[發明專利]一種具有緩和拉索內力作用的球節點滑動支座

無效

• 申請號: 201210075533.7
• 申請日: 2012-03-21
• 公開（公告）號: CN102587500A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 劉國光;武志瑋
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: E04B1/36
• 分類號: E04B1/36;E04B1/98;E01D19/04
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

技術領域

本發明屬于建筑結構的預應力鋼結構技術領域，特別是涉及一種具有緩和拉索內力作用的球節點滑動支座。

背景技術

近年，大跨度空間鋼結構得到了廣泛應用，其中，預應力鋼結構因其具有受力合理、剛度大、重量輕等特點尤其受到設計人員的關注，應用較多，如浦東國際機場航站樓一期、廣州國際會展中心均采用了大跨度張弦桁架屋蓋，天津博物館貴賓廳、濟南體育館均采用了弦支穹頂結構。此外，在橋梁加固中，體外預應力技術的應用也日益廣泛。

在預應力結構設施施工中，拉索通常設置在主結構下方，張拉拉索后主結構起拱至設計的形狀，拉索受拉、上部結構受壓，結構實現自平衡，可有效控制大跨度空間鋼結構的豎向變形。采用預應力技術的項目多為大跨度、標志性的重點工程或工程重點部位，其設計、施工日臻成熟，研究人員也進行了多方面的研究并取得了很多成果。

雖然預應力空間鋼結構是一種受力合理、剛度大、重量輕的大跨度空間結構，但在其應用的在近12年內，尚未經受強烈地震、臺風等動力災變荷載的考驗。在上述動力災變荷載作用下，預應力拉索的內力會急速增大。由于拉索屬于脆性材料，其破壞會引發主結構的連續倒塌。因此，預應力空間鋼結構設計中的拉索設計常留有較大的安全系數，未能充分發揮拉索的材料性能。

針對上述問題，上世紀80年代英國研究人員提出的一種解決方法，即荷載緩和體系。其核心理念是在結構中引入某種做機械運動的裝置，其作用在于當結構形狀變化很大時而構件內力變化不大。此概念由單建教授引入我國，郭彥林教授將其應用到體育場罩棚結構設計中，杜文風博士提出的一種具有荷載緩和作用的張弦桁架結構，都是荷載緩和體系在理論研究中取得的成果。

然而，傳統懸掛重物保證拉索內力恒定的方式無法滿足建筑設計的美觀要求，造成應用范圍狹窄，同時，在風吸力作用下，拉索內力的恒定會造成上部結構反向變形過大，引起結構提前破壞。因此，如何提供一種美觀、高效、實用的荷載緩和裝置，就成為限制荷載緩和體系突破理論層面而進入實際應用的關鍵問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種安全性更高、操作方便且高效、美觀、實用的具有緩和拉索內力作用的球節點滑動支座。

為了達到上述目的，本發明提供的具有緩和拉索內力作用的球節點滑動支座包括下部支撐結構、預埋墊板、倒T形支座、多根預埋鋼筋、滑動球節點、多個柱狀滾動軸承、錨具、多根阻尼彈簧和支座；其中下部支撐結構的下端固定在大跨度空間結構柱的頂部；預埋墊板水平設置在下部支撐結構的表面；倒T形支座由下翼緣板和沿前后方向垂直設置的腹板一體構成，其中下翼緣板的底面固定在預埋墊板的表面一側，腹板的中部形成有一個用于貫穿拉索的開孔；支座的底面與多個相隔距離沿前后方向并排設置在預埋墊板表面另一側的柱狀滾動軸承相連接，因此能夠左右滑動；多根預埋鋼筋相隔距離垂直設置在下部支撐結構的內部，其中位于倒T形支座下方的預埋鋼筋上端貫穿下翼緣板的前后端部，并且利用螺帽旋緊在預埋鋼筋上端的方式將倒T形支座與預埋墊板和下部支撐結構之間相互固定；滑動球節點為空心球體，安裝在支座的上端，其上部同時與多個張弦桁架桿件的端部相連，同時中部水平貫穿一根拉索；錨具安裝在位于倒T形支座和滑動球節點之間的拉索上，用于將拉索固定；多根阻尼彈簧相隔距離水平連接在倒T形支座上腹板的內側面和滑動球節點上相對應的表面之間。

所述的支座由底板和十字形托架構成，其中底板水平設置，托架安裝在底板的表面中部，并且托架的上端中部呈圓弧形狀。

所述的多根阻尼彈簧設置在位于倒T形支座和滑動球節點之間的拉索周圍。

所述的腹板兩側設有多條加強板。

本發明提供的具有緩和拉索內力作用的球節點滑動支座具有如下優點：1)材料利用率高：安裝該球節點滑動支座后，主結構上拉索內力變化小，可充分發揮拉索受拉能力強的特點。2)便于施工：倒T形支座上留有拉索貫穿孔，可兼做千斤頂的張拉支座，便于拉索張拉。3)安全性高：建筑物投入使用后，一旦遭受強烈地震、臺風等動力災變荷載，阻尼彈簧的伸縮可保證主結構產生較大變形時拉索不斷裂，消除了因拉索斷裂造成主結構倒塌的隱患。

附圖說明

圖1為本發明的具有緩和拉索內力作用的球節點滑動支座結構主視圖。

圖2為本發明的具有緩和拉索內力作用的球節點滑動支座結構俯視圖。

圖3為本發明的具有緩和拉索內力作用的球節點滑動支座結構左視圖。

圖4為本發明的具有緩和拉索內力作用的球節點滑動支座結構右視圖。