一种可伸缩大跨结构柱脚节点装置的制作方法

1.本发明涉及建筑工程技术领域，具体为一种可伸缩大跨结构柱脚节点装置。


背景技术：

2.柱脚对于大跨度钢结构桁架、网架在固定时起了很大的作用，柱脚可以将这些架构的下端固定在基础上，并且将架构本身所受的内力传给基础。在温度荷载作用下，架构产生的温度内力随着结构跨度的增大而增大，大跨度钢结构桁架、网架，在冬季昼夜温差大，产生的温度内力极大，最终通过落地柱脚节点传递到基础。但是基础一般由钢筋混凝土做成，其强度远比钢材低，为此，需要将柱身的底端放大，以增加其与基础顶部的接触面积。
3.现有技术中采用的是固定式落地柱脚节点，温度内力作用到柱脚节点，基础所受承载力极大，尤其是拉力作用，导致基础截面很大，安装成本较大。对于固定式落地柱脚节点，温度内力作用到节点处，对柱脚节点的材料、焊缝质量的耐久性，都是极大的考验，在极端气候温差作用下，有可能出现母材开裂，焊缝开裂等事故。
4.申请日为cn201711331627.5的专利公开了一种连接柱脚节点的连接装置及方法，包括第一弧端面和第二弧端面，以及滑动机构，滑动机构设有黄铜板。第一弧端面和第二弧端面之间设有黄铜板，有利于节点受到水平载荷作用发生转动。第一弧端板及第二弧端板为弧面端板，在转角范围内充分滑动，通过摩擦耗能，提高节点的耗能能力，实现节点的延性，避免塑性铰发生在柱端。由于该方法是左右滑动，减少水平受力，但是温度应力对大跨度钢结构桁架、网架的轴向力的影响仍然是存在的。
5.因此，如何使大跨度钢结构桁架、网架的柱脚能够释放因温度内力所产生的作用力以避免节点处受极大的轴向承载力是目前亟需解决的技术难题。


技术实现要素：

6.本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种可伸缩大跨结构柱脚节点装置，能够释放因钢架内部温度应力产生的作用力，进而保护大跨结构柱脚节点不受轴向力的影响。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可伸缩大跨结构柱脚节点装置，包括上套筒，下套筒，以及与所述上套筒的内壁连接的不锈钢筒套；所述上套筒通过所述不锈钢筒套套接于所述下套筒以使所述上套筒能够与所述下套筒通过所述不锈钢筒套轴向滑动。
8.作为优选，所述不锈钢筒套的厚度为3~5mm。
9.作为优选，所述上套筒和所述下套筒之间设有杆状限位部件；所述杆状限位部件的轴向第一端与所述上套筒连接，所述杆状限位部件的轴向第二端与所述下套筒对接。
10.作为优选，所述下套筒开有供所述杆状限位部件的轴向第二端沿所述下套筒轴向移动的长圆对接孔。
11.作为优选，所述长圆对接孔的孔壁设有与所述长圆对接孔形状匹配的不锈钢孔
套。
12.作为优选，所述柱脚节点还包括用于与钢结构落地杆件连接的连接半球；所述连接半球通过连接部件与所述上套筒连接。
13.作为优选，所述连接部件包括与所述上套筒的轴向顶端连接的第一支撑加劲挡板，所述第一支撑加劲挡板的板面积大于所述上套筒的横截面积。
14.作为优选，所述第一支撑加劲板设有弹簧件，所述弹簧件的另一端连接所述下套筒顶部的支撑板。
15.作为优选，所述支撑板的横截面积小于所述上套筒的内壁。
16.作为优选，所述下套筒设有用于与抗震球固定支座连接的受力阻挡板。
17.有益效果第一，本发明设有能够轴向相对滑动的上套筒和下套筒，通过上套筒和下套筒能够释放因温度应力产生的轴向作用力，从而减少柱脚节点承受的轴向作用力，进而避免在极端气候温差作用下母材、焊缝发生开裂现象；第二，本发明的上套筒和下套筒中间设有不锈钢筒套，不仅保证了上套筒与下套筒之间的滑动性能，从而也保证了良好的耐久性；第三，本发明设有受力阻挡板，避免因天气恶劣，上套筒和下套筒之间滑动断开，造成大跨结构柱脚节点脱轨散开的危险。
附图说明
18.图1为本发明可伸缩大跨度结构柱脚节点的剖面图；图2为本发明半球剖面图；图3为本发明的上套筒和下套筒剖面图；图4为本发明杆状限位部件剖面图。
具体实施方式
19.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
20.如图1至图4所示，一种可伸缩大跨结构柱脚节点，包括上套筒1，下套筒2，以及与所述上套筒1的内壁连接的不锈钢筒套；所述上套筒1通过所述不锈钢筒套套接于所述下套筒2以使所述上套筒1能够与所述下套筒2通过所述不锈钢筒套轴向滑动。
21.本实施例中，由于钢架内部的温度应力随着结构的跨度增大而增大，因此所述大跨结构柱脚节点设有能够轴向相对滑动的所述上套筒1和所述下套筒2，用来释放因温度应力产生的轴向作用力。在所述上套筒1和所述下套筒2之间设有的所述不锈钢筒套不仅能够保证所述上套筒1和所述下套筒2之间的滑动性能，同时也保证了本发明具有良好的耐久性。
22.本实施例中，所述不锈钢筒套和所述下套筒2之间预留正好安装不锈钢筒套的间隙，将所述大跨结构柱脚节点的各个部件按照相应的位置安装好后，每个部件都会承受相应的压力，所述上套筒1和所述下套筒2之间由于受到整个所述大跨结构柱脚节点的压力会紧密结合，此时所述上套筒1、所述下套筒2只受所述大跨结构柱脚节点内部温度应力产生的轴向作用力，从而所述上套筒1会相对所述下套筒2轴向滑动。具体的工作原理为，在温差
较大时，所述大跨结构柱脚节点内部会产生能够致使所述大跨结构柱脚节点产生轴向作用力的温度应力。轴向作用力通过所述上套筒1传递给所述下套筒2，由于所述上套筒1和所述下套筒2之间是可相对滑动的，使得产生的轴向作用力会在滑动过程中被释放掉，因此，此时混凝土基础只受一个很小的水平方向的作用力，而不会受轴向作用力，进而使本的所述大跨结构柱脚节点不用承受轴向作用力，避免了在极端气候温差作用下，母材、焊缝开裂的可能性。
23.所述不锈钢筒套的厚度为3~5mm，为了增加所述上套筒1和所述下套筒2之间的相对滑动，且还要保证钢材之间承重程度，因此设置的所述不锈钢筒套的厚度不易过大，具体为4mm。
24.在所述上套筒1和所述下套筒2之间设有杆状限位部件1-1，所述杆状限位部件1-1的轴向第一端与所述上套筒1固定连接，所述杆状限位部件1-1的轴向第二端与所述下套筒2对接，能够使所述上套筒1和所述下套筒2之间确保轴向滑动。所述杆状限位部件1-1保护所述大跨结构柱脚节点避免因内部温度应力过大而导致所述上套筒1脱离所述下套筒2，从而避免造成所述大跨结构柱脚节点的损伤，进而避免出现经济损失。
25.所述下套筒2开有供所述杆状限位部件1-1的轴向第二端沿所述下套筒2轴向移动的长圆对接孔2-1。所述长圆对接孔2-1能够进一步限定所述杆状限位部件1-1是沿着所述下套筒2轴向移动的，进一步起到精准定位的效果，避免所述杆状限位部件1-1出现移动偏差，造成所述大跨结构柱脚节点的经济损失。
26.所述长圆对接孔2-1的孔壁设有与所述长圆对接孔2-1形状匹配的不锈钢孔套，所述不锈钢孔套能够使所述杆状限位部件1-1与所述下套筒2之间更加贴合，从而更有助于所述上套筒1相对于所述下套筒2轴向滑动。
27.所述柱脚节点还包括用于与钢结构落地杆件7连接的连接半球3。所述连接半球3通过连接部件4与所述上套筒1连接。
28.本实施例中，为了使所述大跨结构柱脚节点在安装过程中，不丧失相应的刚度以及应有的承重能力，所以设有所述连接半球3用来与所述钢结构落地杆件7连接，承接所述大跨结构柱脚节点中其他钢件的作用力，设为半球形状，增大接触面积，分担所受的压力，在很大程度上增强所述大跨结构柱脚节点的受力能力。
29.所述连接部件4包括与所述上套筒1的轴向顶端连接的第一支撑加劲挡板4-1，所述第一支撑加劲挡板4-1能够将所述连接半球3施加的压力均匀的传递给所述上套筒1，能够有效的增加了所述上套筒1对所述大跨结构柱脚节点整体的受力程度。
30.由于在整个架构搭建好后，混凝土基础不仅会受到温度应力，还会受到整个所述大跨结构柱脚节点的重力。所述第一支撑加劲挡板4-1的板面积大于所述上套筒1的横截面积，这样可以防止所述上套筒1与所述连接半球3之间压力过大，造成所述第一支撑加劲挡板4-1起不到支撑作用，损坏整个所述大跨结构柱脚节点的结构。
31.所述大跨结构柱脚节点在安装成功后，所述上套筒1能够随着外界温度的变化在所述下套筒2之间进行伸缩，在伸缩过程中，当所述大跨结构的所述上套筒1在受到温度应力的影响而产生向下的力，致使所述上套筒1沿着所述下套筒2向下滑动，但是当外界温度的温差较小，就需要所述上套筒1能够沿着所述下套筒2向上滑动，回到初始位置。为了提高所述大跨结构柱脚节点的所述上套筒1的向上复位的准确性，所述第一支撑加劲板4-1设有
弹簧件7，所述弹簧件7的另一端连接所述下套筒2顶部的支撑板2-2。所述弹簧件7能够在外界温差变小，帮助所述上套筒1恢复到原来的位置。
32.为了不影响所述上套筒1与所述下套筒2之间的轴向滑动，因此所述支撑板2-2的横截面积小于所述上套筒1的内壁。所诉支撑板2-2能够将所述下套筒2与所述弹簧件7固定，当外界温差变小，所述弹簧件7能够带动所述下套筒2恢复到原来位置，避免下次外界温差过大，所述上套筒1与所述下套筒2之间的轴向滑动距离不够，而造成整个所述大跨结构柱脚节点出现损坏。
33.所述下套筒2设有用于与抗震球固定支座6连接的受力阻挡板5，所述受力阻挡板5可以有效的防护所述下套筒2因受作用力过大，致使柱脚节点滑出，破坏整个所述大跨结构柱脚节点的结构，造成更大的经济损失。
34.上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。