CN210917726U - 一种铝合金结构防火节点构造及建筑结构防火系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铝合金结构防火节点构造及建筑结构防火系统，所述铝合金结构防火节点构造包括不锈钢连接节点以及与连接节点相连接的铝合金杆件，杆件采用闭口截面设置，杆件内部沿其长度方向形成第一腔体；连接节点采用中空封闭式的壳状设计，在连接节点内部形成第二腔体；连接节点与杆件固定连接，且第一腔体与第二腔体相连通形成水流通道，本实用新型利用铝合金结构构件本身作为水的输送管道，通过设计一种特殊的节点形式，使得水能在结构体内部流通。当火灾发生时，以水的循环将铝合金构件上的热量带走，从而保证承载铝构件不会因升温过高而丧失承载能力。

Description

一种铝合金结构防火节点构造及建筑结构防火系统

技术领域

本实用新型涉及建筑防火结构技术领域，更具体地说，它涉及一种铝合金结构防火节点构造及建筑结构防火系统。

背景技术

铝合金广泛应用于航空航天领域。近年来铝合金结构由于其自重轻、耐腐蚀、易加工等特点，在建筑工程领域应用也逐渐增多。国内已在工业建筑、体育建筑和展览建筑领域中建成多座铝合金结构建筑物。构件截面多为工字型材，节点采用板式节点，采用不锈钢螺栓连接。也有个别采用圆管型材，螺栓球节点。

与其它金属材料类似，铝合金材料在高温下强度迅速衰减。因此需要采取有效手段在发生火灾时隔离火源，在一定的时间范围内防止材料温度升高，保证结构承载能力，为人员的疏散撤离创造条件。

通常钢结构采用外涂防火涂料的方式进行防火保护。利用防火涂料导热率低的特点，延缓热量向钢构件的传输，但一般钢结构用防火涂料容易与铝合金材料发生电化腐蚀，目前尚无适合铝合金材料的防火涂料成熟产品。铝合金结构的另外一个防火措施就是采用有效的水喷淋系统进行防护。这意味着所有铝合金构件都要在喷淋系统的覆盖之下，显然在工程实践中操作难度很大。

如何保证铝合金结构平时使用时的结构强度，同时在建筑发生火灾时，又能够实现铝合金结构本身的有效降温是目前亟待解决的问题。

实用新型内容

针对实际运用中建筑铝合金结构遇火灾时，自身温度升高导致结构承载能力下降这一问题，本实用新型目的一在于提出一种铝合金结构防火节点构造，其不仅能够满足降低建筑自重及造价的要求，还能够在建筑发生火灾时，迅速排除自身吸收的热量，保证结构强度。基于上述铝合金结构防火节点构造，本实用新型目的二在于提出一种建筑结构防火系统，基于上述铝合金结构,确保建筑在遇到火灾时，建筑结构本身的强度及承载力不会降低，维持建筑结构稳定，为人员的疏散撤离创造条件，具体方案如下：

一种铝合金结构防火节点构造，包括连接节点以及与所述连接节点相连接的杆件，

所述杆件采用闭口截面设置，所述杆件内部沿其长度方向形成第一腔体；

所述连接节点采用中空封闭式的壳状设计，在所述连接节点内部形成第二腔体；

所述连接节点与所述杆件固定连接，且所述第一腔体与第二腔体相连通形成水流通道。

通过上述技术方案，当建筑发生火灾时，可以利用上述水流通道组成水循环回路，利用循环的水对铝合金结构进行降温，进而避免杆件或连接节点温度过度升高，保证火灾发生时建筑结构本身的强度及承载力不会降低。

进一步的，所述连接节点包括，

第一连接段，呈柱状壳体设置，所述第一连接段的侧壁上开设有多个与内部第二腔体相连通的开口；

第二连接段，呈管状设置且与所述第二腔体相连通，其一端与所述第一连接段固定连接，另一端形成与所述杆件插接配合的连接口。

通过上述技术方案，利用第一连接段作为连接节点的核心，起到支撑连接的作用，利用多个第二连接段与杆件固定连接，便于施工时进行安装可拆卸；上述方案，直接利用杆件本身作为水体流动的管道，有利于水体快速的将杆件上的热量带走。

进一步的，所述杆件由铝合金材料制成。

上述技术方案，与建筑空间结构领域与占主导地位的钢材相比，铝合金材料有着自重轻、耐腐蚀及易加工的特点。结构自重的减轻有助于降低支承结构及基础工程造价，其良好的耐腐性能则可节省昂贵的防腐费用和防腐处理以及日常的维护费用。

进一步的，所述连接节点中的第一连接段、第二连接段均由不锈钢制成且二者呈一体设置。

通过上述技术方案，利用不锈钢作为连接节点，既可以保证连接节点的结构强度，又能够减少水流通道中水体对连接节点的腐蚀。

进一步的，所述第一连接段呈圆柱形设置；

所述第二连接段设置为多个且其断面呈矩形设置，多个所述第二连接段沿所述第一连接段的侧壁周向均匀设置。

进一步的，所述杆件靠近所述第二连接段的一端伸入到第二连接段的连接口内；或

所述杆件靠近所述第二连接段的一端套接于所述第二连接段的外壁上；

所述第二连接段与杆件上均对应开设有多个铆钉孔，第二连接段与杆件通过铆钉固定连接。

通过上述技术方案，杆件和第二连接段插接配合，待二者相对位置达到设定要求后，利用铆钉将二者固定连接，拆卸安装都十分方便。

进一步的，所述杆件靠近第二连接段的一端端部套设有不锈钢钢套管，所述杆件与所述钢套管通过铆钉固定连接；

所述钢套管与所述第二连接段焊接设置。

通过上述技术方案，将不锈钢钢套管预先与杆件固定连接，在施工安装时，利用焊机便可将不锈钢钢套管于第二连接段，即连接节点固定连接，安装方便快捷，并且，现场安装时不锈钢连接节点与杆件端部不锈钢套管焊接，保证强度和密闭性，通过这种节点形式也避免了铝合金型材的焊接。

进一步的，所述铆钉带帽一端设置有止水垫片。

通过上述技术方案，可以避免水流通道中的水体从铆钉和杆件之间的缝隙流出。

基于上述铝合金结构防火节点构造，本实用新型还提出了一种建筑结构防火系统，包括如前所述的铝合金结构防火节点构造以及水循环管路组件；

其中，所述水循环管路组件包括：

水流管路，包括多根设置于建筑内部的水管，多根所述水管与所述铝合金结构防火节点构造中的水流通道相连通，水流管路以及水流通道共同组成水循环回路；

冷却塔，设置于建筑的外部，与所述水流管路相连通，用于将水循环回路中循环水体的热量排放到外部大气中；

泵体，设置于水流管路中，用于驱动所述水循环回路中的水体流动；

监测装置，配置为用于监测建筑内部的火情，输出监测结果信号；

控制器，配置为与所述泵体及冷却塔控制连接，且与所述监测装置信号连接，接收并响应于所述监测结果信号，控制所述泵体以及冷却塔动作。

通过上述技术方案，当监测装置监测到建筑内部发生火情时，则控制上述泵体以及冷却塔启动，泵体驱动水循环回路中的水体流动，进而带走铝合金结构上的热量并通过冷却塔排出到建筑外部的大气中，进而防止建筑结构材料温度过度升高，保证结构承载能力不会下降。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型利用铝合金结构构件本身作为水的输送管道，通过设计一种特殊的节点形式，使得水能在结构体内部流通。当火灾发生时，以水的循环将铝合金构件上的热量带走，从而保证承载铝构件不会因升温过高而丧失承载能力。

附图说明

图1为防火铝合金结构的示意图（实施方式一）；

图2为防火铝合金结构的局部爆炸示意图（实施方式一）；

图3为连接节点第一连接段的结构示意图；

图4为防火铝合金结构的示意图（实施方式二）；

图5为防火铝合金结构的局部爆炸示意图（实施方式二）；

图6为建筑铝合金结构防火系统的示意图。

附图标记：1、连接节点；2、杆件；3、第一腔体；4、第二腔体；5、第一连接段；6、第二连接段；7、开口；8、连接口；9、铆钉；10、钢套管；11、水流管路；12、冷却塔；13、泵体；14、监测装置。

具体实施方式

当前建筑空间结构的主要用材为钢材，钢结构建筑的梁、柱、屋架是建筑的骨架，其安全性直接关系整个建筑的安全。目前，钢材在使用的过程中存在着许多问题，例如，钢材容易被腐蚀，其自重也较大，提高了支承结构及基础工程的造价。近年来铝合金结构由于其自重轻、耐腐蚀、易加工等特点，在建筑工程领域应用开始逐渐增多，但与钢结构类似，建筑常用铝合金材料在自身温度升高后其强度开始降低，温度超过200℃强度便降低一半，因此需要采取有效手段防止铝合金温度过度升高。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

一种铝合金结构防火节点构造，如图1所示，包括连接节点1以及与连接节点1相连接的杆件2。上述杆件2采用闭口截面设置，杆件2内部沿其长度方向形成第一腔体3。连接节点1采用中空封闭式的壳状设计，在连接节点1内部形成第二腔体4（参见图3）。连接节点1与杆件2固定连接，且第一腔体3与第二腔体4相连通形成水流通道。

如图2所示，连接节点1包括第一连接段5和第二连接段6，第一连接段5呈柱状壳体设置，第一连接段5的侧壁上开设有多个与内部第二腔体4相连通的开口7。第二连接段6呈管状设置且与第二腔体4相连通，其一端与第一连接段5固定连接，另一端形成与杆件2插接配合的连接口8。

详述的，本实用新型中，连接节点1中的第一连接段5、第二连接段6均由不锈钢制成且二者呈一体设置，即第一连接段5和第二连接段6通过一次铸造成型或二者焊接到一起，以保证连接节点1的结构强度。

进一步详述的，如图3所示，第一连接段5呈圆柱形设置，内部中空。第二连接段6设置为多个且其断面呈矩形设置，多个第二连接段6沿第一连接段5的侧壁周向均匀设置。在实践中，上述杆件2长度方向与连接节点1轴向之间所成角度可根据需要进行调整。

在本实用新型中，上述杆件2由铝合金材料制成。与建筑空间结构领域占主导地位的钢材相比，铝合金材料有着自重轻、耐腐蚀及易加工的特点。结构自重的减轻有助于降低支承结构及基础工程造价，其良好的耐腐性能则可节省昂贵的防腐费用和防腐处理以及日常的维护费用。并且，水体在铝合金杆件2内部流动，并不会对杆件2本身产生过大腐蚀且导热性良好。

基于上述设置，杆件2与连接节点1的连接方式包括但不限于以下方式：

在一实施方式中，如图1和图2所示，杆件2靠近第二连接段6的一端伸入到第二连接段6的连接口8内，即杆件2的断面形状与连接口8的形状均设置为矩形。或杆件2靠近第二连接段6的一端套接于第二连接段6的外壁上。第二连接段6与杆件2上均对应开设有多个铆钉9孔，第二连接段6与杆件2通过铆钉9固定连接。利用上述技术方案，杆件2和第二连接段6插接配合，待二者相对位置达到设定要求后，利用铆钉9将二者固定连接，拆卸安装都十分方便。

在另一实施方式中，如图4和图5所示，杆件2靠近第二连接段6的一端端部套设有不锈钢钢套管10，杆件2与钢套管10通过铆钉9固定连接。钢套管10与第二连接段6焊接设置。上述技术方案，将不锈钢钢套管10预先与杆件2固定连接，在施工安装时，利用焊机便可将不锈钢钢套管10与第二连接段6，即连接节点1固定连接，安装方便快捷，并且，现场安装时不锈钢连接节点1与杆件2端部不锈钢套管10焊接，保证强度和密闭性，通过这种节点形式也避免了铝合金型材的焊接。

作为对上述两种实施方式的优化，为了避免水流通道中的水体从铆钉9和杆件2之间的缝隙流出，铆钉9带帽一端设置有止水垫片，上述止水垫片可采用橡胶片。

基于上述铝合金结构防火节点构造，本实用新型还提出了一种建筑结构防火系统，如图6所示，包括如前的铝合金结构防火节点构造以及水循环管路组件。

其中，水循环管路组件包括：水流管路11、冷却塔12、泵体13、监测装置14以及控制器（图中略去未示出）。

水流管路11包括多根设置于建筑上的水管，水管内部灌注有防冻循环水，多根水管与铝合金结构防火节点构造中的水流通道相连通，水流管路11以及水流通道共同组成水循环回路。

冷却塔12设置于建筑的外部，与水流管路11相连通，用于将水循环回路中循环水体的热量排放到外部大气中。

泵体13，即水泵，连通设置于水流管路11中，用于驱动水循环回路中的水体流动。

监测装置14配置为用于监测建筑内部的火情，输出监测结果信号。

控制器配置为与泵体13及冷却塔12控制连接，且与监测装置14信号连接，接收并响应于监测结果信号，控制水泵以及冷却塔12动作。

在本实用新型中，上述监测装置14直接采用建筑内部的火灾报警系统的监测数据，具体包括设置于建筑内各处的图像采集器、温度传感器、烟雾传感器等。控制器可采用FPGA或单片机模块实现，控制器通过光纤通信模块或无线通信模块与各个传感器信号连接，当温度传感器及烟雾传感器检测到的信号符合火灾数据模型时，控制器控制上述冷却塔12及泵体13启动。

基于上述技术方案，当监测装置14监测到建筑内部发生火情时，则控制上述泵体13以及冷却塔12启动，泵体13驱动水循环回路中的水体流动，进而带走铝合金结构上的热量并通过冷却塔12排出到建筑外部的大气中，进而防止建筑结构材料温度过度升高，保证结构承载能力不会下降。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围ainai 。

Claims (9)

1.一种铝合金结构防火节点构造，包括连接节点(1)以及与所述连接节点(1)相连接的杆件(2)，其特征在于，

所述杆件(2)采用闭口截面设置，所述杆件(2)内部沿其长度方向形成第一腔体(3)；

所述连接节点(1)采用中空封闭式的壳状设计，在所述连接节点(1)内部形成第二腔体(4)；

所述连接节点(1)与所述杆件(2)固定连接，且所述第一腔体(3)与第二腔体(4)相连通形成水流通道。

2.根据权利要求1所述的铝合金结构防火节点构造，其特征在于，所述连接节点(1)包括，

第一连接段(5)，呈柱状壳体设置，所述第一连接段(5)的侧壁上开设有多个与内部第二腔体(4)相连通的开口(7)；

第二连接段(6)，呈管状设置且与所述第二腔体(4)相连通，其一端与所述第一连接段(5)固定连接，另一端形成与所述杆件(2)插接配合的连接口(8)。

3.根据权利要求1所述的铝合金结构防火节点构造，其特征在于，所述杆件(2)由铝合金材料制成。

4.根据权利要求2所述的铝合金结构防火节点构造，其特征在于，所述连接节点(1)中的第一连接段(5)、第二连接段(6)均由不锈钢制成且二者呈一体设置。

5.根据权利要求2所述的铝合金结构防火节点构造，其特征在于，所述第一连接段(5)呈圆柱形设置；

所述第二连接段(6)设置为多个且其断面呈矩形设置，多个所述第二连接段(6)沿所述第一连接段(5)的侧壁周向均匀设置。

6.根据权利要求2所述的铝合金结构防火节点构造，其特征在于，

所述杆件(2)靠近所述第二连接段(6)的一端伸入到第二连接段(6)的连接口(8)内；或

所述杆件(2)靠近所述第二连接段(6)的一端套接于所述第二连接段(6)的外壁上；

所述第二连接段(6)与杆件(2)上均对应开设有多个铆钉(9)孔，第二连接段(6)与杆件(2)通过铆钉(9)固定连接。

7.根据权利要求4所述的铝合金结构防火节点构造，其特征在于，所述杆件(2)靠近第二连接段(6)的一端端部套设有不锈钢钢套管(10)，所述杆件(2)与所述钢套管(10)通过铆钉(9)固定连接；

所述钢套管(10)与所述第二连接段(6)焊接设置。

8.根据权利要求6或7所述的铝合金结构防火节点构造，其特征在于，所述铆钉(9)带帽一端设置有止水垫片。

9.一种建筑结构防火系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的铝合金结构防火节点构造以及水循环管路组件；

其中，所述水循环管路组件包括：

水流管路(11)，包括多根设置于建筑内部的水管，多根所述水管与所述铝合金结构防火节点构造中的水流通道相连通，水流管路(11)以及水流通道共同组成水循环回路；

冷却塔(12)，设置于建筑的外部，与所述水流管路(11)相连通，用于将水循环回路中循环水体的热量排放到外部大气中；

泵体(13)，设置于水流管路(11)中，用于驱动所述水循环回路中的水体流动；

监测装置(14)，配置为用于监测建筑内部的火情，输出监测结果信号；

控制器，配置为与所述泵体(13)及冷却塔(12)控制连接，且与所述监测装置(14)信号连接，接收并响应于所述监测结果信号，控制所述泵体(13)以及冷却塔(12)动作。

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