一种可竖向活动的立式设备钢结构支座的制作方法

本发明涉及机械装置及建筑结构领域，具体是指一种可竖向活动的立式设备钢结构支座。

背景技术：

1、工业立式设备常利用耳座和八字梁支撑于钢结构框架上。当设备运行在与环境温度有明显温差的条件下时，设备尺寸往往在长度方向上有改变。以焚烧系统的二燃室为例，直径4m，高度20m左右的设备自重可达三百余吨，工作状态热膨胀变形可达15cm。

2、此类设备常采用单层耳座支承的形式，通过系统预留的变形空间抵消相应不利影响。当设备自重过大、高度过高时，该种结构布置不利于结构承重和整体抗震设计。而考虑多层耳座布置时，设备的温度作用变形又不可忽略。若以钢结构框架强行对抗变形，则结构内应力较大且情况复杂，计算没有依据。同时，因为单个耳座荷载较大、支承空间有限，远超一般弹簧支座的调节能力。

3、本发明所要解决的技术问题是，满足特定设备对支撑结构的要求(分散荷载布置，应对结构变形)，提供一种可分层布置、具备可靠支撑和变形回复能力的设备支座。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种可竖向活动的立式设备钢结构支座。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种可竖向活动的立式设备钢结构支座，包括上弦平面、下弦平面，所述上弦平面、下弦平面之间为伸缩调节空间，伸缩调节空间内设有形变支撑结构，形变支撑结构通过形变改变上弦平面与下弦平面间的支撑间距；上弦平面、下弦平面与形变支撑结构组成空间桁架结构；

3、所述形变支撑结构包括多个桁架单元，桁架单元呈八字形设置，桁架单元的上端铰接在上弦平面的下侧，桁架单元的两个下端分别滑动设置在下弦平面上。

4、进一步的，所述上弦平面包括设备支撑梁，所述下弦平面包括型钢梁组成的支撑轨；所述形变支撑结构包括腹杆、弹簧支座组合梁，每个所述桁架单元设有两个腹杆，两个腹杆呈八字形设置，设备支撑梁下端面设有双铰接座，两个腹杆上端分别与双铰接座铰接，所述弹簧支座组合梁设置在支撑轨内，所述弹簧支座组合梁包括弹簧组、滑块部，所述滑块部滑动连接设置在支撑轨内，所述腹杆的下端与滑块部相铰接。

5、进一步的，所述弹簧组包括拉弹簧和压弹簧，桁架单元内的两个滑块部之间设置拉弹簧，相邻两个桁架单元之间的相互靠近的两个滑块部之间设置压弹簧。

6、进一步的，所述上弦平面包括四条设备支撑梁围成的矩形状框架，所述下弦平面包括四条支撑轨围成的矩形状框架，每条相对应的设备支撑梁与矩形框架之间均匀排列设有多个桁架单元，形成围绕在立式设备四周的空间桁架结构。

7、进一步的，所述滑块部包括挡板、支撑板、加劲肋、压板和销轴耳板，所述支撑板为均匀间隔设有多个，支撑板与支撑轨的长度方向相平行设置，支撑板的两端部固定设有挡板，挡板的形状与支撑轨的内部轨道截面形状相配合，所述支撑板的侧部在纵向方向上水平分布有多条加劲肋，所述加劲肋之间形成容置腔室；支撑板的上沿伸出支撑轨设有压板，所述压板上固定设有销轴耳板，所述腹杆的下端与销轴耳板铰接。

8、进一步的，所述支撑轨由两条工字钢平行对称设置形成，两条工字钢相对的凹槽围成支撑轨，两条工字钢相间隔形成上轨槽口，所述支撑板上侧由上轨槽口伸出使压板与上轨面之间设置滑动层。

9、进一步的，所述滑动层采用聚四氟乙烯板或石墨粉，所述滑动层形成于压板与上轨面相互靠近一侧端面。

10、进一步的，所述滑块部内设有多个循环滚珠结构，所述循环滚珠结构包括循环轨道、滚珠本体，所述循环轨道内填充若干滚珠本体。

11、一种可竖向活动的立式设备钢结构支座的设计方法，包括以下步骤：

12、s1：初步确定构件截面，确定荷载，根据结构布置确定设备支耳布置标高及层数，计算桁架杆件内力，初步确定各杆件截面选型；

13、s2：变形计算，计算确定设备的竖向变形量设计值δh，得到支座弹簧变形量设计值δl；根据结构初末状态，计算支座结构变形后杆件内力，得出弹簧组水平内力差值δfh，

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15、s3：确定选型，根据δfh和δl，确定弹簧劲力系数k，结合结构布置确定弹簧选型。根据变形后构件内力验算荷载，并调整节点细节，最终确定构件截面尺寸，

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17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、1、本发明钢结构支座用于支承和固定设备的耳座，将设备荷载和竖向形变通过腹杆传递至弹簧支座组合梁，立式设备在热胀冷缩时伸长或缩短变化时，由长度变化引发荷载变化，从而由腹杆经滑块部传递给弹簧组。弹簧组通过弹簧的压缩和伸长，完成变形并保持桁架的承载能力。

19、2、本发明在立式设备的外周围绕设置桁架单元，并且使桁架单元组成形变支撑结构与上弦平面、下弦平面构成空间桁架结构，不仅给立式设备提供了竖向活动的支撑，而且该空间桁架结构具有良好的侧向稳定性，从而可以给设备提供良好的支撑。

20、3、本发明钢结构支座安装配合设备的钢结构框架基础使用，可在钢结构框架上分多层布置本钢结构支座，用以分散对立式设备的荷载，优化结构布置；当设备产生变形时，不同标高的钢结构支座荷载发生变化，立式设备的耳座带动钢结构支座竖向运动，同时钢结构支座对立式设备提供支撑。

技术特征：

1.一种可竖向活动的立式设备钢结构支座，其特征在于，包括上弦平面(2)、下弦平面(3)，所述上弦平面(2)、下弦平面(3)之间为伸缩调节空间(4)，伸缩调节空间(4)内设有形变支撑结构(5)，形变支撑结构(5)通过形变改变上弦平面(2)与下弦平面(3)间的支撑间距；上弦平面(2)、下弦平面(3)与形变支撑结构(5)组成空间桁架结构(6)；

2.根据权利要求1所述的一种可竖向活动的立式设备钢结构支座，其特征在于，所述上弦平面(2)包括设备支撑梁(8)，所述下弦平面(3)包括型钢梁组成的支撑轨(9)；所述形变支撑结构(5)包括腹杆(10)、弹簧支座组合梁(11)，每个所述桁架单元(7)设有两个腹杆(10)，两个腹杆(10)呈八字形设置，设备支撑梁(8)下端面设有双铰接座(12)，两个腹杆(10)上端分别与双铰接座(12)铰接，所述弹簧支座组合梁(11)设置在支撑轨(9)内，所述弹簧支座组合梁(11)包括弹簧组、滑块部(13)，所述滑块部(13)滑动连接设置在支撑轨(9)内，所述腹杆(10)的下端与滑块部(13)相铰接。

3.根据权利要求2所述的一种可竖向活动的立式设备钢结构支座，其特征在于，所述弹簧组包括拉弹簧(14)和压弹簧(15)，桁架单元(7)内的两个滑块部(13)之间设置拉弹簧(14)，相邻两个桁架单元(7)之间的相互靠近的两个滑块部(13)之间设置压弹簧(15)。

4.根据权利要求2所述的一种可竖向活动的立式设备钢结构支座，其特征在于，所述上弦平面(2)包括四条设备支撑梁(8)围成的矩形状框架，所述下弦平面(3)包括四条支撑轨(9)围成的矩形状框架，每条相对应的设备支撑梁(8)与矩形框架之间均匀排列设有多个桁架单元(7)，形成围绕在立式设备四周的空间桁架结构(6)。

5.根据权利要求2-4任一项所述的一种可竖向活动的立式设备钢结构支座，其特征在于，所述滑块部(13)包括挡板(16)、支撑板(17)、加劲肋(18)、压板(19)和销轴耳板(20)，所述支撑板(17)为均匀间隔设有多个，支撑板(17)与支撑轨(9)的长度方向相平行设置，支撑板(17)的两端部固定设有挡板(16)，挡板(16)的形状与支撑轨(9)的内部轨道截面形状相配合，所述支撑板(17)的侧部在纵向方向上水平分布有多条加劲肋(18)，所述加劲肋(18)之间形成容置腔室(31)；支撑板(17)的上沿伸出支撑轨(9)设有压板(19)，所述压板(19)上固定设有销轴耳板(20)，所述腹杆(10)的下端与销轴耳板(20)铰接。

6.根据权利要求5所述的一种可竖向活动的立式设备钢结构支座，其特征在于，所述支撑轨(9)由两条工字钢(21)平行对称设置形成，两条工字钢(21)相对的凹槽围成支撑轨(9)，两条工字钢(21)相间隔形成上轨槽口(22)，所述支撑板(17)上侧由上轨槽口(22)伸出使压板(19)与上轨面之间设置滑动层(23)。

7.根据权利要求6所述的一种可竖向活动的立式设备钢结构支座，其特征在于，所述滑动层(23)采用聚四氟乙烯板或石墨粉，所述滑动层(23)形成于压板(19)与上轨面相互靠近一侧端面。

8.根据权利要求6所述的一种可竖向活动的立式设备钢结构支座，其特征在于，所述滑块部(13)内设有多个循环滚珠结构(24)，所述循环滚珠结构(24)包括循环轨道(25)、滚珠本体(26)，所述循环轨道(25)内填充若干滚珠本体(26)。

9.一种可竖向活动的立式设备钢结构支座的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种可竖向活动的立式设备钢结构支座，包括上弦平面、下弦平面，上弦平面、下弦平面之间为伸缩调节空间，伸缩调节空间内设有形变支撑结构；上弦平面、下弦平面与形变支撑结构组成空间桁架结构；形变支撑结构包括多个桁架单元，桁架单元呈八字形设置，桁架单元的上端铰接在上弦平面的下侧，桁架单元的两个下端分别滑动设置在下弦平面上。本发明钢结构支座用于支承和固定设备的耳座，将设备荷载和竖向形变通过腹杆传递至弹簧支座组合梁，立式设备在热胀冷缩时伸长或缩短变化时，由长度变化引发荷载变化，从而由腹杆经滑块部传递给弹簧组。弹簧组通过弹簧的压缩和伸长，完成变形并保持桁架的承载能力。

技术研发人员：张阳,张小荣,胡孙,王小峰,张永良
受保护的技术使用者：中船绿洲环保（南京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15