一种万向铰节点结构.pdf

1、(10)授权公告号 CN 201933615 U(45)授权公告日 2011.08.17CN201933615U*CN201933615U*(21)申请号 201020637475.9(22)申请日 2010.11.29E04B 1/58(2006.01)(73)专利权人广州市设计院地址 510620 广东省广州市天河区体育东路体育东横街3-5号(72)发明人周定 余永辉 杨汉伦(74)专利代理机构广州广信知识产权代理有限公司 44261代理人张文雄(54) 实用新型名称一种万向铰节点结构(57) 摘要本实用新型公开了一种万向铰节点结构，包括耳板(1)、嵌接板(2)、销轴(3)和向心关节轴承(

2、4)；向心关节轴承(4)为球面万向转动结构；在嵌接板(2)的前端设有嵌接向心关节轴承(4)的凹位，在嵌接板(2)的后端形成对外嵌入段，通过固定件使向心关节轴承(4)内嵌在嵌接板(2)的凹位中；在耳板(1)上设有与销轴(3)的形状和大小相对应的轴孔，耳板(1)的前端通过销轴(3)与向心关节轴承(4)活动连接，在耳板(1)与嵌接板(2)的连接处形成万向转动式连接结构；在耳板(1)的后端形成外接连接端。本实用新型安装简单，能作任意方向的转动，可以作为高耸结构的钢柱与钢梁、空间结构的主管和支管、支座与杆件的连接节点。(51)Int.Cl.(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (19)中华人民共和

3、国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 4 页CN 201933617 U 1/1页21.一种万向铰节点结构，其特征在于：包括耳板(1)、嵌接板(2)、销轴(3)和向心关节轴承(4)；向心关节轴承(4)为球面万向转动结构；在嵌接板(2)的前端设有嵌接向心关节轴承(4)的凹位(7)，在嵌接板(2)的后端形成对外嵌入段，通过固定件使向心关节轴承(4)内嵌在嵌接板(2)的凹位(7)中；在耳板(1)上设有与销轴(3)的形状和大小相对应的轴孔(8)，耳板(1)的前端通过销轴(3)与向心关节轴承(4)活动连接，在耳板(1)与嵌接板(2)的连接处形成万向转动式连接结构；

4、在耳板(1)的后端形成外接连接端。2.根据权利要求1所述的一种万向铰节点结构，其特征在于：所述向心关节轴承(4)由外环(5)和内环(6)组成，所述外环(5)和内环(6)之间形成球面活动连接结构；所述嵌接板(2)上设有嵌接外环(5)的凹位(7)，通过固定件使外环(5)内嵌在嵌接板(2)的凹位(7)中。3.根据权利要求1或2所述的一种万向铰节点结构，其特征在于：所述嵌接板(2)由相向对接的二块板体构成，在二块板体的相向面各设有一半球状凹位，由所述二个半球状凹位合拢形成嵌接向心关节轴承(4)的凹位(7)，二块板体通过易装拆式连接件构成易装拆式连接结构。4.根据权利要求1或2所述的一种万向铰节点结构，

5、其特征在于：在耳板(1)与嵌接板(2)的连接处设有丝扣，形成无间隙连接。5.根据权利要求1或2所述的一种万向铰节点结构，其特征在于：所述固定件由紧固螺栓或焊接杆构成。6.根据权利要求1或2所述的一种万向铰节点结构，其特征在于：在耳板(1)的后端形成的外接连接端与高耸柱连接，形成高耸结构万向铰节点，所述耳板(1)的外接连接端连接在钢柱(9)上，嵌接板(2)的对外嵌入段嵌接在楼层钢梁(10)上。7.根据权利要求1或2所述的一种万向铰节点结构，其特征在于：在耳板(1)的后端形成的外接连接端与空间主管连接，形成空间结构万向铰节点，所述耳板(1)的外接连接端连接在连接在空间主管(11)上，嵌接板(2)的

6、对外嵌入段嵌接在支管(12)上。8.根据权利要求1或2所述的一种万向铰节点结构，其特征在于：在耳板(1)的后端形成的外接连接端与支座连接，形成支座万向铰节点，所述耳板(1)的外接连接端固定在支座底板(13)上，嵌接板(2)的对外嵌入段嵌接在杆件(14)上。权 利 要 求 书CN 201933615 UCN 201933617 U 1/3页3一种万向铰节点结构技术领域0001 本实用新型涉及一种铰节点，特别是涉及一种可应用于高耸结构或空间结构的万向铰节点结构。属于建筑结构领域。背景技术0002 在现代建筑的高耸结构和空间结构的计算模型中，常常采用铰节点放松弯矩，但在工程中的铰节点一般为销轴式或高

7、强螺栓式这类单向转动的节点。随着高耸结构或空间结构的发展，结构体系不断创新，越来越复杂，特别是结构体系在风荷载、地震作用、温度作用影响下，除产生较大水平位移外，往往会同时产生较大扭转，这些空间的转动如果采用单向转动的铰节点，在实际受力时，会产生安全隐患，甚至引起节点破坏。0003 电视塔是高耸结构中较为典型的形式，其主要功能已不仅仅是作为广播电视、电台在顶部布置电视发射控制机房，往往带旅游、观光甚至内设有餐饮、游乐、影视等。对采用混凝土核心筒和钢结构外筒的电视塔，当建筑造型采用外露钢结构形式，楼层楼板与外钢结构仅采用外伸梁段而楼板不直接相连的情况下，外筒梁柱节点的受力相对复杂，在计算模型中采用

8、了空间铰节点(释放了各向弯矩)。因此，找到一种能真正符合的工程铰节点结构是本实用新型的任务。实用新型内容0004 本实用新型的目的，是为了解决上述现有技术的难题，提供一种安装简单，能应用在高耸结构、空间结构等复杂工程中的万向铰节点结构。0005 本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：0006 一种万向铰节点结构，其结构特点在于：包括耳板、嵌接板、销轴和向心关节轴承；向心关节轴承为球面万向转动结构；在嵌接板的前端设有嵌接向心关节轴承的凹位，在嵌接板的后端形成对外嵌入段，通过固定件使向心关节轴承内嵌在嵌接板的凹位中；在耳板上设有与销轴的形状和大小相对应的轴孔，耳板的前端通过销轴与向心关节轴承活

9、动连接，在耳板与嵌接板的连接处形成万向转动式连接结构；在耳板的后端形成外接连接端。0007 本实用新型的目的还可以通过以下技术方案实现：0008 本实用新型的一种实施方案是：所述向心关节轴承由外环和内环组成，所述外环和内环之间形成球面活动连接结构；所述嵌接板上设有嵌接外环的凹位，通过固定件使外环内嵌在嵌接板的凹位中。0009 本实用新型的一种实施方案是：所述嵌接板由相向对接的二块板体构成，在二块板体的相向面各设有一半球状凹位，由所述二个半球状凹位合拢形成嵌接向心关节轴承的凹位，二块板体通过易装拆式连接件构成易装拆式连接结构。0010 本实用新型的一种实施方案是：在耳板与嵌接板的连接处设有丝扣，

10、形成无间隙连接。0011 本实用新型的一种实施方案是：所述固定件由紧固螺栓或焊接杆构成。说 明 书CN 201933615 UCN 201933617 U 2/3页40012 本实用新型的一种实施方案是：在耳板的后端形成的外接连接端与高耸柱连接，形成高耸结构万向铰节点，所述耳板的外接连接端连接在钢柱上，嵌接板的对外嵌入段嵌接在楼层钢梁上。0013 本实用新型的一种实施方案是：在耳板的后端形成的外接连接端与空间主管连接，形成空间结构万向铰节点，所述耳板的外接连接端连接在连接在空间主管上，嵌接板的对外嵌入段嵌接在支管上。0014 本实用新型的一种实施方案是：在耳板的后端形成的外接连接端与支座连接，

11、形成支座万向铰节点，所述耳板的外接连接端固定在支座底板上，嵌接板的对外嵌入段嵌接在杆件上。0015 本实用新型具有如下突出的有益效果：0016 1、本实用新型通过内嵌在嵌接板上的向心关节轴承，可以作任意方向的转动，放松垂直向及水平向产生的节点弯矩；通过销轴及嵌接板的作用，既可以承受较大的轴向力，又可以承受面内竖向剪力和面外水平剪力。0017 2、本实用新型安装简单，可应用于高耸结构的钢柱与钢梁的连接节点、空间结构的主管和支管的连接节点，并可应用于支座与杆件的连接节点。0018 3、本实用新型由于嵌接板的二块板体通过易装拆式连接件构成易装拆式连接结构，因此，具有整体易拆装、使用及维修方便的有益效

12、果。0019 4、本实用新型由于在嵌接板的前端设有嵌接向心关节轴承的凹位，在嵌接板的后端形成对外嵌入段，在耳板与嵌接板的连接处形成万向转动式连接结构；在耳板的后端形成外接连接端，因此，可以构成形成高耸结构万向铰节点、空间结构万向铰节点或支座万向铰节点等结构，具有应用范围广的有益效果。附图说明0020 图1为本实用新型具体实施例1的结构示意图；0021 图2为图1的横向剖面图；0022 图3为本实用新型具体实施例1中钢柱与耳板的连接示意图；0023 图4为本实用新型具体实施例1中钢梁与嵌接板的连接示意图；0024 图5为本实用新型具体实施例1中向心关节轴承的示意图；0025 图6为本实用新型具体

13、实施例2的结构示意图；0026 图7为本实用新型具体实施例3的结构示意图。0027 图8为本实用新型的一个应用实例图。0028 其中，1-耳板，2-嵌接板，3-销轴，4-向心关节轴承，5-外环，6-内环，7-凹位，8-轴孔，9-钢柱，10-钢梁，11-主管，12-支管，13-支座底板，14-杆件。具体实施方式0029 具体实施例1：0030 图1、图2、图3、图4和图5构成本实用新型的具体实施例1。0031 参照图1、图2、图3、图4和图5，本实施例的万向铰节点结构包括耳板1、嵌接板2、销轴3和向心关节轴承4；向心关节轴承4为球面万向转动结构；在嵌接板2的前端设有说 明 书CN 2019336

14、15 UCN 201933617 U 3/3页5嵌接向心关节轴承4的凹位7，在嵌接板2的后端形成对外嵌入段，通过固定件使向心关节轴承4内嵌在嵌接板2的凹位7中；在耳板1上设有与销轴3的形状和大小相对应的轴孔8，耳板1的前端通过销轴3与向心关节轴承4活动连接，在耳板1与嵌接板2的连接处形成万向转动式连接结构；在耳板1的后端形成外接连接端。0032 所述向心关节轴承4由外环5和内环6组成，所述外环5和内环6之间形成球面活动连接结构；所述嵌接板2上设有嵌接外环5的凹位7，通过固定件使外环5内嵌在嵌接板2的凹位7中。所述嵌接板2由相向对接的二块板体构成，在二块板体的相向面各设有一半球状凹位，由所述二个

15、半球状凹位合拢形成嵌接向心关节轴承4的凹位7，二块板体通过易装拆式连接件构成易装拆式连接结构。在耳板1与嵌接板2的连接处设有丝扣，形成无间隙连接。所述固定件由紧固螺栓或焊接杆构成。0033 本实施例中，在耳板1的后端形成的外接连接端与高耸柱连接，形成高耸结构万向铰节点，所述耳板1的外接连接端连接在钢柱9上，嵌接板2的对外嵌入段嵌接在楼层钢梁10上。0034 具体实施例2：0035 图6构成本实用新型的具体实施例2。0036 参照图6，在耳板1的后端形成的外接连接端与空间主管连接，形成空间结构万向铰节点，所述耳板1的外接连接端连接在连接在空间主管11上，嵌接板2的对外嵌入段嵌接在支管12上。万向

16、铰节点结构同具体实施例1。0037 具体实施例3：0038 图7构成本实用新型的具体实施例3。0039 参照图7，在耳板1的后端形成的外接连接端与支座连接，形成支座万向铰节点，所述耳板1的外接连接端固定在支座底板13上，嵌接板2的对外嵌入段嵌接在杆件14上。万向铰节点结构同具体实施例2。0040 本实用新型应用于工程实践的实施例：0041 参照图8，中国广州新电视塔，该塔总高610m，由454m的主塔塔体及156m的天线桅杆组成。塔体由24根斜钢管混凝土柱及钢管环杆、钢管斜撑组成外筒，核心筒采用钢骨混凝土。楼面除地下室及7.2m平台采用钢筋混凝土结构外，其余采用钢混凝土组合楼盖，楼层钢梁呈放射

17、布置，一端连接核心筒的14根钢骨，另一端与外筒斜柱连接。该结构7.2m以上楼板不与外筒连接，仅由伸出楼板的箱形钢梁段与斜柱相连。0042 该塔的箱形外伸梁端与钢管混凝土斜柱连接采用本实用新型的万向铰节点，共用了817个，根据受力情况分成四种规格，并根据楼面与外筒节点的位置，形成多种嵌入向心关节轴承的外伸梁段形式。电视塔在风荷载、地震作用、温度作用影响下，由于采用的是任意方向转动的铰节点既可以承受较大的轴向力，又可以承受面内竖向剪力和面外水平剪力，因此在实际受力时不会产生安全隐患。说 明 书CN 201933615 UCN 201933617 U 1/4页6图1图2说 明 书 附 图CN 201933615 UCN 201933617 U 2/4页7图3图4图5说 明 书 附 图CN 201933615 UCN 201933617 U 3/4页8图6图7说 明 书 附 图CN 201933615 UCN 201933617 U 4/4页9图8说 明 书 附 图CN 201933615 U