穴17,所述水平弹性 装置是一组与内凹接触穴17 -一对应的竖向的悬臂钢棒18,所述悬臂钢棒是由伸入内凹 接触穴17的头部19和头部19的正中下侧连有的抗弯弹性锥身部20组成，所述头部19的 四周与内凹接触穴17的侧壁环向接触，头部的高度小于内凹接触穴17的高度，使头部19 的顶端与内凹接触穴17的穴底保证留有防撞空隙，保证头部不承受上部结构的竖向力。所 述抗弯弹性锥身部20的顶部的外径小于头部19的外径，并且也伸入内凹接触穴17之内、 与内凹接触穴17的侧壁保证留有防撞空隙，抗弯弹性锥身部20的底部与下支座板9固定 连接。
[00%] 所述内凹接触穴均布于上支座板的下侧表面。所述上支座板1的下侧表面、相邻 两个内凹接触穴之间也可W开有连槽，所述连槽的开槽深度小于头部19伸入内凹接触穴 17之内的深度。
[0027] 参见图10所示，所述内凹接触穴17呈倒U型，分为顶部球冠面21和侧部圆柱面 22,顶部球冠面的最大圆直径与侧部圆柱面的横截面圆直径相等。所述头部为球体，头部的 直径与侧部圆柱面的横截面圆直径相等，所述抗弯弹性锥身部为上小下大的圆台，上表面 的外径小于头部的直径。
[0028] 本实施例中，上支座板1与上部结构15通过螺栓或者焊接连接，下支座板9与下 部结构16通过螺栓或者焊接连接。悬臂钢棒2与下支座板3焊接。
[0029]W某工程支座设计过程为例，具体阐述万向水平弹性支座的制作。
[0030] 某核屯、筒顶部弹黃支座总刚度为ke=24000kN/m，根据核屯、筒顶部空间布置6个弹 性支座，单个弹性支座的水平弹性刚度为ki=4000kN/m。根据建筑空间确定支座安装总高 度为H=770mm，由构造确定上支座板中内凹接触穴的穴底至板体上侧的厚度ai=20mm，头部 与穴底的防撞空隙的高度曰2=1〇臟，头部底端至上支座板的下侧的距离曰3=3〇臟。根据头部 与内凹接触穴的侧壁之间局部承压及构造要求确定头部圆球直径d3=45mm，则悬臂钢棒的 高度为h=697. 5mm。 阳031] 根据核屯、筒顶部宽度，上支座板与下支座板均为方形板，长度和宽度均为 B=800mm，在满足上支座板开穴、悬臂钢棒与下支座板焊接的操作空间前提下，钢棒间距为S2=150mm，钢棒中屯、与支座板边距为Si=100mm，钢棒数量为n=25根。
阳03引支座设计位移限值为50mm，钢棒材料为Q460建筑结构用钢，根 据悬臂钢棒上端截面抗剪承载力及构造要求确定悬臂钢棒的上表面宽度 dl=20mm。单个悬臂钢棒的水平刚度为ki，根据弹黃刚度并联的计算原则ki=nki， 馬二靴肥/25二1佛妊咖1。
[0033]
，悬臂棒顶点位移 ，当P=1时，则悬臂棒的 形常数为
[0034] 因此；及二，每 '二'艾5x4 二LSx孤二'5(虹MB。
[0035] 结论：1、头部与内凹接触穴的接触构造实现了水平力有效传递。2、悬臂钢棒为圆 形钢棒、各向同性，水平各向的水平刚度相等，避免了蝶形弹黃在非主方向弹黃刚度过大， 可能出现支座卡槽等问题。3、本发明真正实现了各向水平等弹黃刚度、不卡槽、可转动的目 标。
【主权项】
1. 一种万向水平弹性支座，包括与上部结构（15)连接的上支座板（1)、与下部结构 (16 )连接的下支座板（9 )以及上支座板（1)和下支座板（9 )之间设有的水平弹性装置，其特 征在于：所述上支座板（1)的下侧表面开有一组按规律布置的内凹接触穴（17)，所述水平 弹性装置是一组与内凹接触穴（17) -一对应的竖向的悬臂钢棒（18)，所述悬臂钢棒是由 伸入内凹接触穴（17)的头部（19)和头部（19)的正中下侧连有的抗弯弹性锥身部（20)组 成，所述头部（19)的四周与内凹接触穴（17)的侧壁环向接触，头部的高度小于内凹接触穴 (17)的高度，使头部（19)的顶端与内凹接触穴（17)的穴底保证留有防撞空隙，所述抗弯弹 性锥身部（20)的顶部的外径小于头部（19)的外径，并且也伸入内凹接触穴（17)之内、与内 凹接触穴（17)的侧壁保证留有防撞空隙，抗弯弹性锥身部（20)的底部与下支座板（9)固定 连接。2. 根据权利要求1所述的一种万向水平弹性支座，其特征在于：所述内凹接触穴均布 于上支座板的下侧表面。3. 根据权利要求1所述的一种万向水平弹性支座，其特征在于：所述上支座板（1)的下 侧表面、相邻两个内凹接触穴之间开有连槽，所述连槽的开槽深度小于头部（19)伸入内凹 接触穴（17)之内的深度。4. 根据权利要求1或2所述的一种万向水平弹性支座，其特征在于：所述内凹接触穴 (17)呈倒U型，分为顶部球冠面（21)和侧部圆柱面（22)，顶部球冠面的最大圆直径与侧部 圆柱面的横截面圆直径相等。5. 根据权利要求4所述的一种万向水平弹性支座，其特征在于：所述头部为球体，头部 的直径与侧部圆柱面的横截面圆直径相等，所述抗弯弹性锥身部为上小下大的圆台，上表 面的外径小于头部的直径。
【专利摘要】一种万向水平弹性支座，包括与上部结构连接的上支座板、与下部结构连接的下支座板以及上支座板和下支座板之间设有的水平弹性装置，所述上支座板的下侧表面开有一组按规律布置的内凹接触穴，所述水平弹性装置是一组与内凹接触穴一一对应的竖向的悬臂钢棒。本发明构造简单、传力明确，彻底消除了现有双向弹簧支座可能卡住的问题，可广泛应用于建筑上的双向弹簧支座连接，尤其适用于大跨度结构中屋顶结构和下部支承结构的铰接连接。
【IPC分类】E04B1/36, E04B1/98
【公开号】CN105113656
【申请号】CN201510588457
【发明人】秦凯, 周忠发, 朱忠义, 梁宸宇, 李华峰, 邓旭洋
【申请人】北京市建筑设计研究院有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月16日