CN103075016A - 可扩展网壳结构的安装方法 - Google Patents

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本发明涉及一种可扩展网壳结构的安装方法，主要包括安装施工过程和平移扩展过程，其中，安装施工过程的主要步骤包括基础施工、安装格构式柱、安装上部网壳结构，平移扩展过程主要步骤包括网壳中部杆件拆卸过程、柱脚部分拆卸过程、牵引过程、补充网壳杆件过程。该方法可以根据建筑功能变化，通过拆除部分杆件，通过单侧平移，实现对其跨度扩展。由于这种可扩展式网壳具有可拆卸及可扩展的特点，所以本安装方法详细阐述可扩展式网壳结构的安装施工过程以及平移拓展施工过程，使可扩展网壳结构的安装以及扩展过程简单化、规范化、快捷化，方便建筑工人现场操作。

Description

可扩展网壳结构的安装方法
技术领域
本发明涉及一种可扩展网壳结构的安装方法，属于网壳结构领域。
技术背景
网壳结构是由杆单元通过节点连接而形成的空间结构体系，由于该体系受力合理、结构稳定行性好、施工方便，大量应用于各类工业与公共建筑中。随着技术的不断发展，网壳结构的建筑工业化技术水平不断提高，网壳结构的杆件和节点一般在工厂预制、运到施工现场拼装，施工过程方便快捷、经济合理。当网壳结构拼装完成后，便形成了具有良好受力性能的永久性建筑。
随着现代工业生产发展日新月异以及人民生活不断提高，可能发生原有的工业建筑无法满足工业生产的工艺水平或公共建筑的功能无法满足大众当前的需要的情况。针对这种情况，许多大型工业建筑和公共建筑只能拆除重建，这将在一定程度上造成不必要的资源浪费，这其中就包括许多网壳结构，其中，双层网壳结构是一种常用的大跨度空间结构形式，主要由圆钢管通过节点连接形成完整的结构体系。如果能够实现网壳结构的可扩展性，就可以充分利用原有的结构采取技术措施增大网壳结构的跨度，使之满足工业生产以及公共服务能力的要求。
发明内容
基于上述缺陷，本发明提出了一种可扩展网壳结构的安装方法，该安装方法主要针对基于双层柱面网壳结构力学性能开发出来的一种新型结构而提出来的，本发明的安装方法给出了这种结构形式的完整的一套施工成型方法，包括可滑移式柱脚节点的做法，格构柱的安装，上部网壳组装单元的地面拼装与吊装就位以及网壳扩展施工的做法。
本发明的技术方案如下：
一种可扩展网壳结构的安装方法，其特征在于：所述安装方法主要包括安装施工过程和平移扩展过程，其中，安装施工过程的主要步骤包括基础施工、安装格构式柱、安装上部网壳结构，平移扩展过程主要步骤包括网壳中部杆件拆卸过程、柱脚部分拆卸过程、牵引过程、补充网壳杆件过程，所述安装方法具体步骤如下：
步骤一：施工独立基础，在独立基础顶部留预埋件，将格构式柱与独立基础采用可拆卸的连接构造，其中，在格构式柱的柱脚处设置槽状钢板并与独立基础上的预埋件采用螺栓连接，槽状钢板与预埋件之间设置垫块，并采用素混凝土填充物将之间的缝隙填实；
步骤二：在独立基础上安装格构式柱，格构式柱由铸钢节点、竖杆以及腹杆组成，并采用带有丝扣的外套管将铸钢节点与竖杆和腹杆连接固定；
步骤三：将格构式柱顶部的网壳划分成若干区域，每个区域作为一个组装单元，组装单元在地面进行拼装，然后对组装单元进行吊装和空中拼接；所述网壳也由铸钢节点、竖杆以及腹杆组成，并采用带有丝扣的外套管将铸钢节点与竖杆和腹杆连接固定；组装时，首先将一组装单元与格构式柱拼接并采用临时支撑固定以保持该组装单元稳定，然后，将其它组装单元吊装就位并与该组装单元进行拼接，并同样设置临时支撑用以固定，其中，空中拼接时均采用带丝扣的外套管进行连接，最后撤出临时支撑，完成安装施工过程；
步骤四：网壳结构扩展时，首先拆除网壳顶部区域的杆件，将网壳结构从中间分开，并用底部可以滑动的临时支撑对两部分网壳进行固定；
步骤五：去掉格构式柱的柱脚部分槽状钢板与独立基础之间的素混凝土填充物，拆除螺栓连接并撤除垫块，并在槽状钢板与独立基础之间的空隙放入钢棒，在网壳结构扩展的方向上铺设导轨；
步骤六：将柱脚与网壳可以滑动的临时支撑的底部用刚性撑杆连接，保证二者滑移的同步性，然后，采用卷扬机对柱脚进行牵引，钢棒在牵引过程中滚动，实现滑移；
步骤七：滑移至目标位置后将柱脚固定在新的独立基础上，实现网壳结构的扩展；网壳结构扩展后在扩展区域填充相应的弦杆和腹杆，同时拆除刚性撑杆和网壳底部可以滑动的临时支撑，完成平移扩展过程。
其中，临时支撑上部采用千斤顶支撑。
有益效果：本发明中涉及的安装方法简单、方便、快捷，适应各种层次的建筑工人现场操作，具有较高的实用价值。
附图说明
图1可扩展双层柱面网壳；
图2可拆卸式柱脚连接侧视图；
图3可拆卸式柱脚连接正视图；
图4可拆卸式连接节点俯视图；
图5可拆卸式连接节点侧视图；
图6组装单元一吊装；
图7组装单元二吊装；
图8改装后可滑移柱脚侧视图；
图9改装后可滑移柱脚正视图；
图10网壳扩展时示意图；
图11顶部附加杆件；
图12网壳单元拼装；
图中：1：预埋件；2：格构式柱；3：槽状钢板；4：螺栓；5：垫块；6：素混凝土填充物；7：铸钢节点；8：竖杆；9：腹杆；10：带丝扣的外套管；11：临时支撑；12：杆件；13：可以滑动的临时支撑；14：刚性撑杆；15：卷扬机；16：钢棒；17：上弦杆；18：上连杆；19：上节点；20：下节点；21：腹杆接头；22：网壳单元一；23：网壳单元二。
具体实施方式
如图1-12所示，本发明的可扩展网壳结构的安装方法，具体为：
1、施工独立基础，独立基础顶部留有预埋件1，格构式柱2与基础采用可拆卸的连接构造。格构式柱2的柱脚处设有槽状钢板3与独立基础采用螺栓4连接。柱脚槽状钢板3与独立基础之间采用素混凝土填充物6将缝隙填实。
2、在独立基础上安装格构式柱2，格构式柱由铸钢节点7、竖杆8、腹杆9组成，采用带有丝扣的外套管10将铸钢节点7与竖杆8和腹杆9连接固定。
3、安装完格构柱2后，首先在地面上组装构成若干个网壳组装单元区域。首先将2根上弦杆17、2根上连杆18通过带有丝扣的外套管10分别与4个上节点19相连，构成一个网壳单元体的顶面部分。同样利用带有丝扣的外套管10将4根腹杆9分别与4个上节点的内侧接头连接。再将4根腹杆9与下节点20连接前先将套筒分别预先全部拧到腹杆9上，将下节点20上4个腹杆接头21与4根腹杆9对齐，将套筒依次拧下使杆件与节点相连接。同理继续组装其他部位杆件，在地面分别组装成预定网壳安装单元。
4、地面组装完成后，分区域进行吊装就位并安装拼接。首先用起重机将网壳安装单元一22吊起，移动到格构柱2位置并通过焊接连接。为保证网壳安装单元一22的稳定需要加装临时支撑11。将网壳安装单元二23通过起重机吊起，移动到网壳安装单元一22指定位置旁加装临时支撑11进行固定，临时支撑11上部采用千斤顶支撑。此时网壳安装单元一22与网壳安装单元二23间空中对接区域用弦杆8腹杆9通过丝扣套管节点进行空中连接，与此同时随时调整千斤顶高度以便对接能够顺利进行。对接时先安装上弦杆17及上连杆18，首先将带丝扣的外套管10全部拧到杆件上，将拧上外套管10的杆件移动到指定置再将外套管10拧回，使两侧网壳单元的上弦杆17部分对接。然后组装腹杆9，同样利用带丝扣的外套管10将4根腹杆9分别与4个上节点的内侧接头连接。再将4根腹杆9与下节点20连接前先将套筒分别预先全部拧到腹杆9上，将下节点上4个腹杆接头20与4根腹杆9对齐，将套筒依次拧下使杆件与节点相连接。最后组装下弦杆及下连杆，首先将丝扣套管全部拧到杆件上，将拧上套管的杆件移动到指定置再将套管拧回，使两侧网壳单元的下弦杆部分完成对接。至此两部分网壳已经对接完毕，可以撤出临时支撑11。至此，可扩展网壳结构安装完成。
5、实现该新型结构的可扩展功能主要需要拆除网壳上部杆件处理、柱脚连接处理、牵引工作等步骤。首先拆除网壳顶部特定区域的杆件12，将网壳结构从中间分开，并用底部可以滑动的临时支撑13对两部分网壳进行固定。柱脚部分需要去掉柱脚槽状钢板3与独立基础之间的素混凝土填充物6；并在槽装钢板3与独立基础之间的空隙中放入钢棒16；拆除螺栓4连接；在扩展的方向上铺设导轨。柱脚与网壳临时支撑的底部用刚性撑杆14连接，保证二者滑移的同步性。采用卷扬机对柱脚进行牵引（如图10所示），钢棒16在牵引过程中滚动，实现滑移。滑移至目标位置后将柱脚固定在新的独立基础上，网壳结构扩展后在扩展区域填充相应的弦杆8和腹杆9。拆除刚性撑杆和网壳临时支撑。至此，可扩展网壳结构的扩展过程完成。
以上是本发明的一典型实施例，本发明的实施不限于此。

Claims (2)

1.一种可扩展网壳结构的安装方法，其特征在于：所述安装方法主要包括安装施工过程和平移扩展过程，其中，安装施工过程的主要步骤包括基础施工、安装格构式柱、安装上部网壳结构，平移扩展过程主要步骤包括网壳中部杆件拆卸过程、柱脚部分拆卸过程、牵引过程、补充网壳杆件过程，所述安装方法具体步骤如下：
步骤一：施工独立基础，在独立基础顶部留预埋件(1)，将格构式柱(2)与独立基础采用可拆卸的连接构造，其中，在格构式柱（2）的柱脚处设置槽状钢板(3)并与独立基础上的预埋件(1)采用螺栓(4)连接，槽状钢板(3)与预埋件(1)之间设置垫块(5)，并采用素混凝土填充物(6)将之间的缝隙填实；
步骤二：在独立基础上安装格构式柱(2)，格构式柱（2）由铸钢节点(7)、竖杆(8)以及腹杆(9)组成，并采用带丝扣的外套管(10)将铸钢节点（7）与竖杆（8）和腹杆（9）连接固定；
步骤三：将格构式柱（2）顶部的网壳划分成若干区域，每个区域作为一个组装单元，组装单元在地面进行拼装，然后对组装单元进行吊装和空中拼接；所述网壳也由铸钢节点(7)、竖杆(8)以及腹杆(9)组成，并采用带有丝扣的外套管(10)将铸钢节点（7）与竖杆（8）和腹杆（9）连接固定；组装时，首先将一组装单元与格构式柱（2）拼接并采用临时支撑(11)固定以保持该组装单元稳定，然后，将其它组装单元吊装就位并与该组装单元进行拼接，并同样设置临时支撑(11)用以固定，其中，空中拼接时均采用带丝扣的外套管(10)进行连接，最后撤出临时支撑（11），完成安装施工过程；
步骤四：网壳结构扩展时，首先拆除网壳顶部区域的杆件(12)，将网壳结构从中间分开，并用底部可以滑动的临时支撑（13）对两部分网壳进行固定；
步骤五：去掉格构式柱（2）的柱脚部分槽状钢板(3)与独立基础之间的素混凝土填充物(6)，拆除螺栓(4)连接并撤除垫块(5)，并在槽状钢板(3)与独立基础之间的空隙放入钢棒（16），在网壳结构扩展的方向上铺设导轨；
步骤六：将柱脚与网壳可以滑动的临时支撑（13）的底部用刚性撑杆(14)连接，保证二者滑移的同步性，然后，采用卷扬机(15)对柱脚进行牵引，钢棒(16)在牵引过程中滚动，实现滑移；
步骤七：滑移至目标位置后将柱脚固定在新的独立基础上，实现网壳结构的扩展；网壳结构扩展后在扩展区域填充相应的弦杆(8)和腹杆(9)，同时拆除刚性撑杆（14）和网壳底部可以滑动的临时支撑（13），完成平移扩展过程。
2.根据权利要求1所述的一种可扩展网壳结构的安装方法，其特征在于：临时支撑（11）上部采用千斤顶支撑。
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