CN107816131A - 一种可穿管线的双腹板h型铝合金框架结构 - Google Patents

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Abstract

一种可穿管线的双腹板H型铝合金框架结构，属于建筑房屋结构研究领域。主要由双腹板H型铝合金梁构件、双腹板H型铝合金柱构件、C型连接铝合金板构件以及连接件组成。其中C型连接铝合金板构件腹板的中部和双腹板H型铝合金柱构件的翼缘中部均有开洞，作为走水电管线的洞口。C型连接铝合金板构件包裹于双腹板H型铝合金梁构件外侧，采用连接件将C型连接铝合金板构件的翼缘与双腹板H型铝合金梁构件的翼缘相连，采用连接件将C型连接铝合金板构件的腹板与双腹板H型铝合金柱构件的翼缘相连。中空的腔体则有助于水电管线从中顺利穿过，保护管线不被腐蚀破坏。

Description

一种可穿管线的双腹板H型铝合金框架结构
技术领域
本发明涉及建筑房屋结构研究领域，是一种新型的铝合金框架结构形式。
背景技术
目前我国经济正处于高速发展的阶段，各类房屋建筑工程日益增多，城市化建设步伐也不断加快。随着经济社会的快速发展，各种工业建筑、民用建筑也向着大跨空间结构发展，尤其是在建筑高度、跨度方面呈现出越来越高、越来越大的趋势，因此对于建筑材料的自重以及耐腐蚀性等等要求就越来越高。尤其是具有特殊功能的建筑，例如煤厂、游泳馆等易产生腐蚀性气体的建筑就对建筑受力构件的要求十分苛刻。若采用钢结构不仅自重较大，且极易被腐蚀，需在其表面刷涂料，并需要定期维护，提高了建造成本。因此需要一种新型的材料——铝合金来解决上述问题。
发明内容
本发明旨在解决上述背景技术中所提及的问题，设计出一种新型的可穿管线的双腹板H型铝合金框架结构来代替钢结构作为建筑的结构形式。
一种可穿管线的双腹板H型铝合金框架结构，其特征在于，主要包括双腹板H型铝合金梁构件(1)、双腹板H型铝合金柱构件(2)、C型连接铝合金板构件(3)以及连接件(4)；
双腹板H型铝合金梁构件(1)包括平行的两腹板A(11)和两翼缘A(12)，两翼缘A(12)分别垂直固定在两腹板A两侧边且连接成一体，在翼缘A的两端的边部分别设有一排连接孔A(13)，连接孔A(13)的排布方向与腹板A平行；
双腹板H型铝合金柱构件(2)包括平行的两腹板B(21)和两翼缘B(22)，两翼缘B(22)分别垂直固定在两腹板B两侧边且连接成一体，在翼缘B中间的两边部分别设有一排连接孔B(23)，连接孔B(23)的排布方向与腹板B平行；在两翼缘B的中间部位分别设有用于穿过管线的预留孔B(5)，两预留孔B(5)的连线穿过两腹板B(21)之间的空间；在每一个翼缘B上，预留孔B位于两排连接孔B(23)之间。
C型连接铝合金板构件(3)包括上下平行的两翼缘C(32)和位于两翼缘C(32)之间的中间腹板(31)，中间腹板(31)与两翼缘C(32)垂直，且与两翼缘C(32)的侧边固定连接成一体，形成C形板结构；在翼缘C的两边部分别设有一排连接孔C(33)，在中间腹板(31)的两边部分别设有一排连接孔D(34)，在中间腹板(31)的中间位置还设有用于穿过管线的预留孔C(6)；
两个双腹板H型铝合金柱构件(2)平行，两个C型连接铝合金板构件(3)分别位于双腹板H型铝合金梁构件(1)的两端，两翼缘C(32)分别平行紧贴两翼缘A(12)，中间腹板(31)在C型内的面垂直紧贴两腹板A(11)的端面，双腹板H型铝合金梁构件(1)的端部位于C型连接铝合金板构件(3)的C型内；中间腹板(31)C型外的面平行紧贴两翼缘B；
连接孔A(13)与连接孔C(33)相对应且采用连接件如螺栓固定；中间腹板(31)平行紧贴两翼缘B中的连接孔D和连接孔A相对应且采用连接件如螺栓固定。
预留孔B、预留孔C同轴线。
双腹板H型铝合金梁构件为铝锭直接挤压成型构件或者铝合金板件焊接形成，焊接可以采用摩擦焊，电弧焊或者气体保护焊。
双腹板H型铝合金柱构件为铝锭直接挤压成型构件或者铝合金板件焊接形成，焊接可以采用摩擦焊，电弧焊或者气体保护焊。
C型连接铝合金板构件为铝锭直接挤压成型构件或铝合金板件焊接形成，焊接可以采用摩擦焊，电弧焊或者气体保护焊。
连接件采用普通螺栓连接、高强螺栓连接或者铆钉连接；连接件的个数以及排列方式由荷载组合经过计算、验算得出，并在双腹板H型铝合金梁构件(1)、双腹板H型铝合金柱构件和C型连接铝合金板构件的相应位置预留连接件孔道。
C型连接铝合金板构件的腹板中部可根据需要预留出水电管线的孔道，并在C型连接铝合金板构件连接双腹板H型铝合金柱构件的翼缘中部开洞，洞口大小需验算柱的承载力，洞口的形式可以为方形，圆形，椭圆形或者菱形。
双腹板H型铝合金柱构件的两侧均可预留管线的孔道以及连接件的孔道，两侧均连接了C型连接铝合金板构件以及双腹板H型铝合金梁构件，形成连续的多跨框架结构。
本发明的优点是：
1、采用铝合金作为结构的受力构件可减轻结构的整体质量。因铝的密度只有钢材的三分之一，因此可以大大减轻结构的自重，减少结构各个部位中的内力以及在收到地震、风荷载下结构的位移；
2、铝合金塑性好，易于加工成型。良好的延展性以及冷压性能极佳使得铝合金省去了热轧这一费工费时的工艺，将原材料(铝棒)放入挤压机的模具中加热至500℃左右即可成型，且能接近Q235钢材的强度；
3、铝合金具有耐腐蚀的特点。铝在空气中会形成一层致密的氧化铝保护膜，这种保护膜与内部基体牢固结合，具有较高的稳定性，可保护内部基体不被腐蚀，这样可以保证建筑在使用期限内终生免维护，省去了人工维护的成本；
4、中空的腔体有利于走水电等管线。双腹板H型铝合金的梁柱可以形成中空的腔体，其中C型连接铝合金板构件腹板的中部和双腹板H型铝合金柱构件的翼缘中部均有开洞，作为走水电等管线的洞口，具有较高的密封性，可以有效保护水电管线不会轻易被外界破坏。
附图说明
图1可穿管线的双腹板H型铝合金框架结构的节点示意图；
图2双腹板H型铝合金梁构件示意图；
图3双腹板H型铝合金柱构件示意图；
图4 C型连接铝合金板构件示意图；
图5连接件；
1双腹板H型铝合金梁构件、2双腹板H型铝合金柱构件、3C型连接铝合金板构件、4连接件、5预留孔B、6预留孔C、11两腹板A、12翼缘A，13连接孔A、21腹板B、22翼缘B、23连接孔B、31中间腹板、32翼缘C、33连接孔C、34连接孔D。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
参见图1～5，本发明涉及的一种新型的可穿管线的双腹板H型铝合金框架结构，主要由四部分组成：双腹板H型铝合金梁构件(1)、双腹板H型铝合金柱构件(2)、C型连接铝合金板构件(3)以及连接件组成。首先根据荷载组合计算出所需的梁柱截面大小，并验算C型连接铝合金板构件(3)上连接件的抗剪承载力，以确定连接件的个数以及排列方式。在各个构件的工厂预制过程中，在双腹板H型铝合金梁构件(1)的翼缘两侧、双腹板H型铝合金柱构件(2)的翼缘两侧以及C型连接铝合金板构件(3)的相应位置开洞，预留好所需连接件大小的孔洞。在双腹板H型铝合金柱构件(2)的翼缘中部根据其通过的管线需要开洞(本示例取的圆洞，可根据实际需要开任意形状的洞口)，验算所开洞口大小对双腹板H型铝合金柱构件(2)的承载力的影响，并在C型连接铝合金板构件相应位置开洞。其中连接件可采用普通螺栓连接、高强螺栓连接或者铆钉连接。在现场安装过程中，将C型连接铝合金板构件(3)上下包裹于双腹板H型铝合金梁构件(1)的外侧，并用连接件将C型连接铝合金板构件(3)的翼缘与双腹板H型铝合金梁构件(1)的翼缘相连、C型连接铝合金板构件(3)的腹板与双腹板H型铝合金柱构件(2)的翼缘相连，这样即完成了一个框架节点的安装。最后根据需要将管线从C型连接铝合金板构件的洞口和双腹板H型铝合金柱构件的洞口中穿过便达到了走管线的目的。

Claims (7)

1.一种可穿管线的双腹板H型铝合金框架结构，其特征在于，主要包括双腹板H型铝合金梁构件(1)、双腹板H型铝合金柱构件(2)、C型连接铝合金板构件(3)以及连接件；
双腹板H型铝合金梁构件(1)包括平行的两腹板A(11)和两翼缘A(12)，两翼缘A(12)分别垂直固定在两腹板A两侧边且连接成一体，在翼缘A的两端的边部分别设有一排连接孔A(13)，连接孔A(13)的排布方向与腹板A平行；
双腹板H型铝合金柱构件(2)包括平行的两腹板B(21)和两翼缘B(22)，两翼缘B(22)分别垂直固定在两腹板B两侧边且连接成一体，在翼缘B中间的两边部分别设有一排连接孔B(23)，连接孔B(23)的排布方向与腹板B平行；在两翼缘B的中间部位分别设有用于穿过管线的预留孔B(5)，两预留孔B(5)的连线穿过两腹板B(21)之间的空间；在每一个翼缘B上，预留孔B位于两排连接孔B(23)之间。
C型连接铝合金板构件(3)包括上下平行的两翼缘C(32)和位于两翼缘C(32)之间的中间腹板(31)，中间腹板(31)与两翼缘C(32)垂直，且与两翼缘C(32)的侧边固定连接成一体，形成C形板结构；在翼缘C的两边部分别设有一排连接孔C(33)，在中间腹板(31)的两边部分别设有一排连接孔D(34)，在中间腹板(31)的中间位置还设有用于穿过管线的预留孔C(6)；
两个双腹板H型铝合金柱构件(2)平行，两个C型连接铝合金板构件(3)分别位于双腹板H型铝合金梁构件(1)的两端，两翼缘C(32)分别平行紧贴两翼缘A(12)，中间腹板(31)在C型内的面垂直紧贴两腹板A(11)的端面，双腹板H型铝合金梁构件(1)的端部位于C型连接铝合金板构件(3)的C型内；中间腹板(31)C型外的面平行紧贴两翼缘B；
连接孔A(13)与连接孔C(33)相对应且采用连接件如螺栓固定；中间腹板(31)平行紧贴两翼缘B中的连接孔D和连接孔A相对应且采用连接件如螺栓固定；
预留孔B、预留孔C同轴线。
2.按照权利要求1所述的一种可穿管线的双腹板H型铝合金框架结构，其特征在于，双腹板H型铝合金梁构件为铝锭直接挤压成型构件或者铝合金板件焊接形成。
3.按照权利要求1所述的一种可穿管线的双腹板H型铝合金框架结构，其特征在于，双腹板H型铝合金柱构件为铝锭直接挤压成型构件或者铝合金板件焊接形成。
4.按照权利要求1所述的一种可穿管线的双腹板H型铝合金框架结构，其特征在于，C型连接铝合金板构件为铝锭直接挤压成型构件或铝合金板件焊接形成。
5.按照权利要求1所述的一种可穿管线的双腹板H型铝合金框架结构，其特征在于，连接件采用螺栓连接或者铆钉。
6.按照权利要求1所述的一种可穿管线的双腹板H型铝合金框架结构，其特征在于，预留孔B、预留孔C的形式为方形，圆形，椭圆形或者菱形。
7.按照权利要求1所述的一种可穿管线的双腹板H型铝合金框架结构，其特征在于，双腹板H型铝合金柱构件的两侧均预留管线的孔道以及连接件的孔道，两侧均连接了C型连接铝合金板构件以及双腹板H型铝合金梁构件，形成连续的多跨框架结构。
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