CN102635162A - 一种组合扭网壳及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种扭网壳，尤其涉及一种组合扭网壳及其施工方法，属于钢结构领域。包括1个三向双层平板网架、6块单轴对称的双层扭曲壳和6条三角形采光带，所述的6块单轴对称的双层扭曲壳围绕1个三向双层平板网架进行固定分布，双层扭曲壳与平板网架间设有三角形采光带。一种组合扭网壳及其施工方法结构简单，施工精度高，施工工效高，施工成本低，提高施工安全性，结构使用安全。

Description

一种组合扭网壳及其施工方法
技术领域
   本发明涉及一种扭网壳，尤其涉及一种组合扭网壳及其施工方法，属于钢结构领域。
背景技术
目前现有技术的预应力组合扭网壳的施工常用方法有：（1）高空散装法；（2）分块安装法；（3）整体提升法；（4）整体顶升法。在张拉的过程中支撑会产生弯曲变形，当网壳在预应力作用下“隆起”时，至于在网壳中央部分出现变形的支撑，预应力张拉过程中产生了回弹，当回弹量大于网壳向上的位移时，很可能导致部分杆件失稳。
 发明内容
  本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种结构简单，而且由多个曲面型网格组合而成的空间结构，适应空间结构大跨度、轻型、受力合理、简洁的组合扭网壳及其施工方法。
   本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的： 
一种组合扭网壳，包括1个三向双层平板网架、6块单轴对称的双层扭曲壳和6条三角形采光带，所述的6块单轴对称的双层扭曲壳围绕1个三向双层平板网架进行固定分布，双层扭曲壳与平板网架间设有三角形采光带，所述的双层扭曲壳间通过扇形钢板箱节点相连接固定，所述的扇形钢板箱节点包括支撑柱，所述的支撑柱的上部设有十字加板，所述的十字加板的顶部设有支座球，所述的支座球的顶部中心位设有两根底部相交的上腹杆，所述的支座球的侧壁分别设有斜腹杆和下弦杆，所述的支座球上设有二组透孔，每组透孔有4个，所述的一组透孔形成以支座球球心为中心的正方形，另一组透孔围绕支座球球心旋转45度形成正方形，二组透孔在同一平面上的透孔孔中心到支座球球心的距离等距，所述的扇形钢板箱节点间通过预应力索相索紧，所述的支座球上分别设有灌浆孔和出气孔。
在组合扭网壳的支座球增加预应力索，使该结构体系对支座球的作用相互抵消，使结构成为自平衡体系，在充分发挥组合扭网壳结构受力优势的同时能充分利用索材的高强抗拉性，调整体系的内力分布，降低内力幅度值，从而提高结构的承载能力。预应力组合扭网壳其索杆体系主要作用在支座球处，索在支座球处的连接布置，为保证多索合力均作用在球中心且不相碰，两两邻交叉索的布置均为正方形，另一组索围绕中心旋转45°，既保证了合力中心，又不相碰撞。这样的布置使结构受力更加合理，体系更加简洁、造型更加美观。无论从结构的外形还是节约钢材上说。
作为优选，所述的上腹杆与支座球通过腹杆座相固定，二根上腹杆呈水平线分布，二根上腹杆之间的夹角为8.8度；所述的斜腹杆和下弦杆通过扇形钢板箱体与支座球相固定，所述的斜腹杆和下弦杆间的夹角为35度。
二根上腹杆呈水平线分布，是指在同一方向上，只能看到一根上腹杆的侧面。
作为优选，所述的斜腹杆与上腹杆之间的夹角为46.8度。
  作为优选，所述的三角形采光带的夹角为10度。
  作为优选，所述的支撑柱与十字加板间设有橡胶支座。
一种组合扭网壳的施工方法，按以下步骤进行：
（1）、双层扭曲壳的支撑搭设：
 根据图纸要求拉好定位线铺放，放横向扫地杆至自控制线起依次向两边竖立底立杆，底立杆底端与横扫地杆扣接固定后，装设纵向扫地杆并与底立杆固定，固定底立杆端前，应吊线确保底立杆垂直，每边立起4根底立杆后，随即装设第一步纵向水平杆与底立杆扣接固定；校核底立杆和纵向水平杆使其符合要求后，按40～65N·m力矩拧紧扣件螺栓，形成扣件的起始段，按上述要求依次向前延伸搭设，直至第一步架全部完成；第一步全部完成后，再全面检查一遍构件质量和地基情况，严格确保设计要求和构架质量，再按第一步搭设要求和作业程序搭设另外相同的步骤，随搭设进程及时装设剪刀撑、装设作业层间加强水平杆、铺设脚手板、装设作业层栏杆和档脚板；
（2）、扭网壳预应力索的张拉方法：
6块双层扭曲壳张拉时同步进行张拉，每块双层扭曲壳设有4根拉索；
（3）、放索：
运用转盘放索，采用移动平车法把索由一个支座向相邻支座逐渐放开，使索保持直线状运移至安装胎架上并平躺；
（4）、安装预应力索
 将索穿过支座球后夹住，并在支座球边各设置一台双作用的张拉机，张拉分1、2、3、4四批进行张拉，张拉力分4次进行；
第一阶段，对1、2、3、4号索两端同步依次张拉到25%；
第二阶段，对1、2、3、4号索两端同步依次张拉到50%；
第三阶段，对1、2、3、4号索两端同步依次张拉到75%；
第四阶段，对1、2、3、4号索两端同步依次张拉到100%；
待张拉完成后，用锚具加紧，并在支座球上的灌浆孔灌入细石混凝土，形成自锚头。
   本发明提供一种组合扭网壳及其施工方法，结构简单，施工精度高，施工工效高，施工成本低，提高施工安全性，结构使用安全。
附图说明
图1是本发明的组合扭网壳的结构示意图；
图2是本发明的组合扭网壳的剖视结构示意图；
图3是本发明中的扇形钢板箱节点和预应力索的结构布置图；
图4是本发明中扇形钢板箱节点的结构示意意图；
图5是图4中的1-1剖视结构示意图；
图6是本发明中二组透孔（拉索交叉节点）的位置分布图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。    
  实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种组合扭网壳，包括1个三向双层平板网架1、6块单轴对称的双层扭曲壳2和6条三角形采光带3，所述的6块单轴对称的双层扭曲壳2围绕1个三向双层平板网架1进行固定分布，双层扭曲壳2与平板网架1间设有三角形采光带3，所述的双层扭曲壳2间通过扇形钢板箱节点17相连接固定，所述的扇形钢板箱节点17包括支撑柱4，所述的支撑柱4的上部设有十字加板5，所述的十字加板5的顶部设有支座球6，所述的支座球6的顶部中心位设有两根底部相交的上腹杆7，所述的支座球6的侧壁分别设有斜腹杆8和下弦杆9，所述的支座球6上设有二组透孔10-1，10-2，每组透孔10-1，10-2有4个，所述的一组透孔10-1形成以支座球6球心为中心的正方形，另一组透孔10-2围绕支座球6球心旋转45度形成正方形，二组透孔10-1，10-2在同一平面上的透孔孔中心到支座球6球心的距离等距，所述的扇形钢板箱节点17间通过预应力索11相索紧，所述的支座球6上分别设有灌浆孔12和出气孔13。所述的上腹杆7与支座球6通过腹杆座14相固定，二根上腹杆7呈水平线分布，二根上腹杆7之间的夹角为8.8度；所述的斜腹杆8和下弦杆9通过扇形钢板箱体15与支座球6相固定，所述的斜腹杆8和下弦杆9间的夹角为35度。所述的三角形采光带3的夹角为10度。所述的斜腹杆8与上腹杆7之间的夹角为46.8度。所述的支撑柱4与十字加板5间设有橡胶支座16。
一种组合扭网壳的施工方法，按以下步骤进行：
（1）、双层扭曲壳的支撑搭设：
  根据图纸要求拉好定位线铺放，放横向扫地杆至自控制线起依次向两边竖立底立杆，底立杆底端与横扫地杆扣接固定后，装设纵向扫地杆并与底立杆固定，固定底立杆端前，应吊线确保底立杆垂直，每边立起4根底立杆后，随即装设第一步纵向水平杆与底立杆扣接固定；校核底立杆和纵向水平杆使其符合要求后，按40～65N·m力矩拧紧扣件螺栓，形成扣件的起始段，按上述要求依次向前延伸搭设，直至第一步架全部完成；第一步全部完成后，再全面检查一遍构件质量和地基情况，严格确保设计要求和构架质量，再按第一步搭设要求和作业程序搭设另外相同的步骤，随搭设进程及时装设剪刀撑、装设作业层间加强水平杆、铺设脚手板、装设作业层栏杆和档脚板；
（4）、扭网壳预应力索的张拉方法：
6块双层扭曲壳2张拉时同步进行张拉，每块双层扭曲壳2设有4根拉索；
（5）、放索：
运用转盘放索，采用移动平车法把索由一个支座向相邻支座逐渐放开，使索保持直线状运移至安装胎架上并平躺；
（4）、安装预应力索
 将索穿过支座球后夹住，并在支座球边各设置一台双作用的张拉机，张拉分1、2、3、4四批进行张拉，张拉力分4次进行；
第一阶段，对1、2、3、4号索两端同步依次张拉到25%；
第二阶段，对1、2、3、4号索两端同步依次张拉到50%；
第三阶段，对1、2、3、4号索两端同步依次张拉到75%；
第四阶段，对1、2、3、4号索两端同步依次张拉到100%；
待张拉完成后，用锚具加紧，并在支座球上的灌浆孔灌入细石混凝土，形成自锚头。
图3中A、B、C、D、E和F是扇形钢板箱节点。
图6中二组1、2、3和4是二组透孔，二组透孔中间的黑点为支座球的球心。

Claims (6)

1.一种组合扭网壳，其特征在于：包括1个三向双层平板网架（1）、6块单轴对称的双层扭曲壳（2）和6条三角形采光带（3），所述的6块单轴对称的双层扭曲壳（2）围绕1个三向双层平板网架（1）进行固定分布，双层扭曲壳（2）与平板网架（1）间设有三角形采光带（3），所述的双层扭曲壳（2）间通过扇形钢板箱节点（17）相连接固定，所述的扇形钢板箱节点（17）包括支撑柱（4），所述的支撑柱（4）的上部设有十字加板（5），所述的十字加板（5）的顶部设有支座球（6），所述的支座球（6）的顶部中心位设有两根底部相交的上腹杆（7），所述的支座球（6）的侧壁分别设有斜腹杆（8）和下弦杆（9），所述的支座球（6）上设有二组透孔（10-1，10-2），每组透孔（10-1，10-2）有4个，所述的一组透孔（10-1）形成以支座球（6）球心为中心的正方形，另一组透孔（10-2）围绕支座球（6）球心旋转45度形成正方形，二组透孔（10-1，10-2）在同一平面上的透孔孔中心到支座球（6）球心的距离等距，所述的扇形钢板箱节点（17）间通过预应力索（11）相索紧，所述的支座球（6）上分别设有灌浆孔（12）和出气孔（13）。
2.根据权利要求1所述的一种组合扭网壳，其特征在于：所述的上腹杆（7）与支座球（6）通过腹杆座（14）相固定，二根上腹杆（7）呈水平线分布，二根上腹杆（7）之间的夹角为8.8度；所述的斜腹杆（8）和下弦杆（9）通过扇形钢板箱体（15）与支座球（6）相固定，所述的斜腹杆（8）和下弦杆（9）间的夹角为35度。
3.根据权利要求2所述的一种组合扭网壳，其特征在于：所述的斜腹杆（8）与上腹杆（7）之间的夹角为46.8度。
4.根据权利要求1所述的一种组合扭网壳，其特征在于：所述的三角形采光带（3）的夹角为10度。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种组合扭网壳，其特征在于：所述的支撑柱（4）与十字加板（5）间设有橡胶支座（16）。
6.一种组合扭网壳的施工方法，其特征在于按以下步骤进行：
（1）、双层扭曲壳的支撑搭设：
  根据图纸要求拉好定位线铺放，放横向扫地杆至自控制线起依次向两边竖立底立杆，底立杆底端与横扫地杆扣接固定后，装设纵向扫地杆并与底立杆固定，固定底立杆端前，应吊线确保底立杆垂直，每边立起4根底立杆后，随即装设第一步纵向水平杆与底立杆扣接固定；校核底立杆和纵向水平杆使其符合要求后，按40～65N·m力矩拧紧扣件螺栓，形成扣件的起始段，按上述要求依次向前延伸搭设，直至第一步架全部完成；第一步全部完成后，再全面检查一遍构件质量和地基情况，严格确保设计要求和构架质量，再按第一步搭设要求和作业程序搭设另外相同的步骤，随搭设进程及时装设剪刀撑、装设作业层间加强水平杆、铺设脚手板、装设作业层栏杆和档脚板；
（2）、扭网壳预应力索的张拉方法：
6块双层扭曲壳（2）张拉时同步进行张拉，每块双层扭曲壳（2）设有4根拉索；
（3）、放索：
运用转盘放索，采用移动平车法把索由一个支座向相邻支座逐渐放开，使索保持直线状运移至安装胎架上并平躺；
（4）、安装预应力索
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第一阶段，对1、2、3、4号索两端同步依次张拉到25%；
第二阶段，对1、2、3、4号索两端同步依次张拉到50%；
第三阶段，对1、2、3、4号索两端同步依次张拉到75%；
第四阶段，对1、2、3、4号索两端同步依次张拉到100%；
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