[发明专利]巨型空间桁架用支座式球节点

说明书

技术领域

本发明涉及空间大跨度屋架或复杂空间结构的支座构造节点技术，具体地说是一种巨型空间桁架用支座式球节点。

背景技术

目前，在实际空间结构中，支座是必不可少的重要构件。由于空间结构的形式和受力要求多样化，支座的构造形式和技术要求也相应产生变化。在不规则曲面空间屋架系统中，实际工程结构形式为多筒、稀柱、大跨长悬挑复杂空间组合结构，屋架为曲面空间变厚度管桁架，内部仅设置多个支座，向外悬挑，与外围护结构相连，因此屋架支座处于非常不利的受力状态，主要表现在：

1、屋架面积大，支座的竖向反力巨大，例如，屋架面积约为3万m²时，支座的竖向反力约为8000KN～10000KN。

2、整个工程未设缝，因此屋架的温度应力作用集中在支座处、在强风和地震作用下，支座的水平推力约为6000KN～8000KN。

3、由于支座位置限制，支座高度非常紧张，大直径桁架钢管球节点占据了大量空间，支座的节点实现非常困难。

发明内容

本发明主要涉及工程中的不规则曲面空间屋架系统（如图4所示），面积约为3万m²，屋架总计16个支座设在结构中部，支座跨度不均匀，约60～110m，且向四周悬挑，悬挑长度20～40m不等，屋架外边缘与悬挑的外围护结构连接、相互依存。屋架在温度、风和地震等作用下，处于非常不利的状态。为满足整体设计需要，屋架在正常作用阶段，支座除承受竖向荷载外，还应通过支座的水平和转动变形来耗散屋架由于温度和风产生的应力；在地震和强风作用时，支座有足够的强度保证整体屋架的安全。由于屋架形状、支座所处位置差异较大，各支座的应力也有较大区别，根据上述提出的技术问题，而提供一种巨型空间桁架用支座式球节点。

本发明采用的技术手段如下：

一种巨型空间桁架用支座式球节点，其特征在于：包括空心球节点和通过设置在所述空心球节点下端的球体与其固定的支座；

所述支座包括箱体、底座和固定在所述底座上端的上盖板，所述箱体的内壁上设有用于将所述底座限位固定的凸台；所述箱体上端的盖板将与所述底座固定的调节固定部固定在所述箱体内；所述底座和所述上盖板构成用于固定球体的容纳空间，所述球体可在所述容纳空间内任意角度转动。

作为优选，所述调节固定部设置在所述凸台上，由带有弹簧的高强度的螺栓构成。

作为优选，所述底座的下表面与所述箱体之间还设有四氟板和不锈钢板。

作为优选，所述盖板上还设有防尘板。

作为优选，所述上盖板的上端还设有防尘圈。

作为优选，所述空心球节点的材质为铸钢。

作为优选，所述箱体的四周还设有至少三个用于支撑空心球节点的临时限位柱。

本发明所述的球体可在底座和上盖板构成的容纳空间内任意角度转动，容纳空间内设有易于滑动的润滑油；所述的调节固定部起到增大阻尼的作用，在支座平动时提供弹簧阻尼力，用高强度螺栓固定弹簧；所述的四氟板也是起到底座在箱体内的易于滑动的作用，不锈钢板的设置是防止生锈；所述的临时限位柱，在组装时与所述空心球节点对中后固定，防止再运输过程中和安装时变位，待安装结束后，将临时限位柱去掉即可。

本发明具有以下优点：

本发明可以满足空间结构特殊复杂连接和受力要求，一体式构造可以满足支座平移、转动，消耗屋架结构在正常使用状态下温度应力。整体式支座结构能抵抗设防地震和强风作用，保证屋架安全。有效降低支座高度，减小支座尺寸，减少支座偏心，制造成本低，加快施工安装速度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的球节点示意图，直径为1400mm。

图3是本发明的球节点示意图，直径为1700mm。

图4是不规则曲面空间屋架的示意图。

图中：1、箱体2、底座3、螺栓4、弹簧5、上盖板6、球体7、四氟板8、不锈钢板9、防尘圈10、防尘板11、盖板

具体实施方式