大跨度鋁合金組合式立柱結構的製作方法

2023-08-06 17:44:26 1

本發明涉及一種大跨度鋁合金組合式立柱結構，屬於建築幕牆技術領域。

背景技術：

現代建築設計日趨多樣化，對於跨層或超高樓層建築，層高可達二十多米，由於層間沒有主體結構梁，幕牆單根立柱支點間長度就要二十多米，立柱受力很大，撓度也很大，為滿足受力要求，現有的超高樓層幕牆立柱結構可採用以下幾種方案：

1、如圖1所示，全鋼結構立柱，即利用工字鋼、焊接鋼通、組合槽鋼等作為主受力立柱，在立柱外表噴塗氟碳；由於焊接變形、焊縫不平整、角部有圓角、氟碳漆的質量控制等問題，會導致建築外觀效果差，且製作工藝複雜，現場安裝多以焊接為主，加大了發生火災的概率，效率較低、不利於施工安全；

2、如圖2所示，鋼鋁複合立柱，因受鋁型材擠壓工具機、模具和造價限制，單模鋁型材無法做到很大，滿足不了大跨度結構受力要求，所以在鋁立柱中通長穿插鋼材，使得鋁立柱和鋼立柱通過剛度分配來共同受力；在十多米長的鋁通中穿鋼立柱，工藝上難以實現，且會因為立柱變形而無法穿插，另外，受力計算時直接利用剛度荷載分配，尚沒有規範依據。

3、如圖3所示，鋁包鋼立柱，即在全鋼立柱外包覆一層裝飾用鋁皮，現場安裝難度大，立柱的垂直度差、立柱截面粗大、質量難以把控。

技術實現要素：

鑑於上述原因，本發明的目的在於提供一種大跨度鋁合金組合式立柱結構，在超高樓層建築結構中採用全鋁合金組合式立柱，大幅提高現場安裝精度和效率，提升超高樓層建築幕牆的外觀效果和整體質量。

為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：

一種大跨度鋁合金組合式立柱結構，

兩個單模立柱通過若干連接件固定連接，形成組合式立柱，

組合式立柱與組合式立柱之間通過插芯對接連接以形成所需長度的立柱。

進一步的，

所述單模立柱的受力方向具有第一壁厚，並設有加強筋，所述單模立柱在受力小的位置具有第二壁厚，該第一壁厚大於該第二壁厚。

所述插芯與相對應的兩單模立柱的一側通過第一連接件群組固定連接，所述插芯與相對應的兩單模立柱的另一側通過第二連接件群組固定連接。

相互對接的兩組組合式立柱，兩組對接的單模立柱形成錯開式的對接縫。

所述單模立柱設有組合端部，兩個單模立柱的組合端部相互組合、通過扣蓋底座、所述連接件固定連接。

所述插芯與相對應的兩單模立柱的遠離所述組合端部一側通過第一連接件群組固定連接，所述插芯與相對應的兩單模立柱的組合端部一側通過第二連接件群組固定連接。

所述連接件使用A4-80級以上不鏽鋼螺栓，螺栓的間距和預緊力按設計要求布置。

所述扣蓋底座上安裝裝飾扣蓋。

所述第一連接件群組為十六顆內六角螺釘，所述第二連接件群組為十六顆外六角螺栓，螺釘、螺栓的間距和大小按設計要求布置。

所述組合式立柱的端部通過機制螺釘與玻璃底座固定連接。

本發明的優點是：

1、在超高樓層建築結構中採用全鋁合金組合式立柱結構，填補了超大跨度(15米)用全鋁合金立柱的幕牆系統的空白，提升了超高樓層建築幕牆的外觀效果和整體質量；

2、組合式立柱結構在車間組裝好後，於施工現場直接安裝，質量可控、結構可靠，提高了安裝效率和施工安全性；

3、製造工藝簡單，造價低廉，減少了資源浪費，更加節能環保，可以作為標準性產品開發；

4、可通過調整鋁合金型材的大小以組合成不同截面的組合式立柱結構，能夠滿足不同跨度的建築結構需求，通用性強。

附圖說明

圖1是現有的全鋼結構立柱的結構示意圖。

圖2是現有的鋼鋁複合立柱的結構示意圖。

圖3是現有的鋁包鋼立柱的結構示意圖。

圖4是本發明的單模立柱的橫截面示意圖。

圖5是本發明的組合式立柱的橫截面示意圖。

圖6是本發明的組合式立柱的橫剖圖，顯示單模立柱與插芯的連接結構。

圖7是圖6中沿B-B線的剖面圖。

圖8是圖6中沿A-A線的剖面圖。

圖9是本發明的組合式立柱的對接結構側立面示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。

如圖4-8所示，本發明公開的大跨度鋁合金組合式立柱結構，是將兩個鋁合金單模立柱1穿插組合，通過若干連接件3固定連接，形成組合式立柱；

如圖4所示，單模立柱1設有組合端部11，單模立柱1的受力方向加大壁厚，並加設加強筋，以提高立柱的強度，在受力小的位置壁厚做成變截面，以減少資源浪費、節約成本。

如圖5所示，兩個單模立柱1的組合端部11相互穿插組合，通過扣蓋底座2、連接件3固定連接，連接完畢後，在對應扣蓋底座2的位置安裝裝飾扣蓋4，以便隱藏連接件3。連接件3使用A4-80級以上不鏽鋼螺栓，螺栓的間距和預緊力需按設計要求布置，以增加鋁型材壁間的摩擦力用於抵抗豎向力，使得兩單模立柱的組合部位能夠傳遞彎矩，組合截面可視為整體來共同作用。

如圖6-8所示，受鋁合金型材擠壓極限長度、噴塗極限長度、運輸極限長度等因素的影響，組合式立柱與組合式立柱之間需要對接連接以達到所需長度。如圖9所示，對接時，兩組組合式立柱相互對應，其中一組組合式立柱的兩根單模立柱上、下錯開，另一組組合式立柱的兩根單模立柱相應的下、上錯開，使得兩組組合式立柱形成錯開式的對接縫，在相互對接的兩根單模立柱1中間插入插芯8，插芯8與相對應的兩單模立柱1外側(遠離組合端部11一側)通過第一連接件群組7固定連接，插芯8與相對應的兩單模立柱1內側(組合端部11一側)通過第二連接件群組9固定連接。

於一具體實施例中，第一連接件群組7為十六顆內六角螺釘，第二連接件群組9為十六顆外六角螺栓，螺釘、螺栓的間距和大小按設計要求布置。

相互組合的兩個單模立柱，二者的大小可以是相同的也可以是不相同的，通過不同尺寸的單模立柱相互組合，可形成不同截面的組合式立柱結構，能夠滿足不同跨度的建築結構需求。

如圖5所示，組合式立柱的端部通過機制螺釘5與玻璃底座6固定連接，用於固定玻璃。

以上所述是本發明的較佳實施例及其所運用的技術原理，對於本領域的技術人員來說，在不背離本發明的精神和範圍的情況下，任何基於本發明技術方案基礎上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬於本發明保護範圍之內。