专利名称：大抗拔力可滑移球铰支座的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑领域的球铰支座，具体是指一种大抗拔力可滑移球铰支 座，该球铰支座具有很好的抗压、抗拔能力。
背景技术：
在楼房或桥梁等建筑结构中均需要设置支座，通常状况下支座受到上部建筑 结构的载荷力为向下的垂直载荷力，因此要求支座要具备良好的抗压能力，目前 建筑结构中的支座都能够满足这一基本要求。
但是在某些场合或情况下，支座受到上部建筑结构的载荷力为上、下震动的 垂直载荷力，或者由于上部建筑结构的变形而引起支座受到的载荷力在垂直方向 上会产生相对偏移，这就需要支座不但要具备良好的抗压能力，同时也要具有良 好的抗拔能力，并且在受到交变的载荷力作用时能够进行滑移调整，能够减轻或 消除上部建筑结构的变形对下部建筑结构的影响。
ZL200620041016.8公开了一种抗拉球型支座，该球型支座的抗拉部件包括顶 板、球冠衬板、连接螺母、球窝柱体和底座，连接螺母将球冠衬板和球窝柱体连 接，球窝柱体置于底座中，通过球窝座肩部的球面和连接螺母内圈的球面构成支 座的承受拉力的球面结构。上述抗拉结构中受拉件通过连接螺母相连，在受到大 拔力作用下容易造成零件失效，发生危险。
中国申请号为200710099429.0的申请文件公开了一种竖向抗拔型摩擦摆支座，该支 座具有上部盖板，上部盖板由固定连接成一体的上连接钢板和下挡i央组成，在上连擦冈板 和下挡块之间设置有抗拔挡块，起到抗拔效果。该申请中的抗拔挡板定位困难，容易发生 位置偏移，支座抗拔结构中的各^件之间均为刚性接触，，难以在受到交变载荷力作 用时作适应性的滑移，容易导致应力集中。
综上所述，目前尚未有令人满意的具有舰、抗拔能力且可滑移的球铰支座。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有良好抗压、抗拔能力的大抗拔力可滑移球铰支 座，可广泛应用到楼房、桥梁等建筑结构中。本发明的上述目的通过如下技术方案来实现的大抗拔力可滑移球铰支座， 它包括底座、顶板、支座底板、球铰支撑结构、传力件、抗拔件，其中，球铰支 撑结构位于底座中，其特征在于所述底座与顶板合为一个整体，构成支座壳体， 所述的支座底板位于支座壳体的下方并与之固定相连，所述的支座壳体具有内腔， 所述的球铰支撑结构、传力件和抗拔件均位于所述支座壳体的内腔内，其中，所 述的球铰支撑结构位于内腔底部，并承托在支座底板上，其顶面支承所述的传力 件，所述的传力件由底座和竖向的主体形成整体的"丄"形结构，所述的抗拔件 套在所述传力件的竖向主体上，且承托在所述传力件的底座上，所述抗拔件的上 表面由所述支座壳体顶部的内表面限位，所述传力件的竖向主体从所述的抗拔件 和支座壳体的顶面穿出，用于与其它建筑件连接。
本发明球铰支座中的球铰支撑结构具有良好的抗压能力，支座壳体为底座和 '顶板一体铸造成型的整体结构，受力可靠，当所述的传力件因竖向主体与建筑构 件连接而可能受到向上的拉拔力作用时，通过抗拔件将力传递给支座壳体，支座 壳体再通过与之相连的支座底板将力传递给其连接的建筑体，从而消除传力件所 受到的拔力，因此本发明球铰支座还具有抗大拔力的能力。
本发明球铰支座可做成双向滑动支座或者单向滑动支座，以满足不同的受力 需要。
当本发明球铰支座做成双向滑动支座时，其采用如下结构所述传力件底座 的外缘轮廓面和所述支座壳体的内壁面之间在左右向(X向)和前后向(Z向)均留有 可供传力件移动的滑动间隙，即所述的传力件可双向滑动。
当本发明球铰支座做成单向滑动支座时，其采用如下结构所述传力件底座 的外缘轮廓面和所述支座壳体的内壁面之间只在左右向(X向)或者前后向(Z向)留 有可供传力件移动的滑动间隙，而在前后向(Z向)或者左右向(X向)只留有2
4mm的转动间隙，即所述的传力件可单向滑动。
本发明的球铰支座中，所述的支座壳体为由底座与顶板整体铸造成型的结构 单元，所述的底座为柱形底座，其由中空柱体与位于柱体底面的环形底座板构成， 顶板位于柱形底座的柱体顶面，中空柱体环向还设置有起加强筋作用的环向抗剪 组件和径向抗剪组件，所述的顶板也就是支座壳体的壳体顶板，所述的壳体顶板 开有可供所述传力件的主体穿出的孔，所述支座壳体的壳体顶板的内表面和所述 抗拔件的上表面之间留有间隙。本发明中，所述抗拔件的上表面由所述支座壳体顶部的内表面限位，所述壳 体顶板上的孔的孔径尺寸小于所述抗拔件顶端外缘轮廓尺寸，通过两者之间存在 的尺寸差，支座壳体将抗拔件限位在其内腔内。
本发明可以做如下改进所述抗拔件的上表面还设置有带储油脂的聚四氟乙 烯滑动片，所述壳体顶板的内表面与所述聚四氟乙烯滑动片相对应位置处设置有 不锈钢滑动片，所述的聚四氟乙烯滑动片和不锈钢滑动片之间留有2 6mm的间 隙，当抗拔件受到向上的拔力作用时，所述的聚四氟乙烯滑动片和不锈钢滑动片 相接触，两者构成抗拔件和支座壳体的滑动摩擦机构。
本发明还可以做以下进一步的改进所述抗拔件的上部可与壳体顶板接触的 顶面为平板结构，其下部为下凸型的球缺结构，所述传力件的底座具有与所述抗 拔件下凸型的球缺结构相适配的上凹型的球缺结构，两者的接触面为球面接触， 且球铰支撑结构与传力件和抗拔件球缺的中心线重合，以保证本发明球铰支座在 抗拉时的转动中心与抗压时的转动中心基本重合，承受交变动荷载时受力连续， 避免或者减少抗拔件与传力件之间产生转动的约束力矩和两者的接触面应力的集 中，并基本消除次弯矩。
所述抗拔件下凸型的球缺结构的表面还镀有镀铬层，所述传力件底座的上凹 型的球缺结构表面还设置有带储油脂的聚四氟乙烯滑动片，所述的镀铬层和所述 的聚四氟乙烯滑动片构成抗拔件和传力件的滑动摩擦机构。抗拔件和传力件之间 具有良好的润滑效果，壁面两部件在滑移中产生应力集中。
本发明中，所述的球铰支撑结构由上球铰支撑件和下球铰支撑件组成，其中， 下球铰支撑件承托在支座底板上，上球铰支撑件承托所述传力件，所述上球铰支 撑件的下部为下凸型的球缺结构，所述下球铰支撑件的上部为与所述上球铰支撑 件下凸型的球缺结构相适配的上凹型的球缺结构，两者的接触面为球面接触。
所述上球铰支撑件和下球铰支撑件的接触面之间还设置有带储油脂的聚四氟 乙烯滑动片，所述的下球铰支撑件和所述支座壳体的内壁面之间环绕设置有具有 减震功能的氯磺化橡胶层。
与现有技术相比，本发明的优点为
(1)本发明球铰支座中的支座壳体为底座和顶板一体铸造成型的整体结构，抗 拉组件支承在整体铸造的支座外壳上，受力可靠，当所述的传力件因竖向主体与建筑构件连接而可能受到向上的拉拔力作用时，通过抗拔件将力传递给支座壳体， 由于抗拔接触面大，因此本发明球铰支座还具有抗大拔力的能力。
(2)本发明球铰支座的抗拔零件间均设有滑动片，摩擦力矩较小，因而转动 性能更接近铰接支座，抗拉球铰接触面处设置了带储油脂的PTFE(聚四氟乙烯)滑 动片，是目前摩擦系数最小的滑动片，具有良好的滑动效果；
(3) 本发明球铰支座的传力件与抗拔件采用球面接触结构，且球铰支撑结构与 传力件和抗拔件球缺的中心线重合，以保证本发明球铰支座在抗拉时的转动中心 与抗压时的转动中心基本重合，偏差很小，承受交变动荷载时受力连续，便于结 构力学计算，并且可以避免或者减少抗拔件与传力件之间产生转动的约束力矩和 两者的接触面应力的集中，并基本消除次弯矩。
(4) 本发明球铰支座可以单向或双向滑动，以满足不同的受力需要。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步的详细描述。
图1是本发明大抗拔力可滑移球铰支座实施例一施工结构示意图2是本发明大抗拔力可滑移球铰支座实施例一分解结构示意图3是本发明大抗拔力可滑移球铰支座实施例一整体结构主视剖视图4是图3的A向局部放大图5是本发明大抗拔力可滑移球铰支座实施例一整体结构左视剖视图6是图5的B向局部放大图7是图5的C向局部放大图8是本发明大抗拔力可滑移球铰支座实施例一中支座壳体的俯视图； 图9是图8的A—A剖面图10是图9的D向局部放大图11是图8的B—B剖面图12是图11的E向局部放大图13是本发明大抗拔力可滑移球铰支座实施例一中抗拔件的俯视图； 图14是图13的C一C剖面图； 图15是图13的D—D剖面图； 图16是图15的F向局部放大图；图17是本发明大抗拔力可滑移球铰支座实施例一中传力件的俯视图18是图17的E — E剖面图19是图18的G向局部放大图20是图17的F — F剖面图21是图20的H向局部放大图22是本发明大抗拔力可滑移球铰支座实施例二整体结构主视剖视图； 图23是本发明大抗拔力可滑移球铰支座实施例一整体结构左视剖视图。
具体实施方式
实施例一
如图1至图21所示的大抗拔力可滑移球铰支座，它包括支座壳体l、支座底 板6、球铰支撑结构、传力件3和抗拔件2，支座壳体l、支座底板6、球铰支撑 结构、传力件3和抗拔件2的中心线均相重合，支座底板6位于支座壳体1下方 并与之固定相连，支座底板6用于与预埋在钢筋混凝土内的抗剪件10相连。
支座壳体1为一个由底座和壳体顶板11整体铸造成型的结构单元，受力可靠， 其中，底座为柱形底座，其由中空柱体与位于柱体底面的环形底座板14构成，壳 体顶板11位于柱形底座的柱体顶面，中空柱体环向还设置有起加强筋作用的环向 抗剪组件12和径向抗剪组件13，壳体顶板11开有可供传力件3穿出的孔lla。
支座壳体l具有内腔，球铰支撑结构、传力件3和抗拔件2均位于支座壳体1 的内腔内，其中，球铰支撑结构位于内腔底部，并承托在支座底板6上其顶面支 承传力件3，传力件3由底座31和竖向(Y向)的主体32形成整体的"丄"形结构， 抗拔件2套在传力件的竖向主体32上，且承托在传力件3的底座31上，传力件 的竖向主体32从抗拔件2和支座壳体1的孔lla穿出，用于与位于其上部的建筑 件9相连，壳体顶板11上的孔lla的孔径尺寸小于所述抗拔件2顶端外缘轮廓尺 寸，通过两者之间存在的尺寸差，支座壳体1将抗拔件2限位在其内腔内，即当 抗拔件2受到向上的拔力作用时，不会从支座壳体l内脱出。
抗拔件2的中部开有可供传力件的主体32穿过的中心孔，其上部可与壳体顶 板11接触的顶面为平板结构，该平板结构的上表面还设置有带储油脂的聚四氟乙 烯滑动片2a，壳体顶板ll的内表面与聚四氟乙烯滑动片相对应位置处设置有不锈 钢滑动片llb，聚四氟乙烯滑动片2a和不锈钢滑动片11b之间留有4mm的间隙，当抗拔件2受到向上(Y向)的拔力作用时，聚四氟乙烯滑动片2a和不锈钢滑动片 llb相接触，两者构成抗拔件2和支座壳体1的滑动摩擦机构，聚四氟乙烯滑动片 摩擦系数小，与不锈钢滑动片配合使用具有极好的滑动效果。
抗拔件2的下部为下凸型的球缺结构，传力件3的底座31具有与抗拔件下凸 型的球缺结构相适配的上凹型的球缺结构，抗拔件下凸型的球缺结构的表面还镀 有镀铬层2b，传力件底座31的上凹型的球缺结构表面还设置有带储油脂的聚四氟 乙烯滑动片3a，镀铬层2b和聚四氟乙烯滑动片3a构成抗拔件2和传力件3的滑 动摩擦机构，减少两部件之间的接触摩擦力。
传力件底座31的外缘轮廓面在前后向(Z向)设置有不锈钢滑动片3b，支座壳 体1与该不锈钢滑动片3b相邻的内壁面设置有聚四氟乙烯滑动片2a，传力件底座 31和支座壳体1在左右向(X向)留有可供传力件3移动的滑动间隙，而在前后向(Z 向)只留有4mm的转动间隙，即传力件3只能沿左右向(X向)作单向滑动，不能沿 前后向(Z向)滑动，也即本实施例中的支座为单向滑动支座。
球铰支撑结构由上球铰支撑件4和下球铰支撑件5组成，其中，下球铰支撑 件5承托在支座底板6上，上球铰支撑件4承托传力件3，并且上球铰支撑件4和 传力件3之间还设置有滑动片，减少传力件3的滑移摩擦力，上球铰支撑件4的 下部为下凸型的球缺结构，下球铰支撑件5的上部为与上球铰支撑件下凸型的球 缺结构相适配的上凹型的球缺结构，上球铰支撑件4和下球铰支撑件5的接触面 之间还设置有带储油脂的聚四氟乙烯滑动片7，起到润滑效果，使得球铰支座受压 转动时，其转动性能更接近铰接支撑，下輝铰支撑件5和支座壳体1的内壁面之 间还环绕设置有具有减震功能的氯磺化橡胶层8，增强球铰支座的抗震、减震功能。
实施例二
如图22、图23所示的大抗拔力可滑移球铰支座，和实施例一不同的是，本实 施例的传力件底座31的外缘轮廓面和支座壳体l的内壁面之间在左右向(X向)和前 后向(Z向)均留有可供传力件3移动的滑动间隙，传力件3可双向滑动，即本实施 例中的支座为双向滑动支座，满足不同的受力需要。
权利要求
1. 大抗拔力可滑移球铰支座，它包括底座、顶板、支座底板(6)、球铰支撑结构、传力件(3)、抗拔件(2)，其中，球铰支撑结构位于底座中，其特征在于所述底座与顶板合为一个整体，构成支座壳体，所述的支座底板(6)位于支座壳体(1)的下方并与之固定相连，所述的支座壳体(1)具有内腔，所述的球铰支撑结构、传力件(3)和抗拔件(2)均位于所述支座壳体(1)的内腔内，其中，所述的球铰支撑结构位于内腔底部，并承托在支座底板(6)上，其顶面支承所述的传力件(3)，所述的传力件(3)由底座(31)和竖向的主体(32)形成整体的“⊥”形结构，所述的抗拔件(2)套在所述传力件的竖向主体(32)上，且承托在所述传力件的底座(31)上，所述抗拔件(2)的上表面由所述支座壳体(1)顶部的内表面限位，所述传力件的竖向主体(32)从所述的抗拔件(2)和支座壳体(1)的顶面穿出，用于与其它建筑件连接。
2. 根据权利要求l所述的大抗拔力可滑移球铰支座，其特征在于所述传力 件底座(31)的外缘轮廓面和所述支座壳体(1)的内壁面之间在左右向(X向)和前后向 (Z向)均留有可供传力件(3)移动的滑动间隙，即所述的传力件(3)可双向滑动。
3. 根据权利要求1所述的大抗拔力可滑移球铰支座，其特征在于所述传力 件底座(31)的外缘轮廓面和所述支座壳体(1)的内壁面之间只在左右向(X向)或者前 后向(Z向)留有可供传力件移动的滑动间隙，而在前后向(Z向)或者左右向(X向)只 留有2 4mm的转动间隙，即所述的传力件(3)可单向滑动。
4. 根据权利要求1所述的大抗拔力可滑移球铰支座，其特征在于所述的支 座壳体(l)为由底座和顶板整体铸造成型的结构单元，所述的底座为柱形底座，其 由中空柱体与位于柱体底面的环形底座板(14)构成，顶板位于柱形底座的柱体顶 面，中空柱体环向还设置有起加强筋作用的环向抗剪组件(12)和径向抗剪组件(13)， 所述的顶板也就是支座壳体的壳体顶板(ll)，所述的壳体顶板(ll)开有可供所述传 力件(3)的主体(32)穿出的孔(lla)，所述支座壳体(l)的壳体顶板(ll)的内表面和所述 抗拔件(2)的上表面之间留有间隙。
5. 根据权利要求4所述的大抗拔力可滑移球铰支座，其特征在于所述壳体 顶板(ll)上的孔(lla)的孔径尺寸小于所述抗拔件(2)顶端外缘轮廓尺寸，两者之间存 在尺寸差，支座壳体(1)将抗拔件(2)限位在其内腔内。
6. 根据权利要求5所述的大抗拔力可滑移球铰支座，其特征在于所述抗拔 件(2)的上表面还设置有带储油脂的聚四氟乙烯滑动片(2a)，所述壳体顶板(ll)的内 表面与所述聚四氟乙烯滑动片相对应位置处设置有不锈钢滑动片(llb)，所述的聚 四氟乙烯滑动片(2a)和不锈钢滑动片(llb)之间留有2 6mm的间隙，当抗拔件(2) 受到向上的拔力作用时，所述的聚四氟乙烯滑动片(2a)和不锈钢滑动片(llb)相接 触，两者构成抗拔件(2)和支座壳体(1)的滑动摩擦机构。
7. 根据权利要求6所述的大抗拔力可滑移球铰支座，其特征在于所述抗拔 件(2)的上部可与壳体顶板(11)接触的顶面为平板结构，其下部为下凸型的球缺结 构，所述传力件的底座(31)具有与所述抗拔件下凸型的球缺结构相适配的上凹型的 球缺结构，两者的接触面为球面接触。
8. 根据权利要求7所述的大抗拔力可滑移球铰支座，其特征在于所述抗拔 件下凸型的球缺结构的表面还镀有镀铬层(2b)，所述传力件底座(31)的上凹型的球 缺结构表面还设置有带储油脂的聚四氟乙烯滑动片(3a)，所述的镀铬层(2b)和所述 的聚四氟乙烯滑动片(3a)构成抗拔件(2)和传力件(3)的滑动摩擦机构。
9. 根据权利要求1至8任一所述的大抗拔力可滑移球铰支座，其特征在于 所述的球铰支撑结构由上球铰支撑件(4)和下球铰支撑件(5)组成，其中，下球铰支 撑件(5)承托在所述支座底板(6)上，上球铰支撑件(4)承托所述传力件(3)，所述上球 铰支撑件(4)的下部为下凸型的球缺结构，所述下球铰支撑件(5)的上部为与所述上 球铰支撑件下凸型的球缺结构相适配的上凹型的球缺结构，两者的接触面为球面 接触。
10. 根据权利要求9所述的大抗拔力可滑移球铰支座，其特征在于所述上球铰支撑件(4)和下球铰支撑件(5)的接触面之间还设置有带储油脂的聚四氟乙烯滑动 片(7)，所述的下球铰支撑件(5)和所述支座壳体(1)的内壁面之间环绕设置有具有减 震功能的氯磺化橡胶层(8)。
全文摘要
一种大抗拔力可滑移球铰支座，它包括底座、顶板、支座底板、球铰支撑结构、传力件、抗拔件，其中，球铰支撑结构位于底座中，底座与顶板合为一个整体，构成支座壳体，支座底板位于支座壳体的下方并与之固定相连，支座壳体具有内腔，球铰支撑结构、传力件和抗拔件均位于支座壳体的内腔内，其中，球铰支撑结构位于内腔底部，并承托在支座底板上，其顶面支承传力件，传力件由底座和竖向的主体形成整体的“⊥”形结构，抗拔件套在传力件的竖向主体上，且承托在传力件的底座上，抗拔件的上表面由支座壳体顶部的内表面限位，传力件的竖向主体从抗拔件和支座壳体的顶面穿出，用于与其它建筑件连接。本发明具有大抗拔力，适用于建筑结构。
文档编号E04H9/02GK101289833SQ200810028148
公开日2008年10月22日 申请日期2008年5月19日 优先权日2008年5月19日
发明者伍国华, 何锦超, 廖旭钊, 李恺平, 李桢章, 蔡晓宝, 谭开伟 申请人:广东省建筑设计研究院