[发明专利]一种单向约束的连接结构及其施工方法

权利要求书

1.一种单向约束的连接结构，其特征在于：包括第一球形节点（1）和第二球形节点（2），两个球形节点的平动自由度包括y轴方向左右相对平动，x轴方向前后相对平动和z轴方向上下相对平动，两个球形节点的转动自由度包括沿x轴方向、y轴方向和z轴方向的相对转动；

连接结构还包括连接两个球形节点的钢制的连接装置，所述连接装置包括相配合的U型子扣（3）和U型母扣（4），

所述U型子扣（3）包括位于同一平面的两侧的子扣侧板（31）和中间的子扣横板（32），所述子扣侧板（31）的两个脚部与第一球形节点（1）固定连接，

所述U型母扣（4）包括位于同一平面的两侧的母扣侧板（41）和中间的母扣横板（42），所述母扣侧板（41）的两个脚部与第二球形节点（2）固定连接，

所述子扣横板（32）和母扣横板（42）空间垂直，所述母扣横板（42）包括平行设置的两道，分别为连接相对母扣侧板端部的外横板（421）和连接相对母扣侧板中部的内横板（422）；

所述子扣横板（32）插入由外横板（421）、内横板（422）和两侧的母扣侧板（41）围合形成的插槽内，所述外横板（421）插入由U型子扣（3）与第一球形节点（1）围合形成的空间内，子扣横板（32）和母扣横板（42）交叉嵌套连接；

子扣横板的厚度与插槽的宽度相适应，子扣横板的宽度小于插槽的长度，子扣横板的长度大于插槽的高度，两个球形节点沿y轴方向的平动自由度被约束，沿x轴方向和z轴方向的两个平动自由度均被释放。

2.根据权利要求1所述的单向约束的连接结构，其特征在于：所述子扣横板的外侧套有滑管，所述滑管由聚四氟乙烯制成。

3.根据权利要求1或2所述的单向约束的连接结构，其特征在于：所述子扣侧板（31）、子扣横板（32）、母扣侧板（41）和母扣横板（42）的横截面均为矩形，子扣侧板和母扣侧板的尺寸相同，子扣横板和母扣横板的尺寸相同，两个球形节点沿x轴方向和z轴方向的转动自由度均被约束。

4.根据权利要求1或2所述的单向约束的连接结构，其特征在于：所述子扣侧板（31）、母扣侧板（41）和母扣横板（42）的横截面均为矩形，所述子扣横板（32）的横截面为圆形，

子扣侧板和母扣侧板的尺寸相同，子扣横板的横截面直径、子扣侧板的宽度以及母扣横板的厚度均相同，两个球形节点沿x轴方向和z轴方向的转动自由度均被释放。

5.一种单向约束的连接结构，其特征在于：包括第一球形节点（1）和第二球形节点（2），两个球形节点的平动自由度包括y轴方向左右相对平动，x轴方向前后相对平动和z轴方向上下相对平动，两个球形节点的转动自由度包括沿x轴方向、y轴方向和z轴方向的相对转动；

连接结构还包括连接两个球形节点的连接装置，所述连接装置包括相配合的U型子扣（3）和U型母扣（4），

所述U型子扣（3）包括位于同一平面的两侧的子扣侧板（31）和中间的子扣横板（32），所述子扣侧板（31）的两个脚部与第一球形节点（1）固定连接，

所述U型母扣（4）包括位于同一平面的两侧的母扣侧板（41）和中间的母扣横板（42），所述母扣侧板（41）的两个脚部与第二球形节点（2）固定连接，

所述子扣横板（32）和母扣横板（42）上分别开有沿板长方向的矩形子孔（321）和矩形母孔（423），子扣横板和母扣横板的外侧交叉外接，矩形子孔（321）和矩形母孔（423）的叠合孔部分供双向销栓（5）穿过，所述双向销栓（5）呈哑铃型，中部为销轴（51），两端为限位帽（52），所述销轴（51）穿过叠合孔部分，两端的限位帽（52）分别位于子扣横板（32）和母扣横板（42）的内侧；

两个球形节点沿x轴方向和z轴方向的平动自由度均被释放，两个球形节点沿x轴方向和z轴方向的转动自由度均被释放。

6.根据权利要求5所述的单向约束的连接结构，其特征在于：所述子扣横板和母扣横板的外侧均套有滑管。

7.根据权利要求1或5所述的单向约束的连接结构，其特征在于：连接结构的应力不超过所用材料屈服应力的0.4倍。