一种X梁Y形柱房屋系统及应用于该系统的万向铰接装置

摘要

本发明提供了一种X梁Y形柱房屋系统，包括X形钢屋主梁和Y形钢柱。还提供了一种应用于所述的X梁Y形柱房屋系统的万向铰接装置，包括球铰铸件，支座，以及设置在所述支座上端面的盖板，所述球铰铸件是由球状铸件和底部铸件两部分组成的一体结构，所述球状铸件嵌入所述支座内部，所述盖板外边缘焊接于支座，用于阻止所述球状铸件从所述支座内部掉出，所述支座底部端面焊接于Y形钢柱，所述底部铸件顶部端面焊接于X形钢屋主梁。该万向铰接装置能完全释放铰接节点的任意方向弯矩，还能传递任意方向剪力和竖向力。解决了大跨度、倾斜度的柱顶与主梁铰接时易造成铰节节点残余弯矩太大，不能被完全释放的技术难题，进一步保证建筑的安全稳定。

说明书

技术领域

本发明涉及一种X梁Y形柱房屋系统及应用于该系统的万向铰接装置，属于建筑工程技术领域。

背景技术

现代钢结构建筑中，经常会出现需要柱顶与梁铰接的结构，目前对于此种铰接节点连接的设计大多数是通过螺栓来达到近似铰接节点的要求，螺栓除了传递所有的剪力外，也传递未被释放的面内面外少量的弯矩。随着社会经济的发展，越来越多的大跨度，倾斜的柱顶与梁铰接的结构出现，在此类结构中，采用设置少量螺栓来达到近似铰接节点的方式已达不到目前铰接的要求，因为在此类结构的节点上，节点转角较大，总弯矩大，如用螺栓连接铰接节点，其未被释放的弯矩可以大到足已让螺栓被破坏。因此对于此类特殊的结构，须有一种新的连接装置，能将铰接节点的面内面外弯矩完全释同时又有足够强度传递任意方向剪力和竖向力。

发明内容

本发明的目的是提供解决上述问题的一种X梁Y形柱房屋系统及应用于该系统的万向铰接装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种X梁Y形柱房屋系统，包括X形钢屋主梁和Y形钢柱，所述X形钢屋主梁对应其数量两倍的所述Y形钢柱，Y形钢柱上端的两个分支钢柱分别相应地铰接在X形钢屋主梁的四个分支梁上，所述Y形钢柱之间相互平行，所述Y形钢柱垂直于地面。

一种应用于所述的X梁Y形柱房屋系统的万向铰接装置，包括球铰铸件，支座，以及设置在所述支座上端面的盖板，所述球铰铸件是由球状铸件和底部铸件两部分组成的一体结构，所述球状铸件嵌入所述支座内部，所述盖板外边缘焊接于支座，用于阻止所述球状铸件从所述支座内部掉出，所述支座底部端面通过柱连接焊缝焊接于Y形钢柱，所述底部铸件顶部端面通过梁连接焊缝焊接于X形钢屋主梁。

进一步地，所述球铰铸件、所述支座和所述盖板是钢铸件或钢锻件。

进一步地，所述盖板是由两个半圆环组成的圆环型盖板，所述盖板的内圆直径与所述球状铸件和底部铸件连接端面的直径相当。

进一步地，所述盖板的内圆直径小于所述球状铸件的球形直径。

进一步地，所述球状铸件与支座为球面接触。

本发明的有益效果主要体现在：所述的万向铰接装置能完全释放铰接节点的任意方向弯矩，还能传递任意方向剪力和竖向力，解决了大跨度、大倾斜度的柱顶与主梁铰接时易造成铰节节点残余弯矩太大，不能被完全释放的技术难题，进一步保证建筑的安全稳定。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1是图2中A的局部放大图。

图2是X梁Y形柱房屋系统的示意图。

其中

1球状铸件2底部铸件3支座4盖板5Y形钢柱6X形钢屋主梁7柱连接焊缝8梁连接焊缝  

具体实施方式

请参阅图1和图2，本实用型性的X梁Y形柱房屋系统，包括X形钢屋主梁6和Y形钢柱5，两根Y形钢柱5对应单个X形钢屋主梁6，两根Y形钢柱5上端的两个分支钢柱、分别对应地通过连接装置铰接在X形钢屋主梁6的四个分支梁上，两根Y形钢柱5相互平行，且垂直于地面，支撑整个房屋重量。这样能在不影响美观的前提下更多地节省钢材。

为了实现X梁Y形柱房屋系统，请参阅图1，本发明还揭示了一种应用于X梁Y形柱房屋系统的万向铰接装置，包括球铰铸件，支座3，设置在支座3上端面的盖板4，球铰铸件由球状铸件1和底部铸件2组成，盖板4是由两个半圆环组成的圆环型盖板。球状铸件1嵌入支座3内部，盖板4外边缘焊接于支座3上，用于阻止所述球状铸件1从所述支座3内部掉出，支座3底部端面通过柱连接焊缝7焊接于Y形钢柱5，底部铸件2顶部端面通过梁连接焊缝8焊接于X形钢屋主梁6。

X形钢屋主梁6上的竖向力和轴向力，通过与底部铸件2上部的梁连接焊缝8传递给球状铸件1成为球状铸件1和底部铸件2的竖向力和剪力，由于球状铸件1可在钢铸件支座3内任意转动，X形钢屋主梁6在该装置处的弯矩会被释放掉，球状铸件1和底部铸件2上的剪力和竖向力传给支座3，支座3再通过与Y形钢柱5连接的柱连接焊缝7将剪力和竖向力传给Y形钢柱5。

Y形钢柱5上的剪力在柱顶通过柱连接焊缝7传递给支座3，支座3再传给球球状铸件1和底部铸件2，球状铸件1和底部铸件2上的剪力再通过梁连接焊缝8传给X形钢屋主梁6，由于球状铸件1可在钢铸件支座3内任意转动，Y形钢柱5柱顶的弯矩被完全释放掉，柱顶不存在弯矩。此外支座3上的两个半圆形盖板4，同时也能传递向上的竖向力。

因此本发明的万向铰接装置能传递任意方向的剪力和竖向力，通过球状铸件1在钢铸件支座3内任意转动，释放节点弯矩，使铰接节点不存在任意方向弯矩。使用前，先确定传递剪力和竖向力的大小，再通过计算确定球球状铸件1和底部铸件2的大小以及支座3的大小，还有与X形钢屋主梁6和Y形钢柱5焊接的焊缝柱连接7、梁连接8大小

本发明尚有多种具体的实施方式，凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。