万向转动节点及具有万向转动节点的钢结构的制作方法

本发明涉及钢结构，具体涉及万向转动节点及具有万向转动节点的钢结构。

背景技术：

1、在钢结构工程中，构件的节点形式是至关重要的。节点形式是构件端部约束及受力形式的体现，通常情况下，构件的杆端承载力有轴力、剪力和弯矩，根据不同的约束形式，节点受力也不一样，比如刚接节点无法转动，因此杆端的承载力会有轴力、剪力和弯矩，而铰接节点受力时可以转动，杆端不会产生弯矩。

2、但在实际工程中，由于空间复杂性，构件的传力方向具有不确定性，构件的节点在作用力下会产生变形，传统的节点做法为了释放因变形产生过大弯矩，会采用螺栓长圆孔或销轴节点，释放水平方向受力或弯矩，但这种做法释放受力方向单一且空间局限性较大，而实际工程中空间结构受力较为复杂，若受力方向与节点释放方向不一致必然会在节点处产生弯矩，与理论计算不一致，存在安全隐患。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种万向转动节点及具有万向转动节点的钢结构，以解决现有钢结构中的节点存在安全隐患的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种万向转动节点，包括：

3、安装盖，所述安装盖包括安装空间和与所述安装空间连通的开口；

4、转动球，设于所述安装空间内，适于相对所述安装空间转动；

5、第一连接结构，一端与所述转动球固定连接在所述开口处；

6、第二连接结构，一端与所述安装盖固定连接，另一端适于连接钢结构。

7、有益效果：通过在安装盖上设置安装空间和开口，安装空间内设置转动球，开口处固定连接第一连接结构，在节点受到承载力时，第一连接结构与转动球能够朝任意方向转动，释放任意方向的变形，减小节点及节点处构件的受力作用，使得节点处不会发生弯矩，避免节点及节点处构件承载力无法满足要求的问题，防止存在安全隐患。

8、在一种可选的实施方式中，所述安装盖包括至少两个分体设置的盖接部，每个所述盖接部上设有安装部，各个所述盖接部的所述安装部拼接形成所述安装空间。

9、有益效果：通过将安装盖设置为包括分体设置的多个盖接部，便于转动球的安装。

10、在一种可选的实施方式中，所述盖接部设有两个，每个所述安装部为弧形部，两个所述安装部和所述开口共同组成球形状。

11、在一种可选的实施方式中，所述盖接部包括盖板，所述盖板的一端与所述第二连接结构连接，另一端成型有所述安装部。

12、有益效果：通过将盖接部设置为盖板，便于与第二连接结构连接。

13、在一种可选的实施方式中，所述盖板与所述第二连接结构通过螺栓连接。

14、在一种可选的实施方式中，所述转动球为焊接球，所述第一连接结构与所述焊接球焊接。

15、在一种可选的实施方式中，所述万向转动节点包括：加强结构，设于所述安装盖上。

16、有益效果：通过在安装盖上设置加强结构，能够加强安装盖的刚度，进一步保证节点受到承载力时的稳定性。

17、在一种可选的实施方式中，所述加强结构包括：

18、第一加强部，与所述安装盖连接，并由所述开口向外延伸；

19、和/或，第二加强部，设于所述安装盖远离所述开口的一侧。

20、有益效果：通过将加强结构设置为包括第一加强部和第二加强部的形式，第一加强部设于安装盖的开口处，第二加强部设于安装盖远离开口的一侧，使得安装盖的两侧均能起到加强作用，保证了稳定性。

21、在一种可选的实施方式中，所述加强结构为加劲板。

22、在一种可选的实施方式中，所述安装空间的内壁设有聚四氟乙烯层；

23、和/或，所述第一连接结构为连接杆；和/或，所述第二连接结构为连接板。

24、有益效果：通过在安装空间的内壁设置聚四氟乙烯层，能够降低转动球相对安装空间转动时的摩擦系数，使得转动球的转动更加顺滑。

25、在一种可选的实施方式中，所述第一连接结构远离所述开口的端部在所述开口处的变形量为l，则：

26、l＝2rsin(θ/2)

27、其中，r为所述转动球的球心至所述第一连接结构远离所述开口的端部的距离；θ为所述第一连接结构偏移所述转动球水平轴向的最大角度。

28、第二方面，本发明还提供了一种具有万向转动节点的钢结构，包括：上述的万向转动节点。

29、有益效果：因为具有万向转动节点的钢结构包括上述的万向转动节点，具有与万向转动节点相同的效果，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种万向转动节点，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的万向转动节点，其特征在于，所述安装盖包括至少两个分体设置的盖接部，每个所述盖接部上设有安装部(4)，各个所述盖接部的所述安装部(4)拼接形成所述安装空间。

3.根据权利要求2所述的万向转动节点，其特征在于，所述盖接部设有两个，每个所述安装部(4)为弧形部，两个所述安装部(4)和所述开口共同组成球形状。

4.根据权利要求2所述的万向转动节点，其特征在于，所述盖接部包括盖板(5)，所述盖板(5)的一端与所述第二连接结构连接，另一端成型有所述安装部(4)。

5.根据权利要求4所述的万向转动节点，其特征在于，所述盖板(5)与所述第二连接结构通过螺栓连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的万向转动节点，其特征在于，所述转动球(1)为焊接球，所述第一连接结构与所述焊接球焊接。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的万向转动节点，其特征在于，所述万向转动节点包括：加强结构，设于所述安装盖上。

8.根据权利要求7所述的万向转动节点，其特征在于，所述加强结构包括：

9.根据权利要求7所述的万向转动节点，其特征在于，所述加强结构为加劲板。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的万向转动节点，其特征在于，所述安装空间的内壁设有聚四氟乙烯层(11)；

11.根据权利要求1-5中任一项所述的万向转动节点，其特征在于，所述第一连接结构远离所述开口的端部在所述开口处的变形量为l，则：

12.一种具有万向转动节点的钢结构，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及钢结构技术领域，公开了一种万向转动节点，包括：安装盖，所述安装盖包括安装空间和与所述安装空间连通的开口；转动球，设于所述安装空间内，适于相对所述安装空间转动；第一连接结构，一端与所述转动球固定连接在所述开口处；第二连接结构，一端与所述安装盖固定连接，另一端适于连接钢结构。通过在安装盖上设置安装空间和开口，安装空间内设置转动球，开口处固定连接第一连接结构，在节点受到承载力时，第一连接结构与转动球能够朝任意方向转动，释放任意方向的变形，减小节点及节点处构件的受力作用，使得节点处不会发生弯矩，避免节点及节点处构件承载力无法满足要求的问题，防止存在安全隐患。

技术研发人员：苏海丽,侯亚委,石鑫,刘学武,耿海强,张华松,马凯彬,李博,史丙成
受保护的技术使用者：华电重工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15