矩形钢管幕墙横梁立柱连接体系的制作方法

本发明涉及一种矩形钢管幕墙的横梁立柱连接体系，属于矩形钢管幕墙技术领域。

背景技术：

矩形钢管幕墙横梁立柱的已有连接结构如图1至图3所示，矩形钢管立柱10与矩形钢管横梁20之间通过角钢32和螺栓31来实现连接，具体地，角钢32的一钢板设置在横梁20的端部位置上，垫设垫片33后通过螺栓31固定在立柱10的侧壁上，如图3所示，角钢32的另一钢板抵靠在横梁20前壁上后，通过螺钉34固定。当立柱10与横梁20连接完毕后，再进行底座42、62(底座42通过螺钉41固定在立柱10前壁上，底座62通过螺钉61固定在横梁20前壁上)、副框43、63、压块44、64(压块44压住副框43后通过螺钉45固定在底座42上，压块64压住副框63后通过螺钉65固定在底座62上)以及玻璃面板50等的安装。

从实际实施中可以看到，如图3所示，在矩形钢管横梁20的端部需要开豁口避位，以便可在横梁20的端部放置角钢32，这种连接结构属于偏心受力，受力状态不佳，易产生横梁20扭转的缺陷。并且，横梁20端部豁口的加工困难大，质量难以掌控，且处于角钢32位置的副框等构件也需要铣避位，存在加工复杂的问题。另外，对于叠加式幕墙，角钢32和螺栓31占据了底座的位置，会造成玻璃面板50角部无法固定的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种矩形钢管幕墙横梁立柱连接体系，其可实现矩形钢管横梁与矩形钢管立柱之间的稳固固定连接，承载能力强，抗扭刚度好，避免了横梁发生扭转的现象，不存在铣避位的问题，加工、安装简单便捷，施工效率高。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种矩形钢管幕墙横梁立柱连接体系，其特征在于：它包括矩形钢管立柱和矩形钢管横梁，横梁的端部通过侧连接构件与立柱的侧壁相固定连接，横梁的前壁与立柱的前壁之间通过前连接构件相固定连接，其中：

侧连接构件包括可弹塑性变形的铝连接件，铝连接件的一端安装有弹簧销，铝连接件的另一端螺接有调节螺栓并通过调整调节螺栓拧入铝连接件的深度来使铝连接件与调节螺栓一起紧抵顶在横梁端部的封闭腔内；

一体成型的前连接构件包括固定在立柱前壁上的立柱连接部，立柱连接部的两侧连接有横梁连接部，各横梁连接部分别固定在立柱两侧的对应横梁前壁上。

所述铝连接件包括截面呈菱形的框体，框体的四个角部中的一个角部上螺接所述调节螺栓而其余三个角部上均设有抵顶爪，其中：在框体上，与螺接有所述调节螺栓的角部相对的角部、抵顶爪上分别设有销孔、定位孔，销孔内插设所述弹簧销，所述弹簧销的尾部设有定位凹槽，所述弹簧销经由贯穿定位孔的紧固钉部分地嵌入定位凹槽而实现所述弹簧销在销孔内的固定。

所述铝连接件抵顶在所述横梁的后壁上而所述调节螺栓抵顶在所述横梁的前壁上。

所述立柱连接部上设有凸部，凸部上设有用于通过螺钉固定玻璃面板的螺钉定位槽，凸部的两侧设有嵌槽，嵌槽和螺钉定位槽用于共同嵌装纵向密封胶条；所述横梁连接部上设有凸部，凸部上设有用于通过螺钉固定玻璃面板的螺钉定位槽，凸部的两侧设有嵌槽，嵌槽和螺钉定位槽用于共同嵌装横向密封胶条。

本发明的优点是：

1、本发明可实现矩形钢管横梁与矩形钢管立柱之间的稳固固定连接，承载能力强，抗扭刚度好，避免了横梁发生扭转的现象，不存在铣避位的问题。

2、本发明使得幕墙的连接构造大大简化，尤其应用于叠加式幕墙时，前连接构件可直接嵌装纵向、横向密封胶条，直接替代底座，这种做法简单、便捷，又不会破坏幕墙原有的防水构造，防水性能好。

3、前连接构件为一次一体成型的铸造件，加工简单、方便。侧连接构件的安装也简单、方便。本发明整个连接体系的制造成本低，可适用于各种规格的矩形钢管立柱与横梁之间的连接。

4、本发明采用调节螺栓和可弹塑性变形的铝连接件的措施，解决了横梁的矩形截面尺寸在制造时存在一定公差，做大了装不进去，做小了间隙太大的问题。铝连接件在调节螺栓作用下的变形可以实现在上下方向上挤紧横梁上、下壁，在前后方向上，铝连接件与调节螺栓一起挤紧横梁前、后壁。这种结构设计可以有效消除公差引起的间隙，提高连接刚度和强度。并且，变形能力很强的铝连接件，面对作用在横梁上的荷载和横梁跨度的不同，横梁的截面尺寸和壁厚有很多种的情况时，可以很好地适应几毫米的横梁壁厚差异，从而减少制造铝连接件的模具数量。而横梁前后方向的不同规格和壁厚可以通过使用不同规格的调节螺栓和调整调节螺栓拧入铝连接件的深度来适应。

附图说明

图1是矩形钢管幕墙横梁立柱的已有连接结构横剖节点示意图。

图2是矩形钢管幕墙横梁立柱的已有连接结构纵剖节点示意图。

图3是图1中横梁与立柱之间连接结构的放大示意图。

图4是本发明的横剖节点示意图。

图5是图4的右视图(未示出立柱、前连接构件、弹簧销)。

图6是侧连接构件安装在横梁内的初始状态示意图。

图7是前连接构件的结构主视图。

图8是图7的A-A向剖视示意图。

图9是图7的B-B剖面示意图。

图10是图7的C-C向剖视示意图。

图11是本发明的分解立体示意图。

具体实施方式

如图4至图11所示，本发明矩形钢管幕墙横梁立柱连接体系包括矩形钢管立柱10和矩形钢管横梁20，横梁20的端部通过侧连接构件70与立柱10的侧壁相固定连接，横梁20的前壁与立柱10的前壁之间通过前连接构件80相固定连接，其中：

侧连接构件70包括可弹塑性变形的铝连接件71，铝连接件71的一端安装有弹簧销72，铝连接件71的另一端螺接有调节螺栓74并通过调整调节螺栓74拧入铝连接件71的深度来使铝连接件71与调节螺栓74一起紧抵顶在横梁20端部的封闭腔内；

一体成型的前连接构件80包括通过螺钉90固定在立柱10前壁上的立柱连接部81，立柱连接部81的两侧连接有横梁连接部82，各横梁连接部82分别通过螺钉90固定在立柱10两侧的对应横梁20前壁上。

如图5和图6所示，铝连接件71包括截面呈类似菱形的框体711，框体711的四个角部中的一个角部上螺接调节螺栓74而其余三个角部上均设有抵顶爪712，其中：在框体711上，与螺接有调节螺栓74的角部相对的角部、抵顶爪712上分别设有销孔713、定位孔(图中未示出)，销孔713的孔深方向与框体711的长度方向一致而与定位孔的孔深方向相垂直，销孔713内插设弹簧销72，弹簧销72的尾部设有定位凹槽721，弹簧销72经由沿与弹簧销72长度方向垂直的方向贯穿定位孔的紧固钉73部分地嵌入定位凹槽721而实现弹簧销72在销孔713内的固定。

如图4，较佳地，横梁20端部连接到立柱10侧壁后，铝连接件71抵顶在横梁20的后壁上而调节螺栓74抵顶在横梁20的前壁上，也就是说，铝连接件71处于横梁20后部而调节螺栓74处于横梁20前部，这种结构设计可大大提高连接刚度与强度。

在实际制作中，横梁20的矩形截面尺寸在制造时可能存在一定的公差，如果使用定型的铝型材的话，会存在做大了装不进去，做小了间隙太大的问题。因此，本发明采用了调节螺栓74和可弹塑性变形的铝连接件71的措施，铝连接件71在调节螺栓74作用下的变形可以实现在上下方向上挤紧横梁20上、下壁，在前后方向上，铝连接件71与调节螺栓74一起挤紧横梁20前、后壁。这种结构设计可以有效消除公差引起的间隙，提高连接刚度和强度。并且，由于作用在横梁20上的荷载和横梁跨度的不同，横梁20的截面尺寸和壁厚有很多种，这种可弹塑性变形的铝连接件71的变形能力很强，因此可使用一种断面的铝连接件71来适应几毫米的横梁壁厚差异，从而减少制造铝连接件71的模具数量。而横梁20前后方向的不同规格和壁厚可以通过使用不同规格的调节螺栓74和调整调节螺栓74拧入铝连接件71的深度来适应。

在实际制作中，前连接构件80为一体成型，其可为铸造件或锻造件，前连接构件80的精度和一致性可确保良好，从而可实现横梁20与立柱10之间的高精度装配，确保幕墙质量。

如图10所示，立柱连接部81上设有凸部，凸部上设有用于通过螺钉固定玻璃面板的螺钉定位槽811，凸部的两侧设有嵌槽812，螺钉定位槽811和嵌槽812均沿立柱10长度方向延伸，嵌槽812和螺钉定位槽811用于共同嵌装纵向密封胶条(图中未示出)。如图8和图9所示，横梁连接部82上设有凸部，凸部上设有用于通过螺钉固定玻璃面板的螺钉定位槽821，凸部的两侧设有嵌槽822，螺钉定位槽821和嵌槽822均沿横梁20长度方向延伸，嵌槽822和螺钉定位槽821用于共同嵌装横向密封胶条(图中未示出)。

在实际安装时，先组装好侧连接构件70，即将调节螺栓74旋拧螺接在铝连接件71上，通过紧固钉73将弹簧销72固定在铝连接件71的销孔713内，而后将侧连接构件70装入横梁20端部封闭腔内，如图6，然后调整调节螺栓74拧入铝连接件71腔体714内的深度而使调节螺栓74自身和三个抵顶爪712分别紧抵顶在横梁20对应内壁上，如图5。然后安装横梁20，从立柱10前壁向后推入横梁20，于是弹簧销72压缩，随后弹入立柱10侧壁上的弹销孔(图中未示出)内，从而实现横梁20端部在立柱10侧壁上的定位。而后再安装前连接构件80，通过螺钉90将立柱连接部81固定在立柱10前壁上的同时，通过螺钉90将各横梁连接部82固定在立柱10两侧的对应横梁20前壁上，从而完成横梁20与立柱10的连接。当立柱10与横梁20连接完毕后，便可安装纵向、横向密封胶条、副框、压块、玻璃面板(图中未示出)等部件，以完成矩形钢管幕墙的整体施工。

在实际使用中，由于作用于横梁20的荷载是从玻璃面板传递过来的，而玻璃面板固定在横梁20前壁上，荷载产生位置与前连接构件80所在位置非常接近，因此偏心小，传力直接有效，前连接构件80可以承受绝大部分的竖向荷载和水平荷载。侧连接构件70的弹簧销72距离玻璃面板较远，承载少部分的荷载。在本发明中，前连接构件80和侧连接构件70形成了稳固的承载体系，可大大提高横梁20连接在立柱10上的抗扭刚度，防止横梁20发生扭转。

在本发明中，立柱10朝向室外的侧面为前壁，朝向室内的侧面为后壁，其余两个侧面为侧壁，相似地，横梁20朝向室外的侧面为前壁，朝向室内的侧面为后壁，其余两个侧面为上、下壁。

本发明的优点是：

本发明可实现矩形钢管横梁与矩形钢管立柱之间的稳固固定连接，承载能力强，抗扭刚度好，避免了横梁发生扭转的现象，不存在铣避位的问题，加工、安装简单便捷，施工效率高。

以上所述是本发明较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。