一種用于擴張單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于擴張單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的安裝方法，屬于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一種與平板網(wǎng)架類似的空間桿系結(jié)構(gòu)，系以桿件為基礎(chǔ)，按一定規(guī)律組成網(wǎng)格，按殼體結(jié)構(gòu)布置的空間構(gòu)架。它兼具桿系和殼體的性質(zhì)。其傳力特點主要是通過殼內(nèi)兩個方向的拉力、壓力或剪力逐點傳力。此結(jié)構(gòu)是一種國內(nèi)外頗受關(guān)注、有廣闊發(fā)展前景的空間結(jié)構(gòu)。相比鋼結(jié)構(gòu)，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有重量輕，結(jié)構(gòu)多變，美觀性強等特點，適合做屋頂。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)分為單層和雙層兩種形式，其中單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為剛性連接，且重量較輕，節(jié)約材料。
[0003]網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是由桿單元通過節(jié)點連接而形成的空間結(jié)構(gòu)體系，由于該體系受力合理、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定行性好、施工方便，大量應(yīng)用于各類工業(yè)與公共建筑中。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的建筑工業(yè)化技術(shù)水平不斷提高，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的桿件和節(jié)點一般在工廠預(yù)制、運到施工現(xiàn)場拼裝，施工過程方便快捷、經(jīng)濟合理。當(dāng)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)拼裝完成后，便形成了具有良好受力性能的永久性建筑。
[0004]隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展日新月異以及人民生活不斷提高，可能發(fā)生原有的工業(yè)建筑無法滿足工業(yè)生產(chǎn)的工藝水平或公共建筑的功能無法滿足大眾當(dāng)前的需要的情況。針對這種情況，許多大型工業(yè)建筑和公共建筑只能拆除重建，這將在一定程度上造成不必要的資源浪費，這其中就包括許多網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其中，雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一種常用的大跨度空間結(jié)構(gòu)形式，主要由圓鋼管通過節(jié)點連接形成完整的結(jié)構(gòu)體系。如果能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的可擴展性，就可以充分利用原有的結(jié)構(gòu)采取技術(shù)措施增大網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的跨度，使之滿足工業(yè)生產(chǎn)以及公共服務(wù)能力的要求。
[0005]現(xiàn)有的螺栓空心鼓節(jié)點，一般采用桿件與桿件之間直接焊接的方式，采用這種直接焊接的方式，由于在實際連接中，各桿件之間的角度需要根據(jù)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的實際形狀進行調(diào)整，事先焊接難以確保桿件和桿件之間所需要的連接角度，所以無法事先在地面將其焊接好再吊至屋頂，需要等待建筑物封頂?shù)臅r候，焊接工人爬上網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，在空中對其進行焊接，十分危險，而且對焊接工人的技能要求很高，焊接完成后會出現(xiàn)桿件與桿件對不上的情況，不夠精確，同時，需要等建筑物高度封頂后才能進行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的安裝，施工進度較慢。
[0006]目前隨著大空間、大跨度的結(jié)構(gòu)越來越多，節(jié)點在空間結(jié)構(gòu)中起著重要的作用。單層網(wǎng)殼的節(jié)點連接方式現(xiàn)行大都采用焊接連接節(jié)點，這在現(xiàn)有施工工藝的條件下，焊縫焊接質(zhì)量較難控制，且對于施工工期比較緊的情況下，施工難度較大，施工工期很難保證。
[0007]此外，例如螺栓球等節(jié)點結(jié)構(gòu)，桿件和螺栓球為鉸接，桿件可以旋轉(zhuǎn)，非剛性連接，承載強度較低，不能適用于大跨度、高強度的單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
[0008]螺栓球節(jié)點由螺栓、鋼球、銷子(或螺釘)、套筒和錐頭或封頭板等零件組成，適用于連接鋼管桿件。螺栓球節(jié)點法連接作為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的主流節(jié)點形式，廣泛用于各種半球半鼓節(jié)點的雙層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中。然而螺栓球節(jié)點法連接構(gòu)成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)存在美觀性較差的缺點，當(dāng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上弦采用玻璃等透明材料作為建筑面層時，與上弦連接的螺栓球節(jié)點上需要設(shè)置支托，然后在支托上架設(shè)擦條才能連接玻璃等建筑面層材料，從而使得網(wǎng)架上層較為繁復(fù)，增加了半球半鼓節(jié)點的雙層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的高度和重量，嚴重影響建筑效果。
[0009]焊接球節(jié)點鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有大跨距，強度大，重量輕，造型美觀，無需支撐等特點。廣泛應(yīng)用于各種體育館，大賓館，大飯店及娛樂場館。
[0010]焊接球節(jié)點鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由鋼制空心球或管與鋼管焊接而成，它的焊縫包括球節(jié)點和管節(jié)點兩種。目前市場出現(xiàn)大直徑的焊接球節(jié)點，此節(jié)點現(xiàn)廣泛使用在管桁架工程中，作為大跨度，大型箱型梁和H型梁的節(jié)點。焊接球節(jié)點法連接是另外一種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的連接方式，除了有和螺栓球節(jié)點法連接一樣的缺點外，焊接球節(jié)點法連接構(gòu)成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場安裝還需大量的高空焊接作業(yè)，如此一來結(jié)構(gòu)的安全和美觀在很大程度上就取決于焊接工人的水平，而且焊接工藝本身耗時、費材，經(jīng)濟性較差。
[0011 ] 不管是螺栓球節(jié)點法連接還是焊接球節(jié)點法連接構(gòu)成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件通常只能采用圓管，這也導(dǎo)致了兩個問題:首先其在外觀上喪失了靈活性；其次在結(jié)構(gòu)上圓管軸向承載能力很強，但抗彎能力不佳。由于弦桿的圓形構(gòu)造的原因，導(dǎo)致了無法直接固定建筑面層，必須在網(wǎng)架上弦節(jié)點上另設(shè)擦條來用于固定建筑面層，不但推高了造價，而且增加了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的高度和重量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]基于上述缺陷，本發(fā)明提出了一種用于擴張單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的安裝方法，該安裝方法主要針對基于雙層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)力學(xué)性能開發(fā)出來的一種新型結(jié)構(gòu)而提出來的，本發(fā)明的安裝方法給出了這種結(jié)構(gòu)形式的完整的一套施工成型方法，包括可滑移式柱腳節(jié)點的做法，格構(gòu)柱的安裝，上部網(wǎng)殼組裝單元的地面拼裝與吊裝就位以及網(wǎng)殼擴展施工的做法。
[0013]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種用于擴張單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的安裝方法，其特征在于:所述安裝方法主要包括安裝施工過程和平移擴展過程，其中，安裝施工過程的主要步驟包括基礎(chǔ)施工、安裝格構(gòu)式柱、安裝上部網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，平移擴展過程主要步驟包括網(wǎng)殼中部桿件拆卸過程、柱腳部分拆卸過程、牽引過程、補充網(wǎng)殼桿件過程，所述安裝方法具體步驟如下:
步驟一:施工獨立基礎(chǔ)，在獨立基礎(chǔ)頂部留預(yù)埋件(I)，將格構(gòu)式柱(2)與獨立基礎(chǔ)采用可拆卸的連接構(gòu)造，其中，在格構(gòu)式柱(2)的柱腳處設(shè)置槽狀鋼板(3)并與獨立基礎(chǔ)上的預(yù)埋件(I)采用螺栓(4)連接，槽狀鋼板(3)與預(yù)埋件(I)之間設(shè)置墊塊(5)，并采用素混凝上填充物(6)將之間的縫隙填實；
步驟二:在獨立基礎(chǔ)上安裝格構(gòu)式柱(2)，格構(gòu)式柱(2)由鑄鋼節(jié)點(7)，豎桿(8)以及腹桿(9)組成，并采用帶絲扣的外套管(10)將鑄鋼節(jié)點(7)與豎桿(8)和腹桿(9)連接固定；
步驟三:將格構(gòu)式柱(2)頂部的網(wǎng)殼劃分成若干區(qū)域，每個區(qū)域作為一個組裝單元，組裝單元在地面進行拼裝，然后對組裝單元進行吊裝和空中拼接；所述網(wǎng)殼也由鑄鋼節(jié)點
(7)，豎桿(8)以及腹桿(9)組成，并采用帶有絲扣的外套管(10)將鑄鋼節(jié)點(7)與豎桿CS)和腹桿(9)連接固定；組裝時，首先將一組裝單元與格構(gòu)式柱(2)拼接并采用臨時支撐
[11]固定以保持該組裝單元穩(wěn)定，然后，將其它組裝單元吊裝就位并與該組裝單元進行拼接，并同樣設(shè)置臨時支撐(11)用以固定，其中，空中拼接時均采用帶絲扣的外套管(10)進行連接，最后撤出臨時支撐C11)，完成安裝施工過程；
步驟四:網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)擴展時，首先拆除網(wǎng)殼頂部區(qū)域的桿件(12)，將網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)從中間分開，并用底部可以滑動的臨時支撐C13)對兩部分網(wǎng)殼進行固定；
步驟五:去掉格構(gòu)式柱(2)的柱腳部分槽狀鋼板(3)與獨立基礎(chǔ)之間的素混凝上填充物(6)，拆除螺栓(4)連接并撤除墊塊(5)，并在槽狀鋼板(3)與獨立基礎(chǔ)之間的空隙放入鋼棒(16)，在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)擴展的方向上鋪設(shè)導(dǎo)軌；
步驟六:將柱腳與網(wǎng)殼可以滑動的臨時支撐C13)的底部用剛性撐桿(14)連接，保證二者滑移的同步性，然后，采用卷揚機(15)對柱腳進行牽引，鋼棒(16)在牽引過程中滾動，實現(xiàn)滑移；
步驟七:滑移至目標(biāo)位置后將柱腳固定在新的獨立基礎(chǔ)上，實現(xiàn)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的擴展；網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)擴展后在擴展區(qū)域填充相應(yīng)的弦桿(8)和腹桿(9)，同時拆除剛性撐桿(14)和網(wǎng)殼底部可以滑動的臨時支撐C13)，完成平移擴展過程。
[0014]其中，臨時支撐上部采用千斤頂支撐。
[0015]有益效果:本發(fā)明中涉及的安裝方法簡單、方便、快捷，適應(yīng)各種層次的建筑工人現(xiàn)場操作，具有較高的實用價值。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述:
圖1可擴展雙層柱面網(wǎng)殼；