大跨度铝合金组合式立柱结构的制作方法

本发明涉及一种大跨度铝合金组合式立柱结构，属于建筑幕墙技术领域。

背景技术：

现代建筑设计日趋多样化，对于跨层或超高楼层建筑，层高可达二十多米，由于层间没有主体结构梁，幕墙单根立柱支点间长度就要二十多米，立柱受力很大，挠度也很大，为满足受力要求，现有的超高楼层幕墙立柱结构可采用以下几种方案：

1、如图1所示，全钢结构立柱，即利用工字钢、焊接钢通、组合槽钢等作为主受力立柱，在立柱外表喷涂氟碳；由于焊接变形、焊缝不平整、角部有圆角、氟碳漆的质量控制等问题，会导致建筑外观效果差，且制作工艺复杂，现场安装多以焊接为主，加大了发生火灾的概率，效率较低、不利于施工安全；

2、如图2所示，钢铝复合立柱，因受铝型材挤压机床、模具和造价限制，单模铝型材无法做到很大，满足不了大跨度结构受力要求，所以在铝立柱中通长穿插钢材，使得铝立柱和钢立柱通过刚度分配来共同受力；在十多米长的铝通中穿钢立柱，工艺上难以实现，且会因为立柱变形而无法穿插，另外，受力计算时直接利用刚度荷载分配，尚没有规范依据。

3、如图3所示，铝包钢立柱，即在全钢立柱外包覆一层装饰用铝皮，现场安装难度大，立柱的垂直度差、立柱截面粗大、质量难以把控。

技术实现要素：

鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种大跨度铝合金组合式立柱结构，在超高楼层建筑结构中采用全铝合金组合式立柱，大幅提高现场安装精度和效率，提升超高楼层建筑幕墙的外观效果和整体质量。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种大跨度铝合金组合式立柱结构，

两个单模立柱通过若干连接件固定连接，形成组合式立柱，

组合式立柱与组合式立柱之间通过插芯对接连接以形成所需长度的立柱。

进一步的，

所述单模立柱的受力方向具有第一壁厚，并设有加强筋，所述单模立柱在受力小的位置具有第二壁厚，该第一壁厚大于该第二壁厚。

所述插芯与相对应的两单模立柱的一侧通过第一连接件群组固定连接，所述插芯与相对应的两单模立柱的另一侧通过第二连接件群组固定连接。

相互对接的两组组合式立柱，两组对接的单模立柱形成错开式的对接缝。

所述单模立柱设有组合端部，两个单模立柱的组合端部相互组合、通过扣盖底座、所述连接件固定连接。

所述插芯与相对应的两单模立柱的远离所述组合端部一侧通过第一连接件群组固定连接，所述插芯与相对应的两单模立柱的组合端部一侧通过第二连接件群组固定连接。

所述连接件使用A4-80级以上不锈钢螺栓，螺栓的间距和预紧力按设计要求布置。

所述扣盖底座上安装装饰扣盖。

所述第一连接件群组为十六颗内六角螺钉，所述第二连接件群组为十六颗外六角螺栓，螺钉、螺栓的间距和大小按设计要求布置。

所述组合式立柱的端部通过机制螺钉与玻璃底座固定连接。

本发明的优点是：

1、在超高楼层建筑结构中采用全铝合金组合式立柱结构，填补了超大跨度(15米)用全铝合金立柱的幕墙系统的空白，提升了超高楼层建筑幕墙的外观效果和整体质量；

2、组合式立柱结构在车间组装好后，于施工现场直接安装，质量可控、结构可靠，提高了安装效率和施工安全性；

3、制造工艺简单，造价低廉，减少了资源浪费，更加节能环保，可以作为标准性产品开发；

4、可通过调整铝合金型材的大小以组合成不同截面的组合式立柱结构，能够满足不同跨度的建筑结构需求，通用性强。

附图说明

图1是现有的全钢结构立柱的结构示意图。

图2是现有的钢铝复合立柱的结构示意图。

图3是现有的铝包钢立柱的结构示意图。

图4是本发明的单模立柱的横截面示意图。

图5是本发明的组合式立柱的横截面示意图。

图6是本发明的组合式立柱的横剖图，显示单模立柱与插芯的连接结构。

图7是图6中沿B-B线的剖面图。

图8是图6中沿A-A线的剖面图。

图9是本发明的组合式立柱的对接结构侧立面示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

如图4-8所示，本发明公开的大跨度铝合金组合式立柱结构，是将两个铝合金单模立柱1穿插组合，通过若干连接件3固定连接，形成组合式立柱；

如图4所示，单模立柱1设有组合端部11，单模立柱1的受力方向加大壁厚，并加设加强筋，以提高立柱的强度，在受力小的位置壁厚做成变截面，以减少资源浪费、节约成本。

如图5所示，两个单模立柱1的组合端部11相互穿插组合，通过扣盖底座2、连接件3固定连接，连接完毕后，在对应扣盖底座2的位置安装装饰扣盖4，以便隐藏连接件3。连接件3使用A4-80级以上不锈钢螺栓，螺栓的间距和预紧力需按设计要求布置，以增加铝型材壁间的摩擦力用于抵抗竖向力，使得两单模立柱的组合部位能够传递弯矩，组合截面可视为整体来共同作用。

如图6-8所示，受铝合金型材挤压极限长度、喷涂极限长度、运输极限长度等因素的影响，组合式立柱与组合式立柱之间需要对接连接以达到所需长度。如图9所示，对接时，两组组合式立柱相互对应，其中一组组合式立柱的两根单模立柱上、下错开，另一组组合式立柱的两根单模立柱相应的下、上错开，使得两组组合式立柱形成错开式的对接缝，在相互对接的两根单模立柱1中间插入插芯8，插芯8与相对应的两单模立柱1外侧(远离组合端部11一侧)通过第一连接件群组7固定连接，插芯8与相对应的两单模立柱1内侧(组合端部11一侧)通过第二连接件群组9固定连接。

于一具体实施例中，第一连接件群组7为十六颗内六角螺钉，第二连接件群组9为十六颗外六角螺栓，螺钉、螺栓的间距和大小按设计要求布置。

相互组合的两个单模立柱，二者的大小可以是相同的也可以是不相同的，通过不同尺寸的单模立柱相互组合，可形成不同截面的组合式立柱结构，能够满足不同跨度的建筑结构需求。

如图5所示，组合式立柱的端部通过机制螺钉5与玻璃底座6固定连接，用于固定玻璃。

以上所述是本发明的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。