一种双向限位移滑动支座结构及组装方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010624810.X
(22)申请日 2020.07.02
(71)申请人 精工工业建筑系统有限公司
地址 312000 浙江省绍兴市柯桥经济开发
区柯西工业园鉴湖路
(72)发明人 李朝旺　蔡鹰　蔡柳鹤　陶靓良　
金剑　姚锴宇　
(74)专利代理机构 绍兴市越兴专利事务所(普
通合伙) 33220
代理人 蒋卫东
(51)Int.Cl.
E04B 1/19(2006.01)
E04B 1/36(2006.01)
(54)发明名称
一种双向限位移滑动支座结构及组装方法
(57)摘要
本发明提供了一种双向限位移滑动支座结
构及组装方法，涉及网架结构技术领域，用于包
括网架杆件和钢柱的网架结构中，包括固定于钢
柱顶端的滑动支座、与滑动支座滑动连接的支座
立柱、安装于支座立柱上X轴方向至少一个限位
圆管、安装于支座立柱上Y轴方向至少一个限位
管、以及安装于限位圆管内的伸缩装置；网架杆
件伸入限位圆管内抵触内部的伸缩装置；滑动支
座上设有滑动槽，支座立柱可在滑动槽的X轴和Y
轴方向移动；支座立柱在Z轴方向可移动但限位。

发明不但可以通过支座滑动的方法来释放钢结
构因为温度效应所产生的应力，而且能够通过支
座微转动来释放连接节点的弯矩，实现支座有限
位移的铰接作用。

权利要求书1页 说明书5页 附图4页CN 111719690 A 2020.09.29
C N 111719690
A
1.一种双向限位移滑动支座结构，用于包括网架杆件和钢柱的网架结构中，其特征在于：包括固定于钢柱顶端的滑动支座、与滑动支座滑动连接的支座立柱、安装于支座立柱上X轴方向至少一个限位圆管、安装于支座立柱上Y轴方向至少一个限位管、以及安装于限位圆管内的伸缩装置；所述网架杆件伸入限位圆管内抵触内部的伸缩装置；所述滑动支座上设有滑动槽，支座立柱可在滑动槽的X轴和Y轴方向移动；所述支座立柱在Z轴方向可移动但限位。

2.如权利要求1所述的一种双向限位移滑动支座结构，其特征在于：所述滑动支座包括滑动支座垫板，所述滑动槽包括由封边板围成的并固定于滑动支座垫板上的方形立体构件；所述支座立柱的底部设有支座立柱垫板，支座立柱垫板内嵌入方形立体构件内，方形立体构件将支座立柱垫板在Z轴方向上限位。

3.如权利要求2所述的一种双向限位移滑动支座结构，其特征在于：支座立柱垫板上表面距离封边板下边沿留有间隙。

4.如权利要求2所述的一种双向限位移滑动支座结构，其特征在于：所述滑动槽还包括分布于方形立体构件内并开设于滑动支座垫板上的凹槽、以及安装于凹槽内的滚珠。

5.如权利要求2所述的一种双向限位移滑动支座结构，其特征在于：所述方形立体构件的内沿分布有缓冲装置。

6.如权利要求2所述的一种双向限位移滑动支座结构，其特征在于：所述钢柱的顶端固定有滑动支座连接板，所述滑动支座垫板与所述滑动支座连接板固定。

7.如权利要求5所述的一种双向限位移滑动支座结构，其特征在于：支座立柱垫板在滑动槽内X轴方向和Y轴方向均留置40mm的缓冲间距。

8.如权利要求5所述的一种双向限位移滑动支座结构，其特征在于：所述缓冲装置包括固定底座、安装于固定底座上的小弹簧、以及与小弹簧的另一端连接的垫片一；缓冲装置的固定底座焊接固定于封边板的内侧；方形立体构件的每一边均设有至少两个缓冲装置。

9.如权利要求1所述的一种双向限位移滑动支座结构，其特征在于：所述伸缩装置包括大弹簧、以及分别固定于大弹簧两端的垫片二和垫片三。

10.一种双向限位移滑动支座结构的组装方法，包括如下：
（1）将滑动支座连接板边对边放置在钢柱上方，两者轴心位置处于同一条竖直线，使用角焊缝的形式将滑动支座连接板固定在钢柱上；
（2）将滑动支座垫板预设凹槽的一面朝上，用螺栓固定滑动支座连接板和滑动支座垫板；
（3）将滚珠表层涂刷润滑油，放置在凹槽内；
（4）将支座立柱垫板焊接在支座立柱的底端，两者四边对应，且形心处于同一竖直线上，然后按照现场杆件位置，将限位圆管焊接在支座立柱上；
（5）将支座立柱放置在设有滚珠的滑动支座垫板上；
（6）将缓冲装置焊接固定在封边板上；
（7）将四块封边板角对角对接在一起，形成方形立体构件，然后通过焊接的方式与滑动支座垫板相连接，使支座立柱垫板内嵌入封边板围成的方形立体构件内；
（8）将伸缩装置装入限位圆管内，将网架杆件插入限位圆管中，即可实现滑动支座的整体组装。

权　利　要　求　书1/1页CN 111719690 A
一种双向限位移滑动支座结构及组装方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种双向限位移滑动支座结构及组装方法，属于网架结构技术领域。

背景技术
[0002]在钢结构领域中，温度效应引起的温度应力对钢构件的强度、稳定存在极大的影响。

由公式ΔL＝L×α×ΔT可知，钢构件变形位移量与其长度L、线膨胀系数α、温差ΔT存在线性关系，故大跨度网架结构在温差较大的情况下，其位移量ΔL过多，导致网架相互挤压而产生挤压应力，对网架的稳定、强度产生不利影响。

为消除温度应力对结构的不利影响，我国许多钢结构建筑开始采用球铰支座、滑动支座、球形钢支座、橡胶支座、弹性拉力支座等。

然而，这些支座主要存在以下问题：仅允许单向或者固定双向释放温度应力，给予钢结构的变形自由度不够大，令支座直接承受弯矩作用。

[0003]基于此，做出本申请。

发明内容
[0004]为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种双向限位移滑动支座结构及组装方法。

[0005]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
[0006]一种双向限位移滑动支座结构，用于包括网架杆件和钢柱的网架结构中，包括固定于钢柱顶端的滑动支座、与滑动支座滑动连接的支座立柱、安装于支座立柱上X轴方向至少一个限位圆管、安装于支座立柱上Y轴方向至少一个限位管、以及安装于限位圆管内的伸缩装置；所述网架杆件伸入限位圆管内抵触内部的伸缩装置；所述滑动支座上设有滑动槽，支座立柱可在滑动槽的X轴和Y轴方向移动；所述支座立柱在Z轴方向可移动但限位。

[0007]进一步地，所述滑动支座包括滑动支座垫板，所述滑动槽包括由封边板围成的并固定于滑动支座垫板上的方形立体构件；所述支座立柱的底部设有支座立柱垫板，支座立柱垫板内嵌入方形立体构件内，方形立体构件将支座立柱垫板在Z轴方向上限位。

[0008]进一步地，为了使支座可以转动的角度，释放网架杆件传递到支座端的部分弯矩，支座立柱垫板上表面距离封边板下边沿留有间隙。

[0009]进一步地，为了尽可能地减小滑动时的摩擦，所述滑动槽还包括分布于方形立体构件内并开设于滑动支座垫板上的凹槽、以及安装于凹槽内的滚珠。

[0010]进一步地，为了有效减弱瞬间水平位移和冲力对滑动支座的损伤，所述方形立体构件的内沿分布有缓冲装置。

[0011]进一步地，为了保证滑动支座与钢柱的连接，所述钢柱的顶端固定有滑动支座连接板，所述滑动支座垫板与所述滑动支座连接板固定。

[0012]进一步地，为了进一步减弱瞬间水平位移和冲力对滑动支座的损伤，支座立柱垫板在滑动槽内X轴方向和Y轴方向均留置40mm的缓冲间距。

[0013]进一步地，所述缓冲装置包括固定底座、安装于固定底座上的小弹簧、以及与小弹
簧的另一端连接的垫片一；缓冲装置的固定底座焊接固定于封边板的内侧；方形立体构件的每一边均设有至少两个缓冲装置。

[0014]进一步地，所述伸缩装置包括大弹簧、以及分别固定于大弹簧两端的垫片二和垫片三。

[0015]一种双向限位移滑动支座结构的组装方法，包括如下：
[0016](1)将滑动支座连接板边对边放置在钢柱上方，两者轴心位置处于同一条竖直线，使用角焊缝的形式将滑动支座连接板固定在钢柱上，并使用水平仪测量滑动支座连接板的水平程度是否满足要求；
[0017](2)将滑动支座垫板预设凹槽的一面朝上，将四颗螺栓穿过滑动支座连接板和滑动支座垫板的螺孔，将滑动支座垫板连接在滑动支座连接板上，完成滑动支座的部分组装；[0018](3)将滚珠表层涂刷润滑油，放置在凹槽内；
[0019](4)将支座立柱垫板焊接在支座立柱的底端，两者四边对应，且形心处于同一竖直线上，然后按照现场杆件位置，将限位圆管焊接在支座立柱上，完成支座立柱的组装；[0020](5)将支座立柱放置在设有滚珠的滑动支座垫板上；
[0021](6)将小弹簧的一端扦插入固定底座内，转动卡扣将小弹簧将其固定在固定底座内，小弹簧的另一端与垫片一相连接，完成缓冲装置的组装，然后将缓冲装置焊接固定在封边板上，相邻缓冲装置保持60mm的间距，完成滑动支座的部分组装；
[0022](7)将四块封边板角对角对接在一起，形成方形立体构件，然后通过焊接的方式与滑动支座垫板相连接，使支座立柱垫板内嵌入封边板围成的方形立体构件内；使支座立柱垫板可在滑动槽内进行短距离滑动，且不会脱离滑动槽；
[0023](8)将大弹簧的两端分别连接垫片二和垫片三，完成伸缩装置的组装，然后将伸缩装置装入限位圆管内，垫片二一端朝向限位圆管内，垫片三一端朝限位圆管外，将网架杆件插入限位圆管中，即可实现滑动支座的整体组装。

[0024]与现有技术中存在着以下缺陷相比：
[0025]1、需要专业的厂家进行生产，造价高，生产难度大；
[0026]2、仅允许单向或者固定双向释放温度应力，给予钢结构的变形自由度不够大，令支座直接承受弯矩作用；
[0027]3、使用年限短，失效后难以更换；
[0028]4、存在难以满足各类复杂工程中复杂支座节点位移伸缩需求和方向需求等问题。

[0029]本发明能实现如下技术效果：
[0030](1)本发明可以通过支座在X轴向和Y轴向的滑动的来释放钢结构因为温度效应所产生的应力，同时，支座立柱垫板上表面与封边板下边沿留有间隙，没有完全限制滑动支座垫板在竖直方向的位移，支座因此可以转动的角度，释放网架杆件传递到支座端的部分弯矩。

由于伸缩装置可进行伸缩，可以释放一定长度连续网架结构热胀冷缩产生的温度应力。

[0031](2)由于支座立柱垫板和封边板之间安装了缓冲装置，可进行一定距离的缓冲，所以在水平地震和温度效应的影响下，整个支座立柱可进行短距离缓冲，有效减弱瞬间水平位移和冲力对滑动支座的损伤。

[0032](3)与传统的滑动支座相比，支座立柱两个方向都具备伸缩装置和缓冲装置，故支持双向缓冲和滑移，可用于网架结构中的交叉节点，也可用于网架结构中的边角节点。

[0033](4)网架杆件只需插入限位圆管中便可进行除轴向之外其他方向的约束，安装便捷，并能够实现杆件轴向自由伸缩，释放网架杆件产生的温度应力。

[0034](5)本发明的双向限位移滑动支座结构及组装方法：除了具有滚动滑珠凹槽的滑动支座垫板需要在专业的钢构件厂家进行生产外，其余钢构件的制作都可通过普通钢构件厂家来完成，成本较低。

[0035]因此本发明不但可以通过支座滑动的方法来释放钢结构因为温度效应所产生的应力，而且能够通过支座微转动来释放连接节点的弯矩，来实现支座有限位移的铰接作用，使支座连接节点具有更好的安全性、实用性，满足实际工程的施工需求。

附图说明
[0036]图1为本实施例支座立柱和滑动支座整体安装前的三维图(爆炸图)；
[0037]图2为图1中的主视图；
[0038]图3为图1中的俯视图；
[0039]图4为本实施例滑动支座的三维图；
[0040]图5为本实施例缓冲装置的三维图；
[0041]图6为本实施例固定底座的三维图；
[0042]图7为本实施例伸缩装置的三维图；
[0043]图8为本实施例支座立柱和滑动支座整体安装后的三维图。

[0044]标注说明：1伸缩装置；2支座立柱；3限位圆管；4支座立柱垫板；5缓冲装置；6滚珠；7螺栓；8滑动支座垫板；9螺孔；10滑动支座连接板；11钢柱；12凹槽；13封边板；14垫片一；15小弹簧；16固定底座；17卡扣；18垫片二；19大弹簧；20垫片三；21网架杆件。

具体实施方式
[0045]为了使本发明的技术手段及其所能达到的技术效果，能够更清楚更完善的披露，兹提供了以下实施例，并结合附图作如下详细说明：
[0046]如图1至图8所示，本实施例的一种双向限位移滑动支座结构，用于包括网架杆件21和钢柱11的网架结构中，包括固定于钢柱11顶端的滑动支座、与滑动支座滑动连接的支座立柱2、安装于支座立柱2上X轴方向至少一个限位圆管3、安装于支座立柱2上Y轴方向至少一个限位管、以及安装于限位圆管3内的伸缩装置1；所述网架杆件21伸入限位圆管3内抵触内部的伸缩装置1；所述滑动支座上设有滑动槽，支座立柱2可在滑动槽的X轴和Y轴方向移动；所述支座立柱2在Z轴方向可移动但限位。

其中限位圆管3与支座立柱2的相对位置可以根据网架支座处连接节点来调节，可以通过角焊缝的形式相连接，保证连接节点强度。

[0047]本实施例中滑动支座包括滑动支座垫板8，滑动槽包括由封边板13围成的并固定于滑动支座垫板8上的方形立体构件；支座立柱2的底部设有支座立柱垫板4，支座立柱垫板4内嵌入方形立体构件内，方形立体构件将支座立柱垫板4在Z轴方向上限位。

在滑动支座垫板8四角距两边30mm位置预留螺孔9。

支座立柱垫板4位于支座立柱2底端，与之通过角焊缝相连接，且两者的形心处于同一条竖直线上，支座立柱垫板4朝下的一面应打磨光滑。

支座立柱垫板4的尺寸(a×b×h)根据封边板13的尺寸来确定，使其内嵌在封边板13构成的方形立体构件内；封边板13和滑动支座垫板8通过单面角焊缝连接形成滑动槽，滑动槽的内部空
间尺寸为a1×b1×h1，a1和b1分别比支座立柱垫板4大10mm，以保证支座立柱垫板4能够在滑动槽内进行有限位移滑动。

[0048]本实施例中支座立柱垫板4上表面距离封边板13下边沿留有间隙(1mm)，即h1比h 大1mm，没有完全限制住支座立柱垫板4在Z轴方向(竖直方向)的位移，可让支座立柱2实现角度的微转动，以释放杆件传导至支座位置的部分弯矩。

[0049]本实施例中滑动槽还包括分布于方形立体构件内并开设于滑动支座垫板8上的凹槽12、以及安装于凹槽12内的滚珠6。

每个凹槽12放置一颗滚珠6，滚珠6表层涂刷润滑油，通过支座立柱垫板4的压迫固定在凹槽12中；
[0050]本实施例中方形立体构件的内沿分布有缓冲装置5。

[0051]本实施例中钢柱11的顶端固定有滑动支座连接板10，滑动支座垫板8与滑动支座连接板10固定。

滑动支座连接板10和钢柱11通过焊接连接，滑动支座垫板8与滑动支座连接板10通过四颗螺栓7进行栓接连接。

滑动支座连接板10和滑动支座垫板8的形状尺寸一致，螺栓7孔直径和位置一致，厚度均为15mm。

[0052]本实施例中缓冲装置5包括固定底座16、安装于固定底座16上的小弹簧15、以及与小弹簧15的另一端连接的垫片一14；缓冲装置5的固定底座16焊接固定于封边板13的内侧；方形立体构件的每一边均设有至少两个缓冲装置5。

缓冲装置5内嵌于封边板13和滑动支座垫板8之间的夹缝中，相邻缓冲装置5间距60mm。

固定底座16内部设有卡扣17，将小弹簧15的一端扦插入固定底座16内，转动卡扣17将小弹簧15将其固定在固定底座16内，小弹簧15的另一端与垫片一14相连接，即可完成缓冲装置5的组装。

固定底座16的内径和小弹簧15的外径一致，方便小弹簧15扦插，且不易脱落。

[0053]本实施例中支座立柱垫板4在滑动槽内X轴方向和Y轴方向均留置40mm的缓冲间距。

即缓冲装置5在自然状态下全长为50mm，在完全压缩状态下全长为30mm；
[0054]本实施例中伸缩装置1包括大弹簧19、以及分别固定于大弹簧19两端的垫片二18和垫片三20，垫片二18或垫片三20与支座立柱2进行焊接固定；伸缩装置1在自然状态下全长为150mm，在完全压缩状态下全长为50mm。

[0055]一种双向限位移滑动支座结构的组装方法，包括如下：
[0056](1)将滑动支座连接板10边对边放置在钢柱11上方，两者轴心位置处于同一条竖直线，使用角焊缝的形式将滑动支座连接板10固定在钢柱11上，并使用水平仪测量滑动支座连接板10的水平程度是否满足要求；
[0057](2)将滑动支座垫板8预设凹槽12的一面朝上，将四颗螺栓7穿过滑动支座连接板10和滑动支座垫板8的螺孔9，将滑动支座垫板8连接在滑动支座连接板10上，完成滑动支座的部分组装；
[0058](3)将滚珠6表层涂刷润滑油，放置在凹槽12内；
[0059](4)将支座立柱垫板4焊接在支座立柱2的底端，两者四边对应，且形心处于同一竖直线上，然后按照现场杆件位置，将限位圆管3焊接在支座立柱2上，完成支座立柱2的组装；[0060](5)将支座立柱2放置在设有滚珠6的滑动支座垫板8上；
[0061](6)将小弹簧15的一端扦插入固定底座16内，转动卡扣17将小弹簧15将其固定在固定底座16内，小弹簧15的另一端与垫片一14相连接，完成缓冲装置5的组装，然后将缓冲装置5焊接固定在封边板13上，相邻缓冲装置5保持60mm的间距，完成滑动支座的部分组装；
[0062](7)将四块封边板13角对角对接在一起，形成方形立体构件，然后通过焊接的方式与滑动支座垫板8相连接，使支座立柱垫板4内嵌入封边板13围成的方形立体构件内；使支座立柱垫板4可在滑动槽内进行短距离滑动，且不会脱离滑动槽；
[0063](8)将大弹簧19的两端分别连接垫片二18和垫片三20，完成伸缩装置1的组装，然后将伸缩装置1装入限位圆管3内，垫片二18一端朝向限位圆管3内，垫片三20一端朝限位圆管3外，将网架杆件21插入限位圆管3中，即可实现滑动支座的整体组装。

[0064]本实施例中支座立柱2、限位圆管3、支座立柱垫板4、滑动支座垫板8的尺寸规格可根据实际工程情况进行调整；本实施例所有部件的材质均为钢质材料。

[0065]本实施例的一种双向限位移滑动支座结构以及组装方法，与传统的滑动支座相比，具有以下特点和效果：
[0066]1、除了具有滚动滑珠凹槽12的滑动支座垫板8需要在专业的钢构件厂家进行生产外，其余钢构件的制作都可通过普通钢构件厂家来完成，成本较低；
[0067]2、由于滑动支座的连接方式为焊接连接和螺栓7连接，所以完全可以在现场根据实际情况进行滑动支座的栓焊连接组装，可以随时随地调整限位圆管3的位置，组装过程十分便捷；
[0068]3、由于滑动支座垫板8和封边板13之间安装了缓冲装置5，可进行距离40mm的缓冲，所以在水平地震和温度效应的影响下，整个支座立柱2可进行短距离缓冲，有效减弱瞬间水平位移和冲力对滑动支座的损伤。

同时，支座立柱垫板4上表面距离封边板13下边沿
1mm，没有完全限制支座立柱垫板4在竖直方向的位移，支座因此可以转动的角度(l
为支座立柱垫板4的边长)，释放网架杆件21传递到支座端的部分弯矩；
[0069]4、由于伸缩装置1可进行100mm的伸缩，根据温度效应公式ΔL＝L×α×ΔT可以反推出滑动支座在温差50摄氏度的环境中，可以释放长度达到166.7m连续网架结构热胀冷缩产生的温度应力；
[0070]5、与传统的滑动支座相比，支座立柱2两个方向都具备伸缩装置1和缓冲装置5，故滑动支座支持双向缓冲和滑移，可用于网架结构中的交叉节点，也可用于网架结构中的边角节点；
[0071]6、支座立柱2和滑动支座可在专业工厂进行定制，用于现场安装时，只需在钢柱11顶端使用四颗螺栓7进行支座和钢柱11的连接；
[0072]7、网架杆件21只需插入限位圆管3中便可进行除轴向之外其他方向的约束，安装便捷，并能够实现杆件轴向自由伸缩，释放网架杆件21产生的温度应力。

[0073]以上内容是结合本发明的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

图1
图2
图3
图4
图5
图6
图7
图8
说　明　书　附　图
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