[发明专利]一种带防松脱限位结构的万向球铰支座

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑用支座，特别涉及一种带防松脱限位结构的万向球铰支座，其适用于具有大悬臂结构的建筑结构体系中，用于网架与柱墩的连接。

背景技术

在建筑结构中，具有大悬臂或大跨度结构且带悬伸的多个支承支座的网架，因其承受温度荷载、风载或地震荷载的变形需要，需要网架的支承支座能在两个方向上作微量转动而不产生线位移和弯距，一般采用球铰压力支座的连接节点形式，如图1所示的常用球铰压力支座，它由底座、顶座、球铰结构、螺栓和支座上用于分别与网架或者悬臂桅杆连接及与柱墩连接的连接结构组成，其中，球铰结构是：设置在底座上的凸形实心半球30与设置在顶座上的臼式半凹球31相配合，为防止因地震或其它水平力的影响使球铰结构松脱，即凸形实心半球30从臼式半凹球中31脱离，支座四周用锚栓32将底座和顶座连接固定，而且还在锚栓32的上部增设压力弹簧33，以使支座仍能通过球铰结构的配合自由转动而不受锚栓的拉力影响。

但是，现有的球铰压力支座的结构还存在以下缺点：

1、该支座的抗拉、抗剪能力不强，在较强的拉力、剪力的作用下，球铰结构易于松脱，即凸形实心半球易于从臼式半凹球中脱离，因此其承载性能不高、可靠性差；

2、支座不能滑动，无法释放温度应力，因此建筑构件易遭到损坏，从而缩短支座的使用寿命；

3、支座只具有单个球铰结构，因而在整个建筑体系中所考虑的设计因素比较分散，导致一体化整体设计性不强，因此不利于建筑结构的整体性设计和施工。

4、有的支座节点具有下凹面，容易产生积灰、积水等问题，以致影响支座的转动性能，缩短支座的使用寿命。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种可提高承载力、增强节点可靠性且能够延长支座使用寿命的带防松脱限位结构的万向球铰支座。

本发明的第二个目的在于提供一种在第一目的的基础上具有可滑动以释放温度应力的带防松脱限位结构的万向双铰支座。

本发明的第一个目的是通过以下的技术措施来实现的：一种带防松脱限位结构的万向球铰支座，包括具有凹球面的主顶座和具有凸球面的主底座构成的主球铰结构件，以及支座上用于分别与网架或者悬臂桅杆连接及与柱墩连接的连接结构，其特征在于所述主底座由底座体、至少三个加劲板和钢球组成，其中，所述钢球是位于底座体中的凸球构件，加劲板以钢球的垂直中轴线为中心线径向直立分布在底座体中，每个加劲板均有一个竖向边缘靠近所述的钢球中轴线，同时，以钢球球心为圆心在加劲板靠近所述中轴线部分的上部板上开有用于承托钢球的圆缺凹位，数个加劲板的圆缺凹位共同作用将钢球固定承托在其中；在所述主顶座的下部周边对应于主底座上每相邻的两个加劲板之间的空间设置一凸爪，以便使主顶座与主底座配合时所述凸爪伸入加劲板之间空间，将钢球包裹在数个凸爪围括的空间内，形成球铰的限位结构。

本发明所述的限位结构可起到防止松脱、限制顶座绕轴线转动并承受抗拔力的作用，具有良好的承载性能，它在起抗拔作用的同时球铰部分能够微量转动，钢球与凹球形顶座之间为钢与钢点接触，整个微量转动的过程实际上是滚动，因此转动时约束力较小，由于加劲板对钢棒和钢球相连接部位的受力薄弱处进行了加强，支座的抗压承载力也随之增强；另外，本发明的整个节点无下凹面，避免了积灰、积水问题，因此支座在使用过程中其转动性能不会受到影响，延长了支座的使用寿命；本发明的支座节点外形小巧美观，具有很好的建筑效果，不会破坏建筑整体设计美感。

作为本发明的一种改进，所述凸爪的下部内表面具有与钢球的下部球面相配合的凹球面，用于勾住嵌合于所述主顶座的凹球面内的钢球，每个凸爪的两侧边分别与主顶座、主底座上的相邻两个加劲板的外侧边缘固定连接，主顶座的下部整体形成一倒置的锥台形。

作为本发明的改进，在所述主底座的底座体中轴线处增设一钢棒，用于支撑钢球，以提高支座的竖向承载力。

作为本发明的一种改进，在所述主球铰结构件的下方增设一个下球铰结构件，所述下球铰结构件包括下底座及下顶座，所述下底座用于与柱墩连接，所述下顶座与前述球铰结构件中的主底座的底座体连接，所述下底座的上表面中部具有一凸球面，凸球面的周边设有数个抗剪限位板，该数个抗剪限位板将凸球面围括于其中；所述下顶座的下部具有一凸块，所述凸块的下表面具有与所述下底座的凸球面相适配的凹球面，所述凸块位于所述抗剪限位板的合围空间之中。

本发明所述的下底座及下顶座相配合可承受较大的压力和剪力，承载力较好，两者之间的球铰结构为钢与钢点接触，球铰在微量转动的过程为滚动，转动的约束力很小，抗剪及抗压承载力高。