[發(fā)明專利]溫度應力控制伸縮節(jié)

有效

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• 申請日: 2011-10-11
• 公開（公告）號: CN102359186A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發(fā)明（設計）人: 薛素鐸;隋煥文;李雄彥
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: E04B1/38
• 分類號: E04B1/38
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型溫度應力控制的裝置，具體為一種能夠廣泛應用在建 筑空間結(jié)構(gòu)的構(gòu)件溫度應力釋放伸縮節(jié)，屬于應力控制裝置。

背景技術(shù)

隨著國家經(jīng)濟實力的增強和社會發(fā)展的需要，大跨空間結(jié)構(gòu)在我國得到了 迅猛的發(fā)展，工程應用數(shù)量增多，結(jié)構(gòu)形式也趨向于多元化。這對結(jié)構(gòu)在設計、 施工和使用過程中的安全性提出了更高的要求。空間結(jié)構(gòu)系高次超靜定結(jié)構(gòu)體 系，結(jié)構(gòu)受溫度作用影響較大，現(xiàn)有空間結(jié)構(gòu)設計和施工過程中多采用構(gòu)造措 施部分釋放溫度應力，常用的處理方法如下：

(1)伸縮縫。設置伸縮縫是一般結(jié)構(gòu)中釋放溫度應力最常用的一種措施， 但是由于空間結(jié)構(gòu)形式的多樣性，內(nèi)部要求開敞的空間，中部設置溫 度縫可能對結(jié)構(gòu)的整體性安全性和使用功能造成不利影響；

(2)溫度應力釋放節(jié)點已經(jīng)在大跨空間結(jié)構(gòu)中常用的形式之一，該類節(jié)點 能夠釋放結(jié)構(gòu)中的溫度應力。然而由于受結(jié)構(gòu)形式的限制，節(jié)點缺乏 通用性，只能根據(jù)具體結(jié)構(gòu)桿件(圓鋼管)的截面特點進行設計，給 工程設計和施工帶來不便；

(3)板鉸支座能夠從整體上釋放結(jié)構(gòu)中的溫度應力，但其承載力有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服了現(xiàn)有工程溫度應力控制措施的局限性，提出了一種 溫度應力伸縮節(jié)裝置，該伸縮節(jié)安裝在結(jié)構(gòu)受溫度應力影響較大的桿件中，具 有承載力幅值大，能夠釋放軸向拉、壓溫度應力，即可以釋放年正負溫差較大 情況下的溫度應力；伸縮節(jié)端部使用法蘭螺栓連接，在施工中進行構(gòu)件連接方 便快捷，降低施工難度；可以適用于不同截面直徑桿件，伸縮節(jié)構(gòu)造簡潔，具 有廣泛的適用范圍。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案。一種控制溫度應力伸縮節(jié)， 其特征在于：所述溫度應力伸縮節(jié)，包括內(nèi)、中、外三部分，內(nèi)層為一“工” 型中心導桿(3)，外層為套筒，包括左套筒(1)和右套筒(2)，中間層為伸縮 節(jié)結(jié)構(gòu)的柔性變形部分，包括碟形彈簧(4)、(5)、(6)和橡膠彈簧(10)。左 套筒(1)為圓柱形筒，一端采用法蘭封閉，另一封口端中心開孔，孔洞可以滿 足中心導桿穿過；右套筒(2)為圓柱形筒，一端采用法蘭封閉，另一端敞開， 在右套筒(2)內(nèi)垂直軸向連有一帶中心圓孔的擋板，此擋板將右套筒分為兩部 分，右套筒法蘭封閉端與擋板之間形成半封閉腔室，在右套筒敞開端和擋板之 間形成開放腔室；中心導桿(3)穿過左套筒(1)封口端中心孔和右套筒(2) 擋板的中心孔，左套筒(1)的外表面與右套筒(2)開放腔室的內(nèi)表面有接觸 并套接，右套筒(2)敞開端與左套筒(1)法蘭封閉之間有足夠的距離可以滿 足伸縮節(jié)變形的要求；在左套筒(1)內(nèi)“工”型中心導桿端內(nèi)側(cè)與封口端之間 安有碟形彈簧(4)，“工”型中心導桿端與左套筒(1)法蘭封閉端之間裝有橡 膠彈簧(10)；在半封閉腔室內(nèi)“工”型中心導桿端內(nèi)側(cè)與擋板之間安有碟形彈 簧(6)，“工”型中心導桿端與右套筒(2)法蘭封閉端之間裝有橡膠彈簧(10)； 在左套筒(1)封口端與右套筒(2)擋板之間裝有碟形彈簧(5)。

上述碟形彈簧(4)半封閉腔室的筒厚優(yōu)選大于開放腔室的筒厚；左套筒筒 壁與右套筒開放腔室筒壁同時預留安裝過程中臨時固定所用的孔洞(8)；碟形 彈簧(4)、(5)、(6)采用復合組合，即同時采用對合和疊合兩種組合，滿足伸 縮節(jié)變形和承載能力的要求，碟形彈簧(4)通過邊緣與左套筒(1)封口端接 觸，通過中心與“工”型中心導桿端接觸；碟形彈簧(5)通過邊緣與左套筒(1) 封口端外表面接觸，通過邊緣與右套筒(2)擋板外表面接觸；碟形彈簧(6) 通過邊緣與右套筒擋板接觸，通過中心與“工”型中心導桿端接觸。

中心導桿(3)與左、右套筒接觸時，為減少摩擦做倒圓角處理。

中心導桿左右兩端處理方式不同，左側(cè)根據(jù)安裝要求使用螺母(7)連接。

左、右套筒接觸面之間為減小摩擦做潤滑處理。

所述的溫度應力伸縮節(jié)，與結(jié)構(gòu)桿件(圓鋼管)采用法蘭螺栓連接的形式， 圓鋼管端部與節(jié)點連接時采用法蘭盤，可以實現(xiàn)不同直徑的圓鋼管與節(jié)點連接。

工作時，此伸縮節(jié)傳力途徑：碟形彈簧(4)和(6)在溫度荷載作用下、 結(jié)構(gòu)桿件承受軸向拉應力時產(chǎn)生變形以實現(xiàn)釋放溫度應力；碟形彈簧(5)在溫 度荷載作用下結(jié)構(gòu)桿件承受軸向壓應力時產(chǎn)生變形以實現(xiàn)釋放溫度應力；橡膠 彈簧能承受相對較小的壓應力，并承受沖擊荷載。