CN105133774B - 组合装配式吊顶反向支撑体系结构及设计安装一体化方法 - Google Patents

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Abstract

一种组合装配式吊顶反向支撑体系结构，包括呈矩阵排列的多个反支撑架，所述反支撑架底部都安装有连接架，相邻连接架之间都安装有水平支撑杆。组合装配式吊顶反向支撑体系结构的连接角码和反支撑杆组成直接作为反支撑架，通过膨胀螺栓与混凝土固件连接，而连接架通过螺栓安装在反支撑架上，相邻连接架之间搭接水平支撑杆，即可完成整个反支撑体系的搭建，通过反支撑架和水平支撑杆上的吊杆即可吊装吊顶的龙骨，完成整个吊顶的搭建，整个反支撑体系受力清晰明确，易于进行设计，强度、刚度、稳定性满足要求，避免了顶棚横向竖向变形开裂，保证了吊顶质量，同时可大大节约钢材的使用量，零部件可在地面加工、空中装配，方便快捷，节省工期，同时避免高空焊接作业，保证施工质量，减少火灾隐患。

Description

组合装配式吊顶反向支撑体系结构及设计安装一体化方法
技术领域
本发明涉及装置装潢领域，具体地说，是一种组合装配式吊顶反向支撑体系结构及设计安装一体化方法。
背景技术
大空间的公共建筑如礼堂、剧场、宴会厅、大堂、会议厅等有个共同的特点就是高度高、跨度大、吊杆较长、吊顶内设备管线较多等，这不但给吊顶施工带来很大难度，同时顶棚在受到向上的推力或负风压的作用下，由于吊筋长细比过大，就会产生一定的弯曲变形，从而导致整个吊顶系统向上或横向变形，致使吊顶表面破坏,造成质量事故，留下安全隐患。《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210—2001第六章吊顶工程6.1.11条规定：当吊杆长度大于1.5m时，应设置反支撑。当前装饰设计和施工单位对吊顶反向支撑的设置思路不清晰，设计与施工普遍不合理，易造成吊顶变形、开裂或用钢量过大造成浪费。传统的吊顶反向支撑施工采用高空焊接的连接方式，施工耗时长焊接质量不易保证且效率低，又存在火灾隐患。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足，设计了一种组合装配式吊顶反向支撑体系结构及设计安装一体化方法。
本发明的组合装配式吊顶反向支撑体系结构，包括呈矩阵排列的多个反支撑架，所述反支撑架底部都安装有连接架，相邻连接架之间都安装有水平支撑杆。
所述反支撑架包括连接角码、反支撑杆，所述连接角码固装在混凝土固件上，所述反支撑杆顶端与连接角码固接。
所述连接架包括底板，所述底板中心垂直设置有安装杆，所述安装杆与反支撑杆底端相连，所述底板四角设置的连接孔与对应水平支撑杆的端部通过螺栓相连。
优选的是，所述连接角码、反支撑杆、安装杆和水平支撑杆都为角钢。
所述的连接角码包括相互垂直的固定板和连接板。
所述反支撑杆包括相互垂直的两个侧板，其中一个侧板顶部的外壁与连接板内表面焊接连接，两个侧板的上边缘都与固定板焊接连接。
所述安装杆包括相互垂直的两个安装板，侧板与对应安装板板面接触，并通过螺栓固定连接。
所述水平支撑杆包括相互垂直的两个支撑板，支撑板与底板的连接孔通过螺栓相连。
优选的是，所述连接孔为槽孔，都指向底板的中心。
优选的是，所述连接架上竖直安装有吊杆，吊杆穿过连接架的底板和水平支撑杆的支撑板，所述水平支撑杆上设置有多个吊杆安装孔。
一种组合装配式吊顶反向支撑体系结构的设计安装一体化方法，包括如下步骤：
(1)确定设计载荷：选取施工所在地的基本风压，将建筑特征数据输入到流体动力学软件中，建立仿真模型，然后将基本风压输入到流体动力学软件中，模拟室内外风压力环境，得到吊顶完成面所受风最大压力值。
(2)反向支撑体系选型：将多个反向支撑体系的结构数据输入到有限元分析软件中，通过有限元分析软件模拟出各个反向支撑体系的支撑力数据，选取支撑力数据大于吊顶完成面所受风最大压力值的反向支撑体系。
(3)造价评估：根据上述步骤选出的反向支撑体系的结构数据，计算出各个反向支撑体系的造价，选取造价最低的反向支撑体系作为最终定型。
(4)取料安装：根据最终定型的反向支撑体系的结构数据，先在屋顶安装反支撑架，然后在反支撑架上安装连接架，接着在连接架之间安装水平支撑杆，最后在水平支撑架上安装吊杆，在吊杆上安装龙骨，龙骨上安装吊顶面板。
其中，所述的结构数据包括反支撑架的间距X、材料Y和长度Z；所述的X为90cm、100cm、110cm、120cm；所述的Y为3号角钢、4号角钢、5号角钢；所述的Z＝H-B-D。
其中，所述的H为室内净高度，所述的B为吊顶设计完成标高，所述的D为吊杆长度及龙骨面层的厚度之和，所述的D为30～50cm中的整数长度。
本发明的有益效果是：组合装配式吊顶反向支撑体系结构的连接角码和反支撑杆组成直接作为反支撑架，通过膨胀螺栓与混凝土固件连接，而连接架通过螺栓安装在反支撑架上，相邻连接架之间搭接水平支撑杆，即可完成整个反支撑体系的搭建，通过反支撑架和水平支撑杆上的吊杆即可吊装吊顶的龙骨，完成整个吊顶的搭建，整个反支撑体系受力清晰明确，易于进行设计，强度、刚度、稳定性满足要求，避免了顶棚横向竖向变形开裂，保证了吊顶质量，同时可大大节约钢材的使用量，零部件可在地面加工、空中装配，方便快捷，节省工期，同时避免高空焊接作业，保证施工质量，减少火灾隐患。
连接角码、反支撑杆、安装杆和水平支撑杆都采用角钢，取材容易，便于零部件的加工，反支撑杆端部边缘以及侧面都与连接角码焊接，使制成的反支撑架整体结构强度高，而反支撑杆的侧板与连接架安装杆的安装板紧密接触和连接，两者的连接强度也较高，且不容易发生相对的摆动，进一步提高了整个反支撑体系的结构强度。连接孔为槽孔，且利用正方形的斜边作为调整的方向，节省了钢板的用量，安装时便于调节位置，提高了装配适应性，而且都指向中心，使水平支撑杆安装后的排列更加整齐，整个体系受力更加均匀，避免顶棚变形开裂。吊杆穿过连接架的底板和水平支撑杆的支撑板，提高了两者的连接强度，由起到吊装龙骨的作用，节省了连接螺栓，降低了成本。
组合装配式吊顶反向支撑体系结构的施工工艺通过风压模拟、载荷模拟，得出符合强度要求的反向支撑体系，并得出造价最经济的选型，保证了吊顶的强度要求，最大程度的节省了材料成本，也降低了施工难度，节省了人工成本。
附图说明
附图1为本组合装配式吊顶反向支撑体系结构的整体结构示意图；
附图2为本组合装配式吊顶反向支撑体系结构中反支撑架的结构示意图；
附图3为本组合装配式吊顶反向支撑体系结构中连接架部分的结构示意图。
具体实施方式
为了能进一步了解本发明的结构、特征及其它目的，现结合所附较佳实施例详细说明如下，所说明的较佳实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
本发明的具体实施方式如下：
实施例一：
如图1所示，该组合装配式吊顶反向支撑体系结构，包括呈矩阵排列的多个反支撑架1，反支撑架1底部都安装有连接架2，相邻连接架2之间都安装有水平支撑杆3。
反支撑架1包括连接角码11、反支撑杆12。
连接角码11固装在混凝土固件4上，反支撑杆12顶端与连接角码11固接。
连接架2包括底板21，底板21中心垂直设置有安装杆22。
安装杆22与反支撑杆12底端相连。
底板21四角设置的连接孔23与对应水平支撑杆3的端部通过螺栓相连。
连接架2上竖直安装有吊杆13，吊杆13穿过连接架2的底板21和水平支撑杆3的支撑板9，位于连接孔23和支撑板9设置的安装孔中，水平支撑杆3上设置有多个吊杆安装孔，吊杆安装孔内也安装吊杆，通过吊杆吊装吊顶的龙骨，完成整个吊顶的搭建。
反支撑架1、连接架2和水平支撑杆3组装成的反向支撑体系，形成一个矩形排列的框架，受力清晰明确，避免了顶棚横向竖向变形开裂，而且结构清晰，便于针对房屋结构进行设计。反支撑架1、连接架2和水平支撑杆3等零部件可在地面加工，然后空中装配，方便快捷，节省工期，避免原焊接装配容易有火星掉落，防止因此造成火灾。
当反向支撑体系在房顶侧墙处时，反向支撑架1的连接角码11和反支撑杆12可根据需要呈钝角，从侧斜上方支撑连接架2和连接架2上的水平支撑杆3，节省钢材用量，并增强横向稳定性。
实施例二：
实施例二与实施例一的结构组成基本相同，区别在于：
如图2和3所示，连接角码11、反支撑杆12、安装杆22和水平支撑杆3都为角钢，取材容易，便于零部件的加工。
连接角码11包括相互垂直的固定板5和连接板6，固定板5通过螺栓孔和膨胀螺栓连接混凝土固件4、
反支撑杆12包括相互垂直的两个侧板7，其中一个侧板7顶部的外壁与连接板6内表面焊接连接，两个侧板7的上边缘都与固定板5焊接连接，焊接连接的连接面积大，使整个反支撑架1整体的结构强度高，支撑强度大。
安装杆22包括相互垂直的两个安装板8，安装杆22和反支撑杆12角钢的弯折处对齐，侧板7与对应安装板8板面接触，通过螺栓固定连接，使安装杆22与反支撑杆12之间固定后不会发生摆动，提高连接强度和稳定性。
水平支撑杆3包括相互垂直的两个支撑板9，支撑板9与底板21的连接孔23通过螺栓相连。
实施例三：
实施例三与实施例一和实施例二的结构组成基本相同，区别在于：
如图3所示，连接孔23为槽孔，都指向底板21的中心，使与连接架2相连的水平支撑杆3也都指向底板21的中心，而底板21安装后的位置角度则由安装杆22固定，制造连接架2时，安装杆22与底板21焊接连接的位置也可控制，最终控制整个反向支撑体系中水平支撑杆3的安装位置，使其排列形成矩形框架，便于安装，也使整个体系受力更加均匀。
在进行反向支撑体系施工时：
先确定设计载荷，得出施工地反向支撑体系所需要承受的压力：选取施工所在地的基本风压，将建筑特征数据包括室内的门窗洞口位置、尺寸、高度以及室外的建筑外立面形状、建筑布置输入到FLUENT流体动力学软件中，建立仿真模型，然后将基本风压输入到FLUENT流体动力学软件中，模拟室内外风压力环境，得到吊顶完成面的受风压力分布，取出所受风最大压力值。
然后进行反向支撑体系的选型，选出能够承受施工地受风压力的反向支撑体系：将多个反向支撑体系的结构数据输入到sap2000有限元分析软件中，每个反向支撑体系的结构数据包括反支撑架的间距、材料和长度，结构数据进行选取时，根据反向支撑体系的设计规范，间距取90cm、100cm、110cm、120cm，材料使用3号角钢、4号角钢、5号角钢，长度则根据室内高度、吊顶设计标高以及吊杆长度确定。根据反向支撑体系的设计规范，吊杆长度及龙骨面层的厚度之和为30～50cm中的整数长度，即为30cm、31cm、32cm、33cm、34cm、35cm、36cm、37cm、38cm、39cm、40cm、41cm、42cm、43cm、44cm、45cm、46cm、47cm、48cm、49cm、50cm，而室内净高度和吊顶设计完成标高也已知，反支撑架的长度即为室内净高度减去吊顶设计完成标高再减去吊杆长度及龙骨面层的厚度之和。将间距、材料和长度的各种组合形成各个反向支撑体系，输入sap2000有限元分析软件中，通过sap2000有限元分析软件模拟出各个反向支撑体系的支撑力数据，选取支撑力数据大于吊顶完成面所受风最大压力值的反向支撑体系，这些反向支撑体系都能够有足够的强度抵御所受风压力，强度达标。
接着进行造价的评估，选出最经济的反向支撑体系方案：根据上述选出的反向支撑体系的结构数据，即可得出这些反向支撑体系各自所需要的用料量，根据各自的用料量以及材料的价格计算出各个反向支撑体系的造价，选取造价最低的反向支撑体系作为最终定型。
最后取料并进行安装，完成反向支撑体系的施工：根据最终定型的反向支撑体系的结构数据中的间距、材料和长度，加工出反支撑架、连接架和水平支撑架，然后按照间距在屋顶安装反支撑架，反支撑架上安装连接架，连接架之间安装水平支撑杆，最后在水平支撑架上安装吊杆，在吊杆上安装龙骨，龙骨上安装吊顶面板，完成反向支撑体系和吊顶的施工安装。

Claims (5)

1.一种组合装配式吊顶反向支撑体系结构，其特征在于，包括呈矩阵排列的多个反支撑架(1)，所述反支撑架(1)底部都安装有连接架(2)，相邻连接架(2)之间都安装有水平支撑杆(3)，
所述反支撑架(1)包括连接角码(11)、反支撑杆(12)，所述连接角码(11)固装在混凝土固件(4)上，所述反支撑杆(12)顶端与连接角码(11)固接，
所述连接架(2)包括底板(21)，所述底板(21)中心垂直设置有安装杆(22)，所述安装杆(22)与反支撑杆(12)底端相连，所述底板(21)四角设置的连接孔(23)与对应水平支撑杆(3)的端部通过螺栓相连。
2.根据权利要求1所述的组合装配式吊顶反向支撑体系结构，其特征在于，所述连接角码(11)、反支撑杆(12)、安装杆(22)和水平支撑杆(3)都为角钢；
所述的连接角码(11)包括相互垂直的固定板(5)和连接板(6)；
所述反支撑杆(12)包括相互垂直的两个侧板(7)，其中一个侧板(7)顶部的外壁与连接板(6)内表面焊接连接，两个侧板(7)的上边缘都与固定板(5)焊接连接；
所述安装杆(22)包括相互垂直的两个安装板(8)，侧板(7)与对应安装板(8)板面接触，并通过螺栓固定连接；
所述水平支撑杆(3)包括相互垂直的两个支撑板(9)，支撑板(9)与底板(21)的连接孔(23)通过螺栓相连。
3.根据权利要求1或2所述的组合装配式吊顶反向支撑体系结构，其特征在于，所述连接孔(23)为槽孔，都指向底板(21)的中心。
4.根据权利要求1或2所述的组合装配式吊顶反向支撑体系结构，其特征在于，所述连接架(2)上竖直安装有吊杆(13)，吊杆(13)穿过连接架(2)的底板(21)和水平支撑杆(3)的支撑板(9)，所述水平支撑杆(3)上设置有多个吊杆安装孔。
5.一种权利要求1所述组合装配式吊顶反向支撑体系结构的设计安装一体化方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)确定设计载荷：选取施工所在地的基本风压，将建筑特征数据输入到流体动力学软件中，建立仿真模型，然后将基本风压输入到流体动力学软件中，模拟室内外风压力环境，得到吊顶完成面所受风最大压力值；
(2)反向支撑体系选型：将多个反向支撑体系的结构数据输入到有限元分析软件中，通过有限元分析软件模拟出各个反向支撑体系的支撑力数据，选取支撑力数据大于吊顶完成面所受风最大压力值的反向支撑体系；
(3)造价评估：根据上述步骤选出的反向支撑体系的结构数据，计算出各个反向支撑体系的造价，选取造价最低的反向支撑体系作为最终定型；
(4)取料安装：根据最终定型的反向支撑体系的结构数据，先在屋顶安装反支撑架，然后在反支撑架上安装连接架，接着在连接架之间安装水平支撑杆，最后在水平支撑架上安装吊杆，在吊杆上安装龙骨，龙骨上安装吊顶面板；
其中，所述的结构数据包括反支撑架的间距X、材料Y和长度Z；所述的X为90cm、100cm、110cm、120cm；所述的Y为3号角钢、4号角钢、5号角钢；所述的Z＝H-B-D；
其中，所述的H为室内净高度，所述的B为吊顶设计完成标高，所述的D为吊杆长度及龙骨面层的厚度之和，所述的D为30～50cm中的整数长度。
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