一种适应大角度安装误差的刚性连接节点及其结构的制作方法

本实用新型涉及建筑技术领域，尤其是涉及一种适应大角度安装误差的刚性连接节点及其结构。

背景技术：

目前，刚接节点广泛应用于多高层钢结构，主要实现功能为：通过刚接节点连接，传递结构杆件三个平动自由度和三个转角自由度的响应内力。目前建筑结构中常用的刚接节点主要是：

①螺栓连接，如图1a和图1b所示，螺栓51连接又分为普通螺栓的连接，以及高强度螺栓的承压型连接和摩擦型连接。其中高强度螺栓的摩擦型连接是通过螺栓杆内很大的拧紧预拉力把连接板的板件加紧，产生很大的摩擦力，并以最大摩擦力作为极限状态，从而提高连接的整体性和刚度，实现构件之间的刚性连接。

②焊接连接，如3a和图3b所示，是一种以熔焊的方式将不同金属构件52接合起来，参看焊接部53。

③焊接与螺栓连接混合型，如2a和图2b所示，就是根据具体情况，不同构件相接部位，部分采用焊接(参看焊接部53)，部分采用螺栓51连接。

以上几种铰接节点连接形式在建筑结构较为常用，基本可以实现构件的刚性连接。但是，以上常用的节点形式在安装误差偏大的情况下就无法有效连接，而在一些特殊的空间结构中往往要求连接节点在安装过程中能够适应较大的安装误差，并且安装完成后不会因为安装误差导致较大的初应力。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种适应大角度安装误差的刚性连接节点及其结构，安装过程中是铰接连接，并且安装完成后固定为刚性连接节点，解决现有刚性连接节点无法适应较大角度安装误差的情况。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种适应大角度安装误差的刚性连接节点，其包括：刚接连接部和铰接连接部；

所述铰接连接部包括：球形垫片组件和轴承组件；所述轴承组件包括轴承底座和设置于所述轴承底座上的推力关节轴承；

所述刚接连接部包括：盖板、轴向紧固件和连接件；所述盖板和推力关节轴承套设于第一芯轴上，所述芯轴上具有一凸起部分，所述盖板抵压在所述凸起部分的上端面，所述推力关节轴承抵压在所述凸起部分的下端面；所述轴向紧固件的一端依次穿设于连接件、轴承底座、盖板和球形垫片组件上。

作为一种进一步的技术方案，所述轴向紧固件的数量为多个，且沿所述盖板的圆周方向均匀分布。

作为一种进一步的技术方案，所述轴向紧固件为固定螺栓。

作为一种进一步的技术方案，所述第一芯轴位于所述凸起部分之上的直径大于其位于所述凸起部分之下的直径。

作为一种进一步的技术方案，所述第一芯轴的上端具有连接部，所述连接部用于与第二芯轴连接。

作为一种进一步的技术方案，所述连接部与所述第二芯轴通过固定螺母连接。

第二方面，本实用新型还提供一种结构，其包括所述的适应大角度安装误差的刚性连接节点。该适应大角度安装误差的刚性连接节点，其包括：刚接连接部和铰接连接部；所述铰接连接部包括：球形垫片组件和轴承组件；所述轴承组件包括轴承底座和设置于所述轴承底座上的推力关节轴承；所述刚接连接部包括：盖板、轴向紧固件和连接件；所述盖板和推力关节轴承套设于第一芯轴上，所述芯轴上具有一凸起部分，所述盖板抵压在所述凸起部分的上端面，所述推力关节轴承抵压在所述凸起部分的下端面；所述轴向紧固件的一端依次穿设于连接件、轴承底座、盖板和球形垫片组件上。

采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型在安装过程中，推力关节轴承的滑动面摩擦力很小，节点的阻力矩很小，节点可以绕轴承的球心任意方向转动较大的角度，适应较大的安装误差，而且不产生额外的应力。

2.本实用新型通过锁紧轴向紧固件(固定螺栓)，通过周圈的一组螺栓轴向承载力，并形成阻力矩，使节点转换为刚性连接节点。

3.本实用新型实现了铰接连接向刚接连接转换的功能。

4.本实用新型结构简单、传力明确、滑动顺畅、适用范围广。本实用新型可广泛应用于各类构筑物或设备仪器上的刚性连接节点，尤其适用于大型实验设备及大跨空间结构中上部屋盖与下部结构的刚性连接中。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a和图1b为现有技术中螺栓连接式的刚接节点的示意图；

图2a和图2b为现有技术中焊接与螺栓连接混合型的刚接节点的示意图；

图3a和图3b为现有技术中焊接连接式的刚接节点的示意图；

图4为本实用新型适应大角度安装误差的刚性连接节点；

图5为本实用新型实施例中芯轴旋转2度后再固定的状态示意图。图标：1－第二芯轴、2－第一芯轴、3－推力关节轴承、4－盖板、5－轴承底座、6－固定螺母、7－球形垫片组件、8－固定螺栓、9－连接件、10－螺栓孔间隙；51-螺栓、52-金属构件、53-焊接部。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

实施例一

结合图4至图5所示，本实施例提供一种适应大角度安装误差的刚性连接节点，其包括：刚接连接部和铰接连接部；所述铰接连接部包括：球形垫片组件7和轴承组件；所述轴承组件包括轴承底座5和设置于所述轴承底座5上的推力关节轴承3；所述刚接连接部包括：盖板4、轴向紧固件和连接件9；所述盖板4和推力关节轴承3套设于第一芯轴2上，所述芯轴上具有一凸起部分，所述盖板4抵压在所述凸起部分的上端面，所述推力关节轴承3抵压在所述凸起部分的下端面；所述轴向紧固件的一端依次穿设于连接件9、轴承底座5、盖板4和球形垫片组件7上。本实施例可应用于建筑结构、大型科学试验设施中需要设置刚性连接节点的领域，尤其在考虑到安装时可能存在较大的安装误差时，要求该连接节点在安装过程中是铰接连接的，适应安装误差，待安装就位后再固定为刚性连接节点的领域，在空间结构中应用较多。

本实施例中，在安装阶段，轴向紧固件(固定螺栓8)是松开的，第一芯轴2和第二芯轴1可以通过调整推力关节轴承3和球形垫片组件7完成沿任意方向较大角度的转动，来适应安装过程中的误差，此时为铰接节点状态。当芯轴安装对位后，通过固定螺栓8将节点锁紧(对于螺栓孔间隙10而言，可根据安装角度误差的大小设置足够的间隙)，此时该连接转换为刚接节点状态。整个节点通过固定螺栓8固定于连接件9上，构造简单、传力明确，解决现有刚性连接节点无法适应较大角度安装误差的情况。因此，在实现传递内力、适应较大的安装误差、控制安装产生的额外应力时，本实施例所采取的技术方案同传统的刚性节点相比，有本质的区别。

本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述轴向紧固件的数量为多个，且沿所述盖板4的圆周方向均匀分布。优选的，所述轴向紧固件为固定螺栓8，当然在该固定螺栓8上设置有若干个紧固螺母，例如：在球形垫片组件7上方设置有紧固螺母，在轴承底座5的位置设置有紧固螺母。通过周圈的一组螺栓轴向承载力，并形成阻力矩，使节点转换为刚性连接节点。

本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述第一芯轴2位于所述凸起部分之上的直径大于其位于所述凸起部分之下的直径。

本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述第一芯轴2的上端具有连接部，所述连接部用于与第二芯轴1连接。具体而言，所述连接部与所述第二芯轴1通过固定螺母6连接。

综上，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型在安装过程中，推力关节轴承3的滑动面摩擦力很小，节点的阻力矩很小，节点可以绕轴承的球心任意方向转动较大的角度，适应较大的安装误差，而且不产生额外的应力。

2.本实用新型通过锁紧轴向紧固件(固定螺栓8)，通过周圈的一组螺栓轴向承载力，并形成阻力矩，使节点转换为刚性连接节点。

3.本实用新型实现了铰接连接向刚接连接转换的功能。

4.本实用新型结构简单、传力明确、滑动顺畅、适用范围广。本实用新型可广泛应用于各类构筑物或设备仪器上的刚性连接节点，尤其适用于大型实验设备及大跨空间结构中上部屋盖与下部结构的刚性连接中。

实施例二

本实施例二还提供一种结构，其包括实施例一中的所述的适应大角度安装误差的刚性连接节点。可见，凡是应用实施例一中所述的适应大角度安装误差的刚性连接节点的结构均属于本申请的保护范围，例如：可广泛应用于各类构筑物或设备仪器上的刚性连接节点，尤其适用于大型实验设备及大跨空间结构中上部屋盖与下部结构的铰接连接中。

至于其他具体特征已在上述实施例一中详细描述，本实施例二所公开的技术方案包括实施例一中所公开的技术方案，实施例一所保护的内容也属于本实施例二的保护内容，相同的部分不再重复赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。