一种新型铝合金结构大雁板的制作方法

本发明涉及一种新型铝合金结构大雁板，属于建筑结构技术领域。

背景技术：

目前，在各种工业厂房、仓库及大空间公共建筑中常使用的结构形式大多是传统屋架。然而，传统屋架自重非常重，增加运输、吊装等施工措施成本，同时还大幅增加结构的基础成本，且防腐性能差，屋面防水等功能未能与结构形成一体化设计。

由于铝合金材料具有质量轻、强度质量比高、耐腐蚀性能好、基本免维护、易挤压成型、材料回收利用率高、绿色施工等特性，使得铝合金材料被广泛应用于结构工程中。鉴于铝合金材料以上特性，正好解决了传统屋架的缺陷问题，提高了建筑工程的装配率。

随着铝合金材料研究的深入，新型硬铝、超硬铝等材料的出现，以及针对铝合金材料专门研究的新型焊接工艺——搅拌摩擦焊技术的成熟，在技术上保障了铝合金结构大雁板实施的可行性。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有传统屋架的缺点，提供一种新型铝合金结构大雁板。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型铝合金结构大雁板包括上部的两块对称倾斜翼板，下部梁，顶部水平翼尾连接板，所述的倾斜翼板、下部梁、水平翼尾连接板都是蜂窝状的铝合金截面；

所述的倾斜翼板、下部梁、水平翼尾连接板之间的连接都是通过搅拌摩擦焊进行连接的；

所述的铝合金结构大雁板与所述的另一块铝合金结构大雁板相互搭接之后，能够解决屋面防水问题；

所述的铝合金结构大雁板截面呈大雁形，所述两块对称倾斜翼板与水平方向夹角为20°(+0～10°)，所述两块对称倾斜翼板的厚度由根部向尾部逐渐变薄，其根部为100mm，倾斜翼板尾部缩减为50mm，所述下部梁的高为325mm，宽为200mm；

所述的各蜂窝状铝合金截面的肋板和上下翼缘板的厚度除交接处为

4.0～5.0mm外，其余均为2.0～3.0mm；所述的铝合金结构大雁板的横向宽度一般为3～4米，可跨越的纵向跨度为9～30米。

所述变截面的处理方式不仅满足结构对强度、变形及稳定性方面的要求，同时能节省用材，提高经济效益。

所述的对称倾斜翼板由3块变截面的蜂窝状铝合金截面组合而成，所述的下部梁是一块整体挤压成型的蜂窝状铝合金截面，所述的顶部水平翼尾连接板也是一块整体挤压成型的蜂窝状铝合金截面；

所述的顶部水平翼尾连接板需挤压成一块折型板，目的是为了保障搅拌摩擦焊的顺利实现。

所述的上部对称倾斜翼板的3块变截面蜂窝状铝合金截面之间、倾斜翼板根部与下部梁之间、倾斜翼板根部尾部与顶部水平翼尾连接板之间都是通过搅拌摩擦焊实现相互的连接。

所述的顶部水平翼尾连接板除在交接处外，其在造型上也是对称的；所述的顶部水平翼尾连接板交接处的截面形式是互补的，是相互紧扣的形式，目的是为了保证两块大雁板之间连接的可靠性，同时解决大雁板屋面防水问题。

本发明的大雁板结构的装配能够不影响建筑物主体屋面以下的设备安装等工序的施工进度。构成大雁板的各部分通过搅拌摩擦焊进行连接。顶部的水平翼尾连接板除在交接处外，其在造型上也是对称的；交接处截面相互紧扣，不仅可保证两大雁板间可靠连接，也可解决大雁板屋面防水问题。本发明既克服现有传统屋架的缺点，又满足建筑功能，实现绿色施工、高装配化目标。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为下部梁的结构示意图；

图3为两块对称的倾斜翼板根部的结构示意图；

图4为两块对称的倾斜翼板中部的结构示意图；

图5为两块对称的倾斜翼板尾部的结构示意图；

图6为顶部的水平翼尾连接板一的结构示意图；

图7为顶部的水平翼尾连接板二的结构示意图；

图8为两块完整大雁板连接过程中水平移动的示意图；

图9为两块完整大雁板连接过程中垂直移动的示意图；

图10为两块完整大雁板连接完成之后的示意图。

附图标记说明：1-水平翼尾连接板一，2-水平翼尾连接板二，3-倾斜翼板尾部，4-倾斜翼板中部，5-倾斜翼板根部，6-下部梁。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的任何限制。

如图1-10所示，本发明的新型铝合金结构大雁板上部的两块对称倾斜翼板，下部梁6，顶部的水平翼尾连接板，各部分都是蜂窝状的铝合金截面。其中上部的两块对称倾斜翼板分为根部5、中部4、尾部3，下部梁6，顶部的水平翼尾连接板一1和水平翼尾连接板二2。这些部分都是在工厂一次挤压成型的铝合金蜂窝状截面。挤压成型工艺需要用到挤压前部设备、挤压机、挤压后部设备，挤压成型的工具包括基本工具和模具，其中模具是最重要的挤压工具。挤压成型后还需要对构件进行阳极氧化、着色，以达到铝合金最佳防腐蚀性能和耐久性能。

各构件挤压成型之后，将各构件之间用支撑设备按照图1所示的外形尺寸和角度进行固定，然后对各构件之间接触处进行搅拌摩擦焊。搅拌摩擦焊是利用带有特殊形状的硬质搅拌指棒的搅拌头旋转着插入被焊接头，与被焊金属摩擦生热，通过搅拌摩擦，同时结合搅拌头对焊缝金属的挤压，使接头金属处于塑性状态，搅拌指棒边旋转边沿着焊接方向向前移动，在热—机联合作用下形成致密的金属间结合，实现材料的连接。搅拌头由特殊形状的搅拌指棒和轴肩组成。搅拌指棒的长度等于板厚，但一般情况下，它的长度比母材的厚度稍短一些；而轴肩的直径大于搅拌指棒的直径。搅拌摩擦焊在焊接过程不需要填充焊丝和惰性气体保护；焊前不需要开坡口和对材料表面作特殊的处理，焊接时不产生气孔、裂纹等缺陷。热敏感性强的硬铝、超硬铝等材料可以用搅拌摩擦焊得到可靠连接，提高了铝合金结构的接头强度，解决了熔化焊导致铝合金材料接头强度降低的问题。

当各构件之间通过搅拌摩擦焊连接成整体大雁板之后，将大雁板运输到工厂进行吊装。因为设计中就考虑了顶部的水平翼尾连接板之间是相互紧扣的形式，且考虑到了其水平与竖直方向的尺寸关系，故在吊装是只需现将其中一块大雁板吊装就位，另一块向已就位的大雁板水平移动再垂直向上移动即可完成两块大雁板的搭接。搭接完成后的大雁板屋面不仅实现了结构连接，还解决了屋面防水问题。

由此构成了轻质、高强、耐腐蚀、免维护、耐久性强的新型铝合金结构大雁板。

以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种新型铝合金结构大雁板，包括上部两块对称倾斜翼板，下部梁，顶部水平翼尾连接板，各部分都是蜂窝状铝合金截面。单块板呈大雁形，其厚度由根部向尾部逐渐变薄。倾斜翼板由3块变截面板组成，下部梁、顶部水平翼尾连接板均是整体挤压成型的截面。构成大雁板的各部分通过搅拌摩擦焊进行连接。顶部的水平翼尾连接板除在交接处外，其在造型上也是对称的；交接处截面相互紧扣，不仅可保证两大雁板间可靠连接，也可解决大雁板屋面防水问题。本发明既克服现有传统屋架的缺点，又满足建筑功能，实现绿色施工、高装配化目标。

技术研发人员：杨娜;王伟;杨飞;孙向阳;熊希;吴汉刚;孙慧娟
受保护的技术使用者：贵阳铝镁设计研究院有限公司
技术研发日：2017.12.30
技术公布日：2018.05.04