【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑工程技术的结构工程领域，具体涉及一种楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点及其装配方法。
技术介绍
1、铰接约束节点大量应用于建筑结构的轴向受力构件端部。力学上，为避免轴力构件受到附加弯矩作用，保障构件实际受力状态与结构分析模型相互吻合，需要将构件端部的弯矩约束完全释放。与该要求相对应的典型轴力构件端部节点，即销轴-耳板连接节点。
2、传统销轴-耳板连接节点通过在耳板上预先制孔，再将销轴穿孔而过，可实现节点的“零抗弯刚度”。当构件端部存在除耳板平面外的多轴转动需求时，可在耳板内孔与销轴之间增设关节轴承，形成“销轴-关节轴承-耳板”连接组件。
3、为保障施工中便于装配，对于单一平面内转动的“销轴-耳板”组件，需要将销轴外径设计为“略小于”耳板内孔直径，生成“暗缝”；而对于可多维转动的“销轴-关节轴承-耳板”组件，不仅需要保证销轴外壁与关节轴承转动件内壁之间的“暗缝”，还需要在关节轴承外壁与耳板内壁之间留设空间并填充非刚性材料，形成“虚缝”。
4、上述“暗缝”和“虚缝”的存在，引发了一个突出问题：节点组件之间的缝隙客观上缓释了组件之间的预接触关系，大幅削弱了组件之间的相对线位移约束能力。对于“轴力构件+节点组件”形成的组合体，其受力-变形行为由理想条件下的“①线弹性段→②屈服/屈曲段”转变为实际情况下的“①拟零刚度段→②线弹性段→③屈服/屈曲段”。
5、由节点缝隙导致的“轴力构件+节点组件”组合体力学行为的改变，很难被准确反映到结构的分析模型中。这客观上增加了结构整体分
6、除上述场景外，上述“暗缝”和“虚缝”的存在还会引发另一问题：当线型消能器(黏滞阻尼器、筒型黏弹性阻尼器等)被用作轴力构件以减控结构的地震/振动反应时，节点组件之间的缝隙会在一定程度上削减由主体结构传递至消能器的变形。这一问题导致消能器对主体结构的小幅振动很不敏感。当消能器被用作结构风振控制时，这一问题尤为凸显。
7、因此，采用新型节点构造消弭传统“销轴-耳板”连接装配的组件间隙，并保证节点的自由转动能力，是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、专利技术目的：为了解决现有技术所存在的问题，本专利技术提供了一种楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点及其装配方法，有效消除销轴、关节轴承、耳板内壁之间的“暗缝”和“虚缝”，实现对节点组件之间相对线位移的强约束，同时保留关节轴承的多维转动能力，达到对结构构件端部“释放转动、约束平动”的理想铰接约束效果。
2、技术方案：为达到上述目的，本专利技术可采用如下技术方案：一种楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点，包括：楔形销轴组合件、关节轴承、弧楔螺杆组和耳板；所述楔形销轴组合件穿设所述关节轴承；所述耳板套设于所述关节轴承外；所述耳板内壁为缓坡圆锥形，与关节轴承之间行成预留斜面空隙；所述弧楔螺杆组嵌于该预留斜面空隙内。
3、更进一步的，所述楔形销轴组合件包括楔形销轴和预制内螺纹套管；所述楔形销轴为变截面钢圆柱体。
4、更进一步的，所述楔形销轴截面半径收紧端的端部预制有外螺纹，与所述预制内螺纹套管相匹配。
5、更进一步的，所述关节轴承包括关节轴承转动件和关节轴承外圈。
6、更进一步的，所述关节轴承转动件的内壁为圆锥形，与所述楔形销轴组合件的楔面贴合，在楔形销轴组合件配合下实现销轴与关节轴承转动件的楔面顶紧。
7、更进一步的，所述关节轴承转动件的外壁为球面，所述关节轴承外圈的内壁为球面，与所述关节轴承转动件外壁滑动接触，释放转动约束。
8、更进一步的，所述弧楔螺杆组包括若干个弧楔螺杆，所述弧楔螺杆包括弧形楔钉和紧固螺杆；所述弧形楔钉预留有紧固孔，所述紧固螺杆穿过预留的紧固孔与所述耳板相连接。
9、更进一步的，所述耳板贯穿缓坡圆锥孔外沿孔径开设有若干耳板紧固孔，耳板可与任意轴力构件连接，其连接方式根据具体工况为工厂预制、现场焊接中的一种，所述任意轴力构件为支撑、连杆、拉索、黏滞阻尼器中的一种或多种。
10、更进一步的，所述耳板的缓坡圆锥孔边缘进行倒角处理，所述耳板内壁与所述关节轴承的外壁之间填充所述弧形楔钉，所述耳板紧固孔内螺纹与所述紧固螺杆相匹配，若干个弧楔螺杆组成弧楔螺杆组，共同工作，实现关节轴承与耳板的紧密结合。
11、本专利技术还公开了上述楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点的装配方法，包括如下步骤：
12、s1：预先将耳板内壁加工为缓坡圆锥，并根据实际应用场景开设若干紧固孔；
13、s2：将楔形销轴穿过关节轴承，将关节轴承转动件圆锥形内壁与楔形销轴的楔面贴合，连接预制内螺纹套管和楔形销轴并紧固，实现销轴与关节轴承转动件的楔面顶紧；
14、s3：将楔形销轴组合件和关节轴承所形成的组合体穿过耳板，并在耳板内壁与关节轴承外壁预留空隙之间填充特制弧楔螺杆；将紧固螺杆依次穿过弧楔栓钉和耳板预留紧固孔，紧固所有螺母，以实现“释放转动、约束平动”的连接目标。
15、有益效果：本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术通过机械加工手段与特制零件相互配合，有效消除销轴、关节轴承、耳板内壁之间的“暗缝”和“虚缝”，实现对节点组件之间相对线位移的强约束。(2)本专利技术所公开的楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点以传统销轴-耳板构造为基础，通过三个关键机械加工处理步骤，配合特制螺栓组件，实现销轴与耳板的紧密装配和自由转动。(3)本专利技术所属节点形式不影响关节轴承的多维转动能力，可以实现对结构构件端部“释放转动、约束平动”的理想铰接约束。
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1.一种楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点，其特征在于包括：楔形销轴组合件、关节轴承、弧楔螺杆组和耳板；所述楔形销轴组合件穿设所述关节轴承；所述耳板套设于所述关节轴承外；所述耳板内壁为缓坡圆锥形，与关节轴承之间行成预留斜面空隙；所述弧楔螺杆组嵌于该预留斜面空隙内。
2.根据权利要求1所述的楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点，其特征在于：所述楔形销轴组合件包括楔形销轴和预制内螺纹套管；所述楔形销轴为变截面钢圆柱体。
3.根据权利要求2所述的楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点，其特征在于：所述楔形销轴截面半径收紧端的端部预制有外螺纹，与所述预制内螺纹套管相匹配。
4.根据权利要求1所述的楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点，其特征在于：所述关节轴承包括关节轴承转动件和关节轴承外圈。
5.根据权利要求4所述的楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点，其特征在于：所述关节轴承转动件的内壁为圆锥形，与所述楔形销轴组合件的楔面贴合，在楔形销轴组合件配合下实现销轴与关节轴承转动件的楔面顶紧。
6.根据权利要求4所述的楔形销轴斜面向心
7.根据权利要求1所述的楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点，其特征在于：所述弧楔螺杆组包括若干个弧楔螺杆，所述弧楔螺杆包括弧形楔钉和紧固螺杆；所述弧形楔钉预留有紧固孔，所述紧固螺杆穿过预留的紧固孔与所述耳板相连接。
8.根据权利要求1或7所述的楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点，其特征在于：所述耳板贯穿缓坡圆锥孔外沿孔径开设有若干耳板紧固孔，耳板可与任意轴力构件连接，其连接方式根据具体工况为工厂预制、现场焊接中的一种，所述任意轴力构件为支撑、连杆、拉索、黏滞阻尼器中的一种或多种。
9.根据权利要求7所述的楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点，其特征在于：所述耳板的缓坡圆锥孔边缘进行倒角处理，所述耳板内壁与所述关节轴承的外壁之间填充所述弧形楔钉，所述耳板紧固孔内螺纹与所述紧固螺杆相匹配，若干个弧楔螺杆组成弧楔螺杆组，共同工作，实现关节轴承与耳板的紧密结合。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点的装配方法，其特征在于包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点，其特征在于包括：楔形销轴组合件、关节轴承、弧楔螺杆组和耳板；所述楔形销轴组合件穿设所述关节轴承；所述耳板套设于所述关节轴承外；所述耳板内壁为缓坡圆锥形，与关节轴承之间行成预留斜面空隙；所述弧楔螺杆组嵌于该预留斜面空隙内。
2.根据权利要求1所述的楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点，其特征在于：所述楔形销轴组合件包括楔形销轴和预制内螺纹套管；所述楔形销轴为变截面钢圆柱体。
3.根据权利要求2所述的楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点，其特征在于：所述楔形销轴截面半径收紧端的端部预制有外螺纹，与所述预制内螺纹套管相匹配。
4.根据权利要求1所述的楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点，其特征在于：所述关节轴承包括关节轴承转动件和关节轴承外圈。
5.根据权利要求4所述的楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点，其特征在于：所述关节轴承转动件的内壁为圆锥形，与所述楔形销轴组合件的楔面贴合，在楔形销轴组合件配合下实现销轴与关节轴承转动件的楔面顶紧。
6.根据权利要求4所述的楔形销轴斜面向心关节轴承胀紧型铰节点，其特征在于：所述关...
【专利技术属性】
技术研发人员：相阳，杨博，杨婷，胡大柱，孙飞飞，
申请(专利权)人：江苏蓝迅减震科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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