本技术涉及钢结构,具体涉及一种瓜柱型球铰连接节点。
背景技术:
1、在现代钢结构建筑的快速发展中,各种新颖且造型独特的建筑形式层出不穷。这种发展趋势对钢结构构件的连接方式提出了更高的要求。在传统的钢结构中,柱与梁之间的连接通常采用两种形式:一种是刚性连接,另一种是铰接。其中,销轴连接是一种常见的铰接方式,被广泛应用于标准的横平竖直的梁柱体系。
2、然而,现有的销轴连接方式在面对特殊造型的建筑设计时,如斜梁斜柱等,显示出明显的局限性。特殊造型的结构受力复杂,对节点连接受力性能要求更高。销轴这种仅能释放单向弯矩的连接方式无法适应斜梁斜柱等非常规的构造,尤其是在各向作用的弯矩下,其表现出的性能不足。因此,现有的销轴连接方式不能满足现代钢结构建筑中越来越复杂的形态和结构需求。
技术实现思路
1、本实用新型所要解决的技术问题是现有的销轴连接方式不能满足现代钢结构建筑中越来越复杂的形态和结构需求,目的在于提供一种瓜柱型球铰连接节点,能够有效的释放各向弯矩。
2、本实用新型通过下述技术方案实现:
3、一种瓜柱型球铰连接节点,包括:
4、上瓜帽,其上端与钢梁固定连接,所述上瓜帽的下端面设置有上半球凹槽;
5、下瓜扣,其上端与所述上瓜帽的下端可拆卸的固定连接,且所述下瓜扣的上端面与所述上瓜帽的下端面贴合,所述下瓜扣的上端面设置有下半球凹槽;所述上半球凹槽与所述所述下半球凹槽拼接为球形凹槽;所述下瓜扣的下部设置有与所述球形凹槽连通的通道;
6、球铰转动头,其上端穿过所述通道设置在所述球形凹槽内,所述球铰转动头的下端设置在所述下瓜扣的外部且与支撑钢柱固定连接;
7、所述支撑钢柱倾斜设置,且所述支撑钢柱的中轴线与竖直方向的夹角为a,0<a<90°。
8、具体地,所述钢梁包括主梁和次梁,所述主梁和所述次梁交叉设置,且所述次梁固定设置在所述主梁的上部,所述上瓜帽的上端与所述主梁固定连接,且所述上瓜帽连接在交叉点的正下方。
9、具体地,所述上瓜帽为圆柱结构,所述主梁的下侧面设置有用于安装所述上瓜帽的弧形槽,所述上瓜帽的上端设置在所述弧形槽内且与所述主梁固定连接;
10、所述下瓜扣包括圆柱体和半椭球体,所述圆柱体的直径与所述上瓜帽的直径相等,所述圆柱体的上端面与所述上瓜帽的下端面贴合,所述半椭球体的截面与所述圆柱体的下端面固定连接;
11、所述上瓜帽的下端面设置有多个螺纹盲孔,所述下瓜扣上设置有多个与所述螺纹盲孔适配的螺纹通孔,所述下瓜扣和所述上瓜帽通过穿过所述螺纹通孔且与所述螺纹盲孔连接的连接螺栓固定连接。
12、具体地,所述主梁的高度为h1,所述次梁的高度为b1,h1>b1;
13、所述上瓜帽的直径为d=2×b1,所述圆柱体的直径为d=2×b1;
14、所述上瓜帽的高度与所述圆柱体的高度之和为h2,h1=3×h2,所述弧形槽的深度为h3,h2=3×h3。
15、可选地,所述上瓜帽的下端面为倾斜面,所述上瓜帽的下端面的法线与所述支撑钢柱之间设置有夹角;
16、所述下瓜扣的上端面为与所述上瓜帽的下端面平行且贴合的倾斜面。
17、可选地,所述上瓜帽的下端面与水平面的夹角为30°~45°。
18、可选地,所述球铰转动头包括内球体、连接杆和外球体,所述内球体设置在所述球形凹槽内,所述外球体设置在所述下瓜扣外部且与所述支撑钢柱连接,所述连接杆设置在所述通道内且用于连接所述内球体和所述外球体,所述内球体的直径小于所述通道的直径。
19、可选地,所述内球体、所述连接杆和所述外球体一体成型,所述内球体与所述连接杆之间设置为平滑曲面,所述外球体与所述连接杆之间设置为平滑曲面。
20、具体地,所述内球体的外侧面与所述球形凹槽的内侧面之间设置有转动缝,所述连接杆的外侧面与所述通道的内侧面之间设置有转动缝,所述转动缝的厚度为5mm~15mm。
21、进一步,所述连接节点还包括加劲板,加劲板竖直设置在所述主梁内部,所述加劲板的下端与所述上瓜帽的上端面垂直固定连接,所述加劲板的上端与所述次梁固定连接,所述加劲板的两侧侧边与所述主梁固定连接。
22、本实用新型与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
23、本实用新型通过设置分体式的上瓜帽和下瓜扣,使连接节点可以适应各种角度的梁柱连接,不受常规竖直和水平限制。
24、通过在上瓜帽和下瓜扣之间设置球形凹槽,并将球铰转动头置于球形凹槽内,使得连接接头的各向的弯矩可以通过球铰转动头的自由旋转得到有效分散,提升了连接节点的稳定性和安全性。
1.一种瓜柱型球铰连接节点,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种瓜柱型球铰连接节点,其特征在于,所述钢梁包括主梁(6)和次梁(7),所述主梁(6)和所述次梁(7)交叉设置,且所述次梁(7)固定设置在所述主梁(6)的上部,所述上瓜帽(1)的上端与所述主梁(6)固定连接,且所述上瓜帽(1)连接在交叉点的正下方。
3.根据权利要求2所述的一种瓜柱型球铰连接节点,其特征在于,所述上瓜帽(1)为圆柱结构,所述主梁(6)的下侧面设置有用于安装所述上瓜帽(1)的弧形槽,所述上瓜帽(1)的上端设置在所述弧形槽内且与所述主梁(6)固定连接;
4.根据权利要求3所述的一种瓜柱型球铰连接节点,其特征在于,所述主梁(6)的高度为h1,所述次梁(7)的高度为b1,h1>b1;
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种瓜柱型球铰连接节点,其特征在于,所述上瓜帽(1)的下端面为倾斜面,所述上瓜帽(1)的下端面的法线与所述支撑钢柱(4)之间设置有夹角;
6.根据权利要求5所述的一种瓜柱型球铰连接节点,其特征在于,所述上瓜帽(1)的下端面与水平面的夹角为30°~45°。
7.根据权利要求1所述的一种瓜柱型球铰连接节点,其特征在于,所述球铰转动头(3)包括内球体、连接杆和外球体,所述内球体设置在所述球形凹槽内,所述外球体设置在所述下瓜扣(2)外部且与所述支撑钢柱(4)连接,所述连接杆设置在所述通道内且用于连接所述内球体和所述外球体,所述内球体的直径小于所述通道的直径。
8.根据权利要求7所述的一种瓜柱型球铰连接节点,其特征在于,所述内球体、所述连接杆和所述外球体一体成型,所述内球体与所述连接杆之间设置为平滑曲面,所述外球体与所述连接杆之间设置为平滑曲面。
9.根据权利要求7所述的一种瓜柱型球铰连接节点,其特征在于,所述内球体的外侧面与所述球形凹槽的内侧面之间设置有转动缝(8),所述连接杆的外侧面与所述通道的内侧面之间设置有转动缝(8)。
10.根据权利要求2所述的一种瓜柱型球铰连接节点,其特征在于,还包括加劲板(9),加劲板竖直设置在所述主梁(6)内部,所述加劲板(9)的下端与所述上瓜帽(1)的上端面垂直固定连接,所述加劲板(9)的上端与所述次梁(7)固定连接,所述加劲板(9)的两侧侧边与所述主梁(6)固定连接。
