螺栓连接铝合金框架柱及其安装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型螺栓连接结构，具体涉及一种螺栓连接铝合金框架柱及安装方法，属于建筑结构抗震技术领域。
【背景技术】
[0002]铝合金材料在建筑领域的应用已有上百年的历史，通常作为建筑围护、辅助材料，如铝合金门窗外框、玻璃幕墙支撑体系、玻璃幕墙围护体系等。欧美国家在20世纪50年代开始研究铝合金材料再建筑承重结构中的应用，我国对将铝合金结构应用于承重结构的研究相对起步较晚，但近年发展迅速，工程应用已很广泛，需加快对其受力机理的理论研究。
[0003]铝合金结构发展早期，因为铝型材热挤压机吨位限制，挤压成本高，与钢结构相比，铝合金结构总体造价较高，因此主要应用在一些要求较高的民用大跨度公共建筑中。近年，铝型材热挤压机吨位不断提高，挤压工艺不断成熟，挤压成本有所下降，数控精加工技术也获得了显著提高。与钢结构相比，铝合金结构的性价比优势越来越明显。
[0004]铝合金材料具有自重轻、动力反应小、抗震性能好、耐腐蚀、免维护、工厂化制作、装配式施工、施工工艺简单、防渗漏、高热量反射、材料回收率高等优点，而且可很好的表现建筑美学，是一种节能环保的建筑材料，符合绿色智慧城市发展的需求。铝合金结构不仅适用于建筑结构领域，亦适合高温高湿、海边污染环境下使用，甚至可用于酸性污染环境下而不被腐蚀，因此在游泳馆、温室展览建筑、桥梁工程、石化行业、煤炭储备堆场、海边环境等领域的使用具有明显优势，铝合金结构特别适用于对重量要求极为苛刻的航空航天器、轻量化高速化的船舶、快速机动能力要求高的工程兵渡河桥梁装备等。
[0005]铝合金材料由于其一系列的优点，在建筑结构中得到了广泛的应用，而其亦有自身的不足之处，如弹性模量低、结构变形较大、稳定性较差、温度敏感性明显、抗疲劳性能差等，特别是焊接性能较差，热影响区域大，热应力明显，连接不稳定，而且抗震性能差。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种螺栓连接铝合金框架柱及其安装方法，该铝合金框架柱改善了铝合金框架柱的受力性能和抗震耗能能力，进而提高铝合金整体结构的抗震性能，促进铝合金材料在建筑结构中的应用，满足绿色智慧城市的发展要求。
[0007]为达到上述效果，本发明所采用的技术方案如下:
本发明螺栓连接铝合金框架柱，包括铝合金框架和连接组件，所述铝合金框架包括下部铝合金柱和上部铝合金柱，上部铝合金柱竖向设置在下部铝合金柱上部，并通过连接组件进行连接固定，所述连接组件包括连接板和螺栓，连接板设置在下部铝合金柱和上部铝合金柱连接处并通过螺栓进行连接固定为整体，共同受力，协同变形，共同抵抗荷载作用。
[0008]进一步的，所述下部铝合金柱和上部铝合金柱分别为工字形截面下部铝合金柱和工字形截面上部铝合金柱，在工字形截面下部铝合金柱和工字形截面上部铝合金柱的翼缘和腹板上预置有螺栓孔。
[0009]进一步的，所述连接板为一字形连接板或C形连接板，在一字形连接板或C形连接板上预置有螺栓孔，且螺栓孔的数量和布置方式与下部铝合金柱和上部铝合金柱上的螺栓孔相对应。
[0010]进一步的，所述一字形连接板或C形连接板的厚度不小于下部铝合金柱和上部铝合金柱的翼缘厚度的最大值。
[0011]进一步的，所述螺栓为高强螺栓或普通螺栓，高强螺栓或普通螺栓采用铝合金材料或不锈钢材料。
[0012]进一步的，所述螺栓连接的位置错开布置。
[0013]本发明螺栓连接铝合金框架柱的安装方法如下:
首先，将下部铝合金柱固定在建筑基础中或者下层柱中；
之后，通过螺栓将一字形或C形连接板固定在下部铝合金柱上，但此时螺栓应处于未拧紧状态；
再将上部铝合金柱放置在下部铝合金柱上，并用螺栓将其连接在一起；
最后，调整上部铝合金柱的平面位置以满足设计要求，再拧紧所有螺栓，保证连接性會K。
[0014]本发明螺栓连接铝合金框架柱及其安装方法的优点是，是一种可工厂化制作现场装配的简单易行结构，不仅可改善铝合金框架结构柱的受力性能和抗震耗能能力，进而提高铝合金整体结构的抗震性能，而且可促进铝合金材料在建筑结构中的应用，满足绿色智慧城市的发展要求。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本发明螺栓连接铝合金框架柱的立体图。
[0017]图2是本发明螺栓连接铝合金框架柱的正立投影图。
[0018]图3是本发明螺栓连接铝合金框架柱的水平投影图。
[0019]图4是本发明螺栓连接铝合金框架柱的侧立投影图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021 ]如图1至4所示，本发明螺栓连接铝合金框架柱，包括铝合金框架和连接组件，铝合金框架通过连接组件进行连接固定。
[0022]铝合金框架包括下部铝合金柱I和上部铝合金柱2，上部铝合金柱2竖向设置在下部铝合金柱I上部，并通过连接组件进行连接固定。所述下部铝合金柱I和上部铝合金柱2分别优选为工字形截面下部铝合金柱和工字形截面上部铝合金柱，在工字形截面下部铝合金柱和工字形截面上部铝合金柱的翼缘和腹板上预置有螺栓孔。螺栓孔的数量、直径和排列方式等应通过计算确定，并满足构造设计要求。
[0023]连接组件包括连接板3和螺栓4，连接板3设置在下部铝合金柱I和上部铝合金柱2连接处并通过螺栓4进行连接固定为整体，共同受力，协同变形，共同抵抗荷载作用。连接板3优选为一字形连接板或C形连接板，在一字形连接板或C形连接板上预置有螺栓孔，且螺栓孔的数量和布置方式与下部铝合金柱I和上部铝合金柱2上的螺栓孔相对应。螺栓孔的数量、直径和排列方式等应通过计算确定，并满足构造设计要求。进一步的，一字形连接板或C形连接板的厚度不小于下部铝合金柱I和上部铝合金柱2的翼缘厚度的最大值。
[0024]螺栓4为高强螺栓或普通螺栓，高强螺栓或普通螺栓采用铝合金材料或不锈钢材料。同时，螺栓4连接的位置不应设置在同一高度处，应该设计要求错开布置，螺栓的直径需要根据其受力大小计算确定。此外，铝合金框架柱在每层的连接节点不应超过两个。
[0025]本发明螺栓连接铝合金框架柱的安装方法如下:
首先，将下部铝合金柱I固定在建筑基础中或者下层柱中；
之后，通过螺栓4将一字形或C形连接板3固定在下部铝合金柱I上，但此时螺栓应处于未拧紧状态；
再将上部铝合金柱2放置在下部铝合金柱I上，并用螺栓4将其连接在一起；
最后，调整上部铝合金柱2的平面位置以满足设计要求，再拧紧所有螺栓，保证连接性會K。
[0026]本发明螺栓连接铝合金框架柱的工作原理为:通过一字形或C形连接板和螺栓4将下部铝合金柱I和上部铝合金柱2连接为整体，共同受力，协同变形，共同抵抗外荷载作用；通过一字形或C形连接板3和螺栓4，上部铝合金柱2所承受荷载可平稳传递至下部铝合金柱I，之后将荷载传递至基础。
[0027]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种螺栓连接铝合金框架柱，包括铝合金框架和连接组件，其特征在于:所述铝合金框架包括下部铝合金柱(I)和上部铝合金柱(2)，上部铝合金柱(2)竖向设置在下部铝合金柱(I)上部，并通过连接组件进行连接固定，所述连接组件包括连接板(3)和螺栓(4)，连接板(3)设置在下部铝合金柱(I)和上部铝合金柱(2)连接处并通过螺栓(4)进行连接固定为整体，共同受力，协同变形，共同抵抗荷载作用。2.根据权利要求1所述的螺栓连接铝合金框架柱，其特征在于:所述下部铝合金柱(I)和上部铝合金柱(2)分别为工字形截面下部铝合金柱和工字形截面上部铝合金柱，在工字形截面下部铝合金柱和工字形截面上部铝合金柱的翼缘和腹板上预置有螺栓孔。3.根据权利要求1所述的螺栓连接铝合金框架柱，其特征在于:所述连接板(3)为一字形连接板或C形连接板，在一字形连接板或C形连接板上预置有螺栓孔，且螺栓孔的数量和布置方式与下部铝合金柱(I)和上部铝合金柱(2)上的螺栓孔相对应。4.根据权利要求3所述的螺栓连接铝合金框架柱，其特征在于:所述一字形连接板或C形连接板的厚度不小于下部铝合金柱(I)和上部铝合金柱(2)的翼缘厚度的最大值。5.根据权利要求1所述的螺栓连接铝合金框架柱，其特征在于:所述螺栓(4)为高强螺栓或普通螺栓，高强螺栓或普通螺栓采用铝合金材料或不锈钢材料。6.根据权利要求5所述的螺栓连接铝合金框架柱，其特征在于:所述螺栓(4)连接的位置错开布置。7.根据权利要求1所述的螺栓连接铝合金框架柱，其特征在于安装方法如下: 首先，将下部铝合金柱(I)固定在建筑基础中或者下层柱中； 之后，通过螺栓(4)将一字形或C形连接板(3)固定在下部铝合金柱(I)上，但此时螺栓应处于未抒紧状态； 再将上部铝合金柱(2)放置在下部铝合金柱(I)上，并用螺栓(4)将其连接在一起； 最后，调整上部铝合金柱(2)的平面位置以满足设计要求，再拧紧所有螺栓，保证连接性能。
【专利摘要】本发明公开了一种螺栓连接铝合金框架柱，包括铝合金框架和连接组件，所述铝合金框架包括下部铝合金柱（1）和上部铝合金柱（2），上部铝合金柱（2）竖向设置在下部铝合金柱（1）上部，并通过连接组件进行连接固定，所述连接组件包括连接板（3）和螺栓（4），连接板（3）设置在下部铝合金柱（1）和上部铝合金柱（2）连接处并通过螺栓（4）进行连接固定为整体，共同受力，协同变形，共同抵抗荷载作用。本发明是一种可工厂化制作现场装配的简单易行结构，不仅可改善铝合金框架结构柱的受力性能和抗震耗能能力，进而提高铝合金整体结构的抗震性能，而且可促进铝合金材料在建筑结构中的应用，满足绿色智慧城市的发展要求。
【IPC分类】E04B1/98, E04B1/58
【公开号】CN105714938
【申请号】CN201610057711
【发明人】惠存, 孙玉周, 杨子胜, 赵毅, 李新明, 彭倩, 管佳佳
【申请人】中原工学院