專利名稱：有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于建筑結(jié)構(gòu)中的張拉裝置，特別是一種在建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生一定長度范圍內(nèi)的伸縮變化時(shí)，其張拉力能保持得較為恒定的張拉裝置。
背景技術(shù)：
鋼結(jié)構(gòu)橫梁是連接主體結(jié)構(gòu)的兩側(cè)幕墻鋼結(jié)構(gòu)體系。由于氣溫變化較大，連接橫梁其長度相應(yīng)發(fā)生較大變化，當(dāng)橫梁長度達(dá)到40米左右，最大變化值近30mm。連接橫梁的截面積較大，氣溫較低時(shí)，其拉力太大，會造成主體結(jié)構(gòu)損壞，而氣溫最高時(shí)，伸長過多，幕墻鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)脫離主體結(jié)構(gòu)。因此，有必要設(shè)計(jì)出一種裝置，能夠有效地消除長度變化且能保持連接橫梁對兩側(cè)幕墻鋼結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的恒定拉力。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的鋼結(jié)構(gòu)之間存在熱膨脹的不足，提供一種有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置，它能夠有效地消除橫梁(或索)的長度變化且能保持連接橫梁對兩側(cè)幕墻鋼結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的恒定拉力。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置，所述的恒力張拉裝置設(shè)于滑動聯(lián)接的第一固定端和第二固定端之間；所述的限位裝置包括設(shè)于第一固定端上的張拉機(jī)構(gòu)、用于固定張拉機(jī)構(gòu)一端的支座、設(shè)于支座上的搖臂，及聯(lián)接于搖臂與第二固定端之間的聯(lián)接桿；所述的搖臂設(shè)有與支座鉸鏈聯(lián)接的中心支承軸、與張拉機(jī)構(gòu)的一端鉸鏈聯(lián)接的第二聯(lián)接軸和與聯(lián)接桿聯(lián)接的第一聯(lián)接軸；還包括用于固定張拉機(jī)構(gòu)另一端的內(nèi)支座；所述的內(nèi)支座與張拉機(jī)構(gòu)的另一端鉸鏈聯(lián)接。其進(jìn)一步技術(shù)方案為第一固定端與第二固定端的滑動聯(lián)接為水平方向；中心支承軸至第二聯(lián)接軸的連線與中心支承軸至第一聯(lián)接軸的中心連線成110° 120°。其進(jìn)一步技術(shù)方案為所述的第一固定端與第二固定端位于最短距離時(shí)，中心支承軸至第一聯(lián)接軸的中心連線與水平線為10°，中心支承軸至第二聯(lián)接軸的中心連線與豎直線為向張拉機(jī)構(gòu)外側(cè)的10° 20° ;所述的第一固定端與第二固定端位于最長距離時(shí)，中心支承軸至第一聯(lián)接軸的連線與水平線為30° 50°，中心支承軸至第二聯(lián)接軸的連線與豎直線為向張拉機(jī)構(gòu)內(nèi)側(cè)的10° 20°。其進(jìn)一步技術(shù)方案為所述的張拉機(jī)構(gòu)包括與內(nèi)支座鉸鏈聯(lián)接的彈簧固定座、與搖臂鉸鏈聯(lián)接的彈簧活動座，及套設(shè)于彈簧固定座上的彈簧。其進(jìn)一步技術(shù)方案為所述的彈簧固定座包括與內(nèi)支座鉸鏈聯(lián)接的耳板和與耳板聯(lián)接的套筒件，套筒件外套設(shè)有彈簧，套筒件還設(shè)有用于穿入彈簧活動座的中心空腔，所述的彈簧活動座包括中心連桿和套設(shè)在中心連桿一端的套接件，所述的套接件與中心連桿之間設(shè)有調(diào)節(jié)螺母和鎖緊螺母；所述的中心連桿一端設(shè)有用于聯(lián)接調(diào)節(jié)螺母和鎖緊螺母的螺紋部，另一端與第二聯(lián)接軸鉸鏈聯(lián)接。其進(jìn)一步技術(shù)方案為所述的彈簧為碟形彈簧，數(shù)量為若干個(gè)。其進(jìn)一步技術(shù)方案為所述的聯(lián)接桿包括固定端聯(lián)接部、搖臂端聯(lián)接部，及用于聯(lián)接固定端聯(lián)接部與搖臂端聯(lián)接部的調(diào)節(jié)套筒。其進(jìn)一步技術(shù)方案為所述的支座為二個(gè)，包括左支座和右支座，所述的搖臂包括左搖臂、右搖臂，及所述的第二聯(lián)接軸、第一聯(lián)接軸；左搖臂設(shè)有與左支座鉸鏈聯(lián)接的左中心支承軸，右搖臂設(shè)有與右支座鉸鏈聯(lián)接的右中心支承軸；所述的第二聯(lián)接軸與張拉機(jī)構(gòu)鉸鏈聯(lián)接，所述的第一聯(lián)接軸與聯(lián)接桿鉸鏈聯(lián)接。其進(jìn)一步技術(shù)方案為所述的第一固定端設(shè)有二個(gè)聯(lián)接支板，及穿過于二個(gè)聯(lián)接支板之間的用于與張拉機(jī)構(gòu)聯(lián)接的第三聯(lián)接軸；所述的第二固定端設(shè)有二個(gè)聯(lián)接座板，及穿過于二個(gè)聯(lián)接座板之間的用于與聯(lián)接桿聯(lián)接的第四聯(lián)接軸。其進(jìn)一步技術(shù)方案為所述的第一固定端為與主體鋼結(jié)構(gòu)固定聯(lián)接的短梁，所述的第二固定端為與另一主體鋼結(jié)構(gòu)固定聯(lián)接的橫梁；所述的短梁與橫梁活動式地套接在一起。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是本實(shí)用新型利用具有二個(gè)聯(lián)接點(diǎn)(gp圖1中的O1和O2，及結(jié)構(gòu)圖中的第一聯(lián)接軸和第二聯(lián)接軸)與支承點(diǎn)(即圖1中的0，及結(jié)構(gòu)圖中的中心支承軸)的夾角為110° 120°的搖臂結(jié)構(gòu)，使第一聯(lián)接點(diǎn)(即第一聯(lián)接軸，產(chǎn)生最終張拉力的作用點(diǎn)O1)的臂長與彈簧力的變化呈現(xiàn)近似于線性的正比關(guān)系，從而使得產(chǎn)生最終張拉力保持較為小范圍的變化，實(shí)現(xiàn)恒力張拉的目的。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，易制作加工，成本低，值得大力推廣于建筑鋼結(jié)構(gòu)中。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

圖1為本實(shí)用新型有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置具體實(shí)施例的二個(gè)聯(lián)接點(diǎn)的受力示意圖；圖2為本實(shí)用新型有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置具體實(shí)施例的簡示圖；圖3為本實(shí)用新型有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)的橫梁上的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖(中心位置的剖視圖，包括短梁和橫梁在內(nèi))； 圖4為圖3所示實(shí)施例的立體圖；圖5為圖3所示實(shí)施例的聯(lián)接桿部分立體圖；圖6為圖3所示實(shí)施例的張拉機(jī)構(gòu)部分立體圖；圖7為圖6的中心位置的剖視圖；圖8為圖3所示實(shí)施例的搖臂及支座部分立體圖；圖9為圖3所示實(shí)施例的右搖臂側(cè)面視圖；圖10為圖9的A-A剖視圖。附圖標(biāo)記說明A 主體鋼結(jié)構(gòu)B 主體鋼結(jié)構(gòu)10 恒力張拉裝置21 短梁22 橫梁221 聯(lián)接座板[0032]222第四聯(lián)接軸30張拉機(jī)構(gòu)31彈簧固定座311 耳板312套筒件313 中心空腔32 彈簧活動座321 中心連桿322 套接件323 調(diào)節(jié)螺母324 鎖緊螺母33 碟形彈簧40 支座41 左支座42 右支座50 搖臂50A 左搖臂50B 右搖臂5IA 左中心支承軸5IB 右中心支承軸51 中心支承軸52 第一聯(lián)接軸53 第二聯(lián)接軸60 聯(lián)接桿61 固定端聯(lián)接部62 調(diào)節(jié)套筒63 搖臂端聯(lián)接部70內(nèi)支座71 聯(lián)接支板72 第三聯(lián)接軸3211 螺紋部3221環(huán)形腔
具體實(shí)施方式
為了更充分理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)一步介紹和說明，但不局限于此。如圖1所示，為本實(shí)用新型有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置的受力分析示意圖。其中，O是固定點(diǎn)銷軸(即中心支承軸)；由OpCKO2組成的搖臂可繞O軸轉(zhuǎn)動，O1 (即第一聯(lián)接軸)、02 ((即第二聯(lián)接軸)點(diǎn)均有可轉(zhuǎn)動的的銷軸；Fi是所需的水平方向恒定的張拉力，F(xiàn)2是彈簧的推動力，O O1是張拉力的臂長；O O2是彈簧推力的臂長；OX與OO1組成的夾角α為OO1臂的初始角，選值一般為10° 15° ° ;0Υ垂直于OX5O1是被張拉的橫梁(或索)在氣溫最高時(shí)被張拉到達(dá)的位置A1 ’是被張拉的橫梁(或索)在氣溫最低時(shí)張拉所處的位置；O1O/在水平方向上的距離即是橫梁(或索)從氣溫最低到最高時(shí)長度的變化量(變化量稱為行程)最大行程的大小是橫梁受氣溫影響長度變化最大值。在整個(gè)過程中，是利用彈簧的推力保持張拉力F1基本恒定不變。本實(shí)用新型是利用OO1繞O點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到OO1'，即變化范圍為β角度時(shí)，其正弦值與角度變化近似正比關(guān)系的特性而設(shè)定的。由圖1知，F(xiàn)1到固定轉(zhuǎn)動軸O力臂是臂長OO1與OX所夾角的正弦值。當(dāng)橫梁縮短時(shí)(α + β )的角度增大，F(xiàn)1力臂增大；同時(shí)OO2也跟著旋轉(zhuǎn)，進(jìn)一步壓縮彈簧，彈簧的彈力增大，抵消了 F1力臂增大的變化，維持F1不變，反之亦然。從結(jié)構(gòu)機(jī)理可知，當(dāng)橫梁(或索)縮短時(shí)，橫梁(或索)收縮力是主動力，迫使彈簧壓縮，彈簧力增加；當(dāng)橫梁伸長，彈簧的推力是主動力。消除橫梁伸長部分，彈簧力減小。整個(gè)變化過程中滿足，張拉力F1XF1到O點(diǎn)的力臂=彈簧推力F2XF2到O點(diǎn)的力臂，F(xiàn)1力臂增大，F(xiàn)2彈簧彈力增大，F(xiàn)1力臂減小，F(xiàn)2彈簧彈力減小，維持F1基本不變。如圖2所示，為一個(gè)需要張拉力50噸的具體實(shí)施例的尺寸大小和受力情況。為保證張拉力F1偏差不大于5%，搖臂張拉臂OO1與OX初始角為10°，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)變化變化最大量為35°，即α + β =45° ;張拉力F1設(shè)計(jì)為498ΚΝ (約50噸)橫梁所處環(huán)境，溫度從最低到溫度最高的情況下其長度變化值約為30_ (也稱最大行程)。由最大行程計(jì)算得出OO1=IlOmm ；F2的臂長OO2是根據(jù)彈簧的參數(shù)計(jì)算得出，，實(shí)例中碟形彈簧選D=250mmd=127mmt=14mm h0=5. 6mm當(dāng)壓縮量f = 4. 2mm,彈簧力P=249KN,碟形彈簧片數(shù)24片,本例中選彈簧的最大壓縮量為4. 8mm,則彈簧的彈力P=284. 57KN。根據(jù)F1=AgSKNF2=ZSt 57KN ;則F2的
臂長
權(quán)利要求1.有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置，所述的恒力張拉裝置設(shè)于滑動聯(lián)接的第一固定端和第二固定端之間；其特征在于所述的限位裝置包括設(shè)于第一固定端上的張拉機(jī)構(gòu)、用于固定張拉機(jī)構(gòu)一端的支座、設(shè)于支座上的搖臂，及聯(lián)接于搖臂與第二固定端之間的聯(lián)接桿；所述的搖臂設(shè)有與支座鉸鏈聯(lián)接的中心支承軸、與張拉機(jī)構(gòu)的一端鉸鏈聯(lián)接的第二聯(lián)接軸和與聯(lián)接桿聯(lián)接的第一聯(lián)接軸；還包括用于固定張拉機(jī)構(gòu)另一端的內(nèi)支座；所述的內(nèi)支座與張拉機(jī)構(gòu)的另一端鉸鏈聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置，其特征在于所述的第一固定端與第二固定端的滑動聯(lián)接為水平方向；中心支承軸至第二聯(lián)接軸的連線與中心支承軸至第一聯(lián)接軸的中心連線成110° 120°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置，其特征在于所述的第一固定端與第二固定端位于最短距離時(shí)，中心支承軸至第一聯(lián)接軸的中心連線與水平線為10°，中心支承軸至第二聯(lián)接軸的中心連線與豎直線為向張拉機(jī)構(gòu)外側(cè)的10° 20° ;所述的第一固定端與第二固定端位于最長距離時(shí)，中心支承軸至第一聯(lián)接軸的連線與水平線為30° 50°，中心支承軸至第二聯(lián)接軸的連線與豎直線為向張拉機(jī)構(gòu)內(nèi)側(cè)的10° 20。。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置，其特征在于所述的張拉機(jī)構(gòu)包括與內(nèi)支座鉸鏈聯(lián)接的彈簧固定座、與搖臂鉸鏈聯(lián)接的彈簧活動座，及套設(shè)于彈簧固定座上的彈黃。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置，其特征在于所述的彈簧固定座包括與內(nèi)支座鉸鏈聯(lián)接的耳板和與耳板聯(lián)接的套筒件，套筒件外套設(shè)有彈簧，套筒件還設(shè)有用于穿入彈簧活動座的中心空腔，所述的彈簧活動座包括中心連桿和套設(shè)在中心連桿一端的套接件，所述的套接件與中心連桿之間設(shè)有調(diào)節(jié)螺母和鎖緊螺母；所述的中心連桿一端設(shè)有用于聯(lián)接調(diào)節(jié)螺母和鎖緊螺母的螺紋部，另一端與第二聯(lián)接軸鉸鏈聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置，其特征在于所述的彈簧為碟形彈簧，數(shù)量為若干個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置，其特征在于所述的聯(lián)接桿包括固定端聯(lián)接部、搖臂端聯(lián)接部，及用于聯(lián)接固定端聯(lián)接部與搖臂端聯(lián)接部的調(diào)節(jié)套筒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置，其特征在于所述的支座為二個(gè)，包括左支座和右支座，所述的搖臂包括左搖臂、右搖臂，及所述的第二聯(lián)接軸、第一聯(lián)接軸；左搖臂設(shè)有與左支座鉸鏈聯(lián)接的左中心支承軸，右搖臂設(shè)有與右支座鉸鏈聯(lián)接的右中心支承軸；所述的第二聯(lián)接軸與張拉機(jī)構(gòu)鉸鏈聯(lián)接，所述的第一聯(lián)接軸與聯(lián)接桿鉸鏈聯(lián)接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置，其特征在于所述的第一固定端設(shè)有二個(gè)聯(lián)接支板，及穿過于二個(gè)聯(lián)接支板之間的用于與張拉機(jī)構(gòu)聯(lián)接的第三聯(lián)接軸；所述的第二固定端設(shè)有二個(gè)聯(lián)接座板，及穿過于二個(gè)聯(lián)接座板之間的用于與聯(lián)接桿聯(lián)接的第四聯(lián)接軸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置，其特征在于所述的第一固定端為與主體鋼結(jié)構(gòu)固定聯(lián)接的短梁，所述的第二固定端為與另一主體鋼結(jié)構(gòu)固定聯(lián)接的橫梁；所述的短梁與橫梁活動式地套接在一起。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種有限長度范圍內(nèi)的恒力張拉裝置，它設(shè)于滑動聯(lián)接的第一固定端和第二固定端之間；包括設(shè)于第一固定端上的張拉機(jī)構(gòu)、用于固定張拉機(jī)構(gòu)一端的支座、設(shè)于支座上的搖臂，及聯(lián)接于搖臂與第二固定端之間的聯(lián)接桿；搖臂設(shè)有與支座鉸鏈聯(lián)接的中心支承軸、與張拉機(jī)構(gòu)的一端鉸鏈聯(lián)接的第二聯(lián)接軸和與聯(lián)接桿聯(lián)接的第一聯(lián)接軸；還包括用于固定張拉機(jī)構(gòu)另一端的內(nèi)支座；內(nèi)支座與張拉機(jī)構(gòu)的另一端鉸鏈聯(lián)接。本實(shí)用新型利用二個(gè)聯(lián)接點(diǎn)與支承點(diǎn)的夾角為110°～120°的搖臂結(jié)構(gòu)，使第一聯(lián)接點(diǎn)的臂長與彈簧力的變化呈現(xiàn)近似于線性的正比關(guān)系，從而使得產(chǎn)生產(chǎn)生最終張拉力保持較為小范圍的變化，實(shí)現(xiàn)恒力張拉的目的。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，易制作加工，成本低，值得大力推廣于建筑鋼結(jié)構(gòu)中。
文檔編號E04G21/12GK202850504SQ20122048787
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者周春海, 王旭輝, 王飛勇 申請人:深圳市三鑫幕墻工程有限公司