[实用新型]一种滑动铰接节点及滑动铰接结构

说明书

本实用新型涉及一种滑动铰接节点及滑动铰接结构，用于铰接第一连接件(1)和第二连接件(4)的铰接节点，包括固定在第一连接件(1)上的相互平行的两块耳板(2)，以及固定在第二连接件(4)两侧的轴销(5)，所述耳板(2)上开设有相互平行的滑槽(3)，所述轴销(5)在滑槽(3)内滑动，设计方法采用有限元方法及使用计算方法。与现有技术相比，本实用新型具有更高横向承载力，不易发生塑性变形，加工简单、经济使用。

技术领域

本实用新型涉及建筑结构技术领域，尤其是涉及一种滑动铰接节点及设计方法。

背景技术

一般来说，建筑工程的金属结构中，对于考虑滑动铰接的节点，可以通过滑动轴承节点、摇臂节点或者长圆孔节点。滑动轴承节点对材料硬度要求高，构造复杂，需要精细加工，造价较贵；摇臂节点形式上较为简单，但平面外稳定性不良，且占据空间大，不够美观。传统上实用较多的是长圆孔节点，即将耳板上的圆形销轴孔加长为长圆孔，使节点可以转动的同时有滑移空间，这种做法是最简单经济的。但长圆孔具有一个缺陷，即圆与直线的孔壁之间理论上是无限小的线接触，理想状态下理论上无法传递任何压力。材料中的应力起初是无穷大，压力的传递是通过销轴与孔壁之间发生变形后形成面接触，才得以传递。这种机制使销轴和耳板的接触位置极容易发生塑性变形，发生微量的破坏，当横向压力大的时候，塑性变形可能直接导致节点失去滑移能力；而横向压力小的时候，微量的塑性变形也可能日积月累导致可观的累计变形产生安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种滑动铰接节点及其设计方法。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种滑动铰接节点，用于铰接第一连接件和第二连接件的铰接节点，包括固定在第一连接件上的相互平行的两块耳板，以及固定在第二连接件两侧的轴销，所述两块耳板上分别开设有滑槽，所述轴销在滑槽内滑动。

进一步的，所述轴销的截面为圆角矩形。

进一步的，所述第一连接件和第二连接件分别为梁、柱、支撑或龙骨等建筑部件。

进一步的，所述轴销与滑槽具有相对转动。

进一步的，所述轴销的尺寸满足：

假定接触面平整无凹凸，则计算的正应力为

滑动摩擦力大小为 f＝μN

对于金属材料，强度取Von-Mises应力，考虑切应力与正应力符合作用，

发生滑移前的临界时刻，材料中的剪应力为

与正应力共同复合为Von-Mises应力，

其中，μ-滑动摩擦因数，N-最大压力，a-轴销截面的长度，r-轴销截面圆角矩形的倒角半径，t-耳板的厚度，f_d-金属材料强度设计值。

上式保证了金属不会因为挤压滑移发生破坏。

更进一步的，所述轴销(5)的尺寸满足：

对于极端情况，即挤压、滑移并同时发生转动的情况下，金属也不会进入塑性，则需要保证

这对应挤压力很大，使得销轴与耳板充分接触的情况，也是对金属强度最不利的情况。

进一步的，所述轴销(5)的尺寸满足：

针对可能发生的情况是压力N不是很大，此时销轴与耳板并不会充分接触，但要求的转动空间更大。要保证有充分转动空隙不至于卡住，需要保证