具體實施例1中鋼梁與嵌接板的連接示意圖；圖5為本發(fā)明具體實施例1中向心關(guān)節(jié)軸承的示意圖；圖6為本發(fā)明具體實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明具體實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明的一個應(yīng)用實例圖。其中，1-耳板，2-嵌接板，3-銷軸，4-向心關(guān)節(jié)軸承，5-外環(huán)，6-內(nèi)環(huán)，7-凹位， 8-軸孔，9-鋼柱，10-鋼梁，11-主管，12-支管，13-支座底板，14-桿件。
具體實施例方式具體實施例1 圖1、圖2、圖3、圖4和圖5構(gòu)成本發(fā)明的具體實施例1。參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，本實施例的萬向鉸節(jié)點結(jié)構(gòu)包括耳板1、嵌接板 2、銷軸3和向心關(guān)節(jié)軸承4 ；向心關(guān)節(jié)軸承4為球面萬向轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)；在嵌接板2的前端設(shè)有 嵌接向心關(guān)節(jié)軸承4的凹位7，在嵌接板2的后端形成對外嵌入段，通過固定件使向心關(guān)節(jié)軸承4內(nèi)嵌在嵌接板2的凹位7中；在耳板1上設(shè)有與銷軸3的形狀和大小相對應(yīng)的軸孔 8，耳板1的前端通過銷軸3與向心關(guān)節(jié)軸承4活動連接，在耳板1與嵌接板2的連接處形 成萬向轉(zhuǎn)動式連接結(jié)構(gòu)；在耳板1的后端形成外接連接端。所述向心關(guān)節(jié)軸承4由外環(huán)5和內(nèi)環(huán)6組成，所述外環(huán)5和內(nèi)環(huán)6之間形成球面 活動連接結(jié)構(gòu)；所述嵌接板2上設(shè)有嵌接外環(huán)5的凹位7，通過固定件使外環(huán)5內(nèi)嵌在嵌接 板2的凹位7中。所述嵌接板2由相向?qū)拥亩K板體構(gòu)成，在二塊板體的相向面各設(shè)有 一半球狀凹位，由所述二個半球狀凹位合攏形成嵌接向心關(guān)節(jié)軸承4的凹位7，二塊板體通 過易裝拆式連接件構(gòu)成易裝拆式連接結(jié)構(gòu)。在耳板1與嵌接板2的連接處設(shè)有絲扣，形成 無間隙連接。所述固定件由緊固螺栓或焊接桿構(gòu)成。本實施例中，在耳板1的后端形成的外接連接端與高聳柱連接，形成高聳結(jié)構(gòu)萬 向鉸節(jié)點，所述耳板1的外接連接端連接在鋼柱9上，嵌接板2的對外嵌入段嵌接在樓層鋼 梁10上。具體實施例2 圖6構(gòu)成本發(fā)明的具體實施例2。參照圖6，在耳板1的后端形成的外接連接端與空間主管連接，形成空間結(jié)構(gòu)萬向 鉸節(jié)點，所述耳板1的外接連接端連接在連接在空間主管11上，嵌接板2的對外嵌入段嵌 接在支管12上。萬向鉸節(jié)點結(jié)構(gòu)同具體實施例1。具體實施例3 圖7構(gòu)成本發(fā)明的具體實施例3。參照圖7，在耳板1的后端形成的外接連接端與支座連接，形成支座萬向鉸節(jié)點， 所述耳板1的外接連接端固定在支座底板13上，嵌接板2的對外嵌入段嵌接在桿件14上。 萬向鉸節(jié)點結(jié)構(gòu)同具體實施例2。本發(fā)明應(yīng)用于工程實踐的實施例參照圖8，中國廣州——新電視塔，該塔總高610m，由454m的主塔塔體及156m的 天線桅桿組成。塔體由24根斜鋼管混凝土柱及鋼管環(huán)桿、鋼管斜撐組成外筒，核心筒采用 鋼骨混凝土。樓面除地下室及7. 2m平臺采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外，其余采用鋼混凝土組合樓 蓋，樓層鋼梁呈放射布置，一端連接核心筒的14根鋼骨，另一端與外筒斜柱連接。該結(jié)構(gòu) 7. 2m以上樓板不與外筒連接，僅由伸出樓板的箱形鋼梁段與斜柱相連。該塔的箱形外伸梁端與鋼管混凝土斜柱連接采用本發(fā)明的萬向鉸節(jié)點，共用了 817個，根據(jù)受力情況分成四種規(guī)格，并根據(jù)樓面與外筒節(jié)點的位置，形成多種嵌入向心關(guān) 節(jié)軸承的外伸梁段形式。電視塔在風(fēng)荷載、地震作用、溫度作用影響下，由于采用的是任意 方向轉(zhuǎn)動的鉸節(jié)點既可以承受較大的軸向力，又可以承受面內(nèi)豎向剪力和面外水平剪力， 因此在實際受力時不會產(chǎn)生安全隱患。
權(quán)利要求
1.一種萬向鉸節(jié)點結(jié)構(gòu)，其特征在于包括耳板(1)、嵌接板(2)、銷軸(3)和向心關(guān)節(jié) 軸承⑷；向心關(guān)節(jié)軸承⑷為球面萬向轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)；在嵌接板⑵的前端設(shè)有嵌接向心關(guān) 節(jié)軸承(4)的凹位(7)，在嵌接板(2)的后端形成對外嵌入段，通過固定件使向心關(guān)節(jié)軸承 (4)內(nèi)嵌在嵌接板(2)的凹位(7)中；在耳板(1)上設(shè)有與銷軸(3)的形狀和大小相對應(yīng) 的軸孔(8)，耳板(1)的前端通過銷軸(3)與向心關(guān)節(jié)軸承(4)活動連接，在耳板(1)與嵌 接板(2)的連接處形成萬向轉(zhuǎn)動式連接結(jié)構(gòu)；在耳板(1)的后端形成外接連接端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種萬向鉸節(jié)點結(jié)構(gòu)，其特征在于所述向心關(guān)節(jié)軸承⑷ 由外環(huán)(5)和內(nèi)環(huán)(6)組成，所述外環(huán)(5)和內(nèi)環(huán)(6)之間形成球面活動連接結(jié)構(gòu)；所述嵌 接板(2)上設(shè)有嵌接外環(huán)(5)的凹位(7)，通過固定件使外環(huán)(5)內(nèi)嵌在嵌接板(2)的凹位 (7)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種萬向鉸節(jié)點結(jié)構(gòu)，其特征在于所述嵌接板(2)由 相向?qū)拥亩K板體構(gòu)成，在二塊板體的相向面各設(shè)有一半球狀凹位，由所述二個半球狀 凹位合攏形成嵌接向心關(guān)節(jié)軸承(4)的凹位(7)，二塊板體通過易裝拆式連接件構(gòu)成易裝 拆式連接結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種萬向鉸節(jié)點結(jié)構(gòu)，其特征在于在耳板(1)與嵌接 板(2)的連接處設(shè)有絲扣，形成無間隙連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種萬向鉸節(jié)點結(jié)構(gòu)，其特征在于所述固定件由緊固 螺栓或焊接桿構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種萬向鉸節(jié)點結(jié)構(gòu)，其特征在于在耳板(1)的后端 形成的外接連接端與高聳柱連接，形成高聳結(jié)構(gòu)萬向鉸節(jié)點，所述耳板(1)的外接連接端 連接在鋼柱(9)上，嵌接板(2)的對外嵌入段嵌接在樓層鋼梁(10)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種萬向鉸節(jié)點結(jié)構(gòu)，其特征在于在耳板(1)的后端 形成的外接連接端與空間主管連接，形成空間結(jié)構(gòu)萬向鉸節(jié)點，所述耳板(1)的外接連接 端連接在連接在空間主管(11)上，嵌接板(2)的對外嵌入段嵌接在支管(12)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種萬向鉸節(jié)點結(jié)構(gòu)，其特征在于在耳板⑴的后端 形成的外接連接端與支座連接，形成支座萬向鉸節(jié)點，所述耳板(1)的外接連接端固定在 支座底板(13)上，嵌接板(2)的對外嵌入段嵌接在桿件(14)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種萬向鉸節(jié)點結(jié)構(gòu)，包括耳板(1)、嵌接板(2)、銷軸(3)和向心關(guān)節(jié)軸承(4)；向心關(guān)節(jié)軸承(4)為球面萬向轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)；在嵌接板(2)的前端設(shè)有嵌接向心關(guān)節(jié)軸承(4)的凹位，在嵌接板(2)的后端形成對外嵌入段，通過固定件使向心關(guān)節(jié)軸承(4)內(nèi)嵌在嵌接板(2)的凹位中；在耳板(1)上設(shè)有與銷軸(3)的形狀和大小相對應(yīng)的軸孔，耳板(1)的前端通過銷軸(3)與向心關(guān)節(jié)軸承(4)活動連接，在耳板(1)與嵌接板(2)的連接處形成萬向轉(zhuǎn)動式連接結(jié)構(gòu)；在耳板(1)的后端形成外接連接端。本發(fā)明安裝簡單，能作任意方向的轉(zhuǎn)動，可以作為高聳結(jié)構(gòu)的鋼柱與鋼梁、空間結(jié)構(gòu)的主管和支管、支座與桿件的連接節(jié)點。
文檔編號E04B1/38GK102002978SQ20101056912
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者余永輝, 周定, 楊漢倫 申請人:廣州市設(shè)計院