关节轴承节点

发布于：2023-01-20 11:06:20 来自：建筑结构/结构资料库 [复制转发]

关节轴承节点根据所能承受的面外剪力与轴力大小比值的不同，可区分为向心关节轴承节点、角接触关节轴承节点和推力关节轴承节点。关节轴承节点由转动核心向心关节轴承( 包含内、外圈) 、单耳板、销轴、销轴压盖、定位套、轴承压盖、双耳板等组成。

向心关节轴承

向心关节轴承节点由关节轴承、轴承压盖、销轴、定位套、中耳板、外耳板、销轴盖板、高强螺栓组等部件组成，通过高强螺栓将销轴盖板锁于销轴两端面，轴承内、外圈分别采用定位套，轴承压盖和高强螺栓组加以限位锁紧；

节点载荷传递路径：

竖向压力 Fver，中耳板→轴承外圈→轴承内圈→ 销轴→外耳板；

面外剪力 Ftan，中耳板→轴承压盖→轴承外圈→轴承内圈→定位套→外耳板→销轴盖板；

面内剪力 Frad，中耳板→ 轴承外圈→轴承内圈→销轴→外耳板；

推力关节轴承节点

推力关节轴承节点主要由一对相向安装的推力关节轴承、销轴、轴承压盖、节点底座等组成。推力关节轴承节点可承受拉、拔两个方向的轴向载荷 Fr与一定大小的任意方向面外剪力 Fa。

推力关节轴承节点对结构轴力Fr的传递路线：

压剪工况时：梁→销轴→下推力关节轴承内圈→下推力关节轴承外圈→节点底座→柱

拉剪工况时：梁→销轴→上推力关节轴承内圈→上推力关节轴承外圈→轴承压盖→高强螺栓螺母→节点底座→柱

推力关节轴承节点对结构面外剪力 Fa的传递路线：梁→销轴→推力关节轴承内圈→推力关节轴承外圈→节点底座→柱

由于推力关节轴承的万向转动性能，使面外剪力 Fa在传递过程中由于销轴绕推力关节轴承球心转过一定角度后而消除，且由于推力关节轴承内外圈均为球形表面而始终保证结构轴力 Fr 的传递路线不发生变化。

角接触关节轴承节点

首先，它能够满足三向铰接点的构造要求，满足工程受力传力的要求。第二，它的最大优势是不仅能够承受巨大的压力，还能够承受同样数量级的拉力，也是我们称之为“万向铰节点”的原因。第三是构造巧妙，具有自润滑、耐磨损、自调性、低摩擦的特点。

角接关节轴承节点的组成结构与推力关节轴承节点相同，所不同之处是相向安装的一对轴承是角接触关节轴承。角接触关节轴承节点可承受拉、拔两个方向的轴向载荷Fr及较大的任意方向面外剪力 Fa。

关节轴承节点的设计步骤与方法

a)对钢结构节点处的三向受力情况进行归并，最终转化为一个当量径向力 Fr与一个面外剪力 Fa；面外转角的大小。

b) 根据钢结构空间大小决定采用何种结构的关节轴承节点，一般情况下，优先采用向心关节轴承节点；当面外剪力较大时，采用角接触关节轴承节点；而在当量径向力较大且面外剪力较小时，采用推力关节轴承节点。

c) 根据当量径向力与面外剪力的数值及面外转角的大小进行相应结构关节轴承的选型，并确定与轴承相配的销轴直径；根据防腐要求，关节轴承应选用不锈钢材料。

d) 校核：对于向心关节轴承节点，依次校核销轴、中耳板、外耳板、轴承压盖的强度；对于推力与角接触关节轴承节点，依次校核销轴、节点底座、轴承压盖、高强螺栓螺母。校核强度不足时，应重新进行轴承选型。

e) 干涉检验：检验面外转角极限状态下与其它零件的干涉情况。

参考文献：

1.《空间关节轴承复杂节点制作工艺的开发与应用》

2.《建筑钢结构关节轴承节点的研究进展》

3.《大型钢结构关节轴承节点设计及其研究》

4.《关节轴承节点在钢结构中的应用研究综述》

知识点：关节轴承节点

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