[實(shí)用新型]一種滑動(dòng)鉸接節(jié)點(diǎn)及滑動(dòng)鉸接結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920521646.2
• 申請(qǐng)日: 2019-04-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210263410U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃卓駒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司
• 主分類號(hào): E04B1/36
• 分類號(hào): E04B1/36;E04B1/344
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

本實(shí)用新型涉及一種滑動(dòng)鉸接節(jié)點(diǎn)及滑動(dòng)鉸接結(jié)構(gòu)，用于鉸接第一連接件(1)和第二連接件(4)的鉸接節(jié)點(diǎn)，包括固定在第一連接件(1)上的相互平行的兩塊耳板(2)，以及固定在第二連接件(4)兩側(cè)的軸銷(5)，所述耳板(2)上開(kāi)設(shè)有相互平行的滑槽(3)，所述軸銷(5)在滑槽(3)內(nèi)滑動(dòng)，設(shè)計(jì)方法采用有限元方法及使用計(jì)算方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有更高橫向承載力，不易發(fā)生塑性變形，加工簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種滑動(dòng)鉸接節(jié)點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

一般來(lái)說(shuō)，建筑工程的金屬結(jié)構(gòu)中，對(duì)于考慮滑動(dòng)鉸接的節(jié)點(diǎn)，可以通過(guò)滑動(dòng)軸承節(jié)點(diǎn)、搖臂節(jié)點(diǎn)或者長(zhǎng)圓孔節(jié)點(diǎn)。滑動(dòng)軸承節(jié)點(diǎn)對(duì)材料硬度要求高，構(gòu)造復(fù)雜，需要精細(xì)加工，造價(jià)較貴；搖臂節(jié)點(diǎn)形式上較為簡(jiǎn)單，但平面外穩(wěn)定性不良，且占據(jù)空間大，不夠美觀。傳統(tǒng)上實(shí)用較多的是長(zhǎng)圓孔節(jié)點(diǎn)，即將耳板上的圓形銷軸孔加長(zhǎng)為長(zhǎng)圓孔，使節(jié)點(diǎn)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)有滑移空間，這種做法是最簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的。但長(zhǎng)圓孔具有一個(gè)缺陷，即圓與直線的孔壁之間理論上是無(wú)限小的線接觸，理想狀態(tài)下理論上無(wú)法傳遞任何壓力。材料中的應(yīng)力起初是無(wú)窮大，壓力的傳遞是通過(guò)銷軸與孔壁之間發(fā)生變形后形成面接觸，才得以傳遞。這種機(jī)制使銷軸和耳板的接觸位置極容易發(fā)生塑性變形，發(fā)生微量的破壞，當(dāng)橫向壓力大的時(shí)候，塑性變形可能直接導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)失去滑移能力；而橫向壓力小的時(shí)候，微量的塑性變形也可能日積月累導(dǎo)致可觀的累計(jì)變形產(chǎn)生安全隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種滑動(dòng)鉸接節(jié)點(diǎn)及其設(shè)計(jì)方法。

本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種滑動(dòng)鉸接節(jié)點(diǎn)，用于鉸接第一連接件和第二連接件的鉸接節(jié)點(diǎn)，包括固定在第一連接件上的相互平行的兩塊耳板，以及固定在第二連接件兩側(cè)的軸銷，所述兩塊耳板上分別開(kāi)設(shè)有滑槽，所述軸銷在滑槽內(nèi)滑動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述軸銷的截面為圓角矩形。

進(jìn)一步的，所述第一連接件和第二連接件分別為梁、柱、支撐或龍骨等建筑部件。

進(jìn)一步的，所述軸銷與滑槽具有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述軸銷的尺寸滿足：

假定接觸面平整無(wú)凹凸，則計(jì)算的正應(yīng)力為

滑動(dòng)摩擦力大小為 f＝μN(yùn)

對(duì)于金屬材料，強(qiáng)度取Von-Mises應(yīng)力，考慮切應(yīng)力與正應(yīng)力符合作用，

發(fā)生滑移前的臨界時(shí)刻，材料中的剪應(yīng)力為

與正應(yīng)力共同復(fù)合為Von-Mises應(yīng)力，

其中，μ-滑動(dòng)摩擦因數(shù)，N-最大壓力，a-軸銷截面的長(zhǎng)度，r-軸銷截面圓角矩形的倒角半徑，t-耳板的厚度，f_d-金屬材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

上式保證了金屬不會(huì)因?yàn)閿D壓滑移發(fā)生破壞。

更進(jìn)一步的，所述軸銷(5)的尺寸滿足：

對(duì)于極端情況，即擠壓、滑移并同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，金屬也不會(huì)進(jìn)入塑性，則需要保證

這對(duì)應(yīng)擠壓力很大，使得銷軸與耳板充分接觸的情況，也是對(duì)金屬?gòu)?qiáng)度最不利的情況。

進(jìn)一步的，所述軸銷(5)的尺寸滿足：

針對(duì)可能發(fā)生的情況是壓力N不是很大，此時(shí)銷軸與耳板并不會(huì)充分接觸，但要求的轉(zhuǎn)動(dòng)空間更大。要保證有充分轉(zhuǎn)動(dòng)空隙不至于卡住，需要保證