CN107268793A - 一种叠级型斗拱铝板插接系统及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种叠级型斗拱铝板插接系统及其施工方法，该系统包括沿穹顶环形设置一周的连接结构和沿连接结构布置一周的叠级型斗拱，连接结构包括与穹顶受力结构垂直并固定连接的型钢马道、与型钢马道的底部固定连接的型钢吊架、与型钢吊架的底部固定连接的环形钢架、沿环形钢架表面整体贴合铺设连接的基层阻燃板、沿基层阻燃板外表面整体贴合铺设粘接的铝面板、固定在铝面板表面的插件以及套接在插件外部的叠级型斗拱的叠级铝管，插件的外部尺寸与叠级铝管的内部尺寸相适应。本发明在结合建模软件进行放线定位及斗拱的排版深化，在现场施工时提高环形钢架和插件的安装精度，简化了施工工序，继而提高了铝板斗拱的安装效率。
Description
技术领域
本发明属于铝型材室内装修领域，特别是涉及一种叠级型斗拱铝板的插接系统及其施工方法。
背景技术
斗拱是中国传统文化线条的一种象征，斗拱结合铝型材形成斗拱铝板则成为室内装饰装修行业的新兴产物，开始使用在建筑穹顶上。但是现有的铝型材安装方式较为落后，通常以设计复杂的背部钢架，并在钢架上采用干挂点粘铝板进行连接为主，同时施工时铝板斗拱由于其造型复杂，因此安装时需要采用人工进行放线定位提高安装精度，并进行背部钢架的多重焊接。这种技术方式存在以下缺点：一、现有的干挂点粘无法达到铝板斗拱较高的安装精度；二、施工时背部钢架多重焊接会耗时较长。因此怎样革新铝板斗拱的连接方式其施工工艺，增加安装效率是此项技术的重点研究方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种叠级型斗拱铝板插接系统及其施工方法，要解决现有铝型材连接方式无法满足铝板斗拱的安装精度以及背部钢架焊接耗时较长的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种叠级型斗拱铝板插接系统，包括沿穹顶环形设置一周的连接结构和沿连接结构布置一周的叠级型斗拱，所述叠级型斗拱由下至上包括至少三层叠级铝管，所述连接结构包括与穹顶受力结构固定连接的型钢马道、与型钢马道的底部固定连接的型钢吊架、与型钢吊架的底部固定连接的环形钢架、沿环形钢架表面整体贴合铺设连接的基层阻燃板、沿基层阻燃板外表面整体贴合铺设粘接的铝面板、对应叠级铝管的布置位置固定在铝面板表面的插件，所述插件的外部尺寸与叠级铝管的内部尺寸相适应，所述叠级铝管的端部套接插件的外部。
所述环形钢架由矩形钢管冷弯而成，包括纬向设置在型钢吊架的外侧表面或者型钢吊架之间的环梁，环梁弯曲的弧度与叠级型斗拱的纬向弧度相适应，所述环形钢架还包括连接环梁之间的连梁。
所述插件在铝面板上的设置位置均对齐相应的环梁，所述插件紧贴铝面板并通过由内至外依次贯穿铝面板、基层阻燃板和环梁的第一连接件与铝面板固定连接。
所述插件为一节铝方管或一节U型铝件，U型铝件的开口朝外。
所述插件包括通过第一连接件与铝面板固定连接的连接边，还包括通过第二连接件与叠级铝管固定连接的套接边，所述第二连接件由内至外依次贯穿叠级铝管和插件。
每道型钢马道均包括成对间隔设置的马道边垂杆、固定连接在马道边垂杆之间的水平连杆和平铺在水平连杆上的上人格栅板，所述水平连杆包括设置在相邻对马道边垂杆底部之间的纬向水平连杆，还包括每对马道边垂杆之间的径向水平连杆。
所述型钢吊架包括两根吊杆，吊杆的顶部均通过连接板与纬向水平连杆固定连接。
所述第一连接件和第二连接件为螺栓、螺钉或铆钉。
沿穹顶由内至外至少设置三道型钢马道，包括内环马道、中环马道和外环马道，所述型钢吊架固定连接在内环马道和中环马道上。
一种叠级型斗拱铝板插接系统的施工方法，施工步骤如下：
步骤一，现场精准放线定位：首先在Revit软件中绘制穹顶部位的整体效果模型，以建筑物中心点为基准，确定穹顶部位的基准点，以环形钢架的拱圆直径和叠级型斗拱的起拱高度为辅助，计算测量出环形钢架与叠级型斗拱完成面的放线尺寸；
步骤二，深化设计材料加工：采用Revit软件对叠级型斗拱数据进行现场实际复尺，确定后进行材料加工；按照总体设计对穹顶部位的布局，采用BIM进行节点的深化设计，确定基层连接结构各部件的起拱高度、排布连接方式和材料加工尺寸，然后对基层连接结构的各部件进行加工；
步骤三，型钢马道连接：在穹顶受力结构上垂直固定连接一块连接钢板，然后将型钢马道的马道边垂杆的顶部与连接钢板固定连接，将水平连杆作为底托与马道边垂杆的底部固定连接，在水平连杆上铺上人格栅板；
步骤四，型钢吊架连接：将型钢吊架的顶部通过连接板与水平连杆固定连接；
步骤五，环形钢架连接：将预先经过冷弯的环形钢架与型钢吊架的底部进行固定连接，一部分环梁的设置位置需与叠级型斗拱的设置位置相适应，以确保其后期实现两者的固定；
步骤六，基层阻燃板的安装：在基层阻燃板的背面满涂防火涂料，然后将基层阻燃板与环形钢架进行贴合固定，确保圆环弧度自然，允许偏差为2mm-3mm；
步骤七，铝面板安装：在铝面板的背部预先点设双面胶作为临时固定，待调整好后满涂硅酮胶将其与基层阻燃板进行粘贴固定，铝面板的两侧需设置翻边以密封面板拼接处；
步骤八，插件安装：将铝方管或U型铝件进行加工切割成节，对照Revit软件中叠级型斗拱的位置进行安装；
步骤九，叠级型斗拱的插接：安装叠级型斗拱时首先平推叠级铝管的两侧使插件插入叠级铝管内，再用第二连接件固定其左右两侧及顶部使其安装牢固，然后再通过第一连接件将叠级型斗拱与环形钢架固定。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明的连接方式巧妙，摒弃了以往的干挂点粘铝板方式，并采用在型钢马道上连接型钢吊架，并在型钢吊架上连接环形钢架，并在环形钢架上连接插件，使叠级型斗拱直接插接在插件上，并通过连接件连接安装便捷，插件插入到叠级铝管内部，不影响外表面的美观，插件造价较低，同时耐久性强，安全性大大提高。本发明在节点处理上保证了基层阻燃板和铝面板的完整性，保证了铝板斗拱的防火防腐功能。本发明在施工时，结合建模软件进行放线定位及斗拱的排版深化，在现场施工时提高环形钢架和插件的安装精度，简化了施工工序，继而提高了铝板斗拱的安装效率。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的穹顶受力结构和型钢马道的俯视结构示意图。
图2是本发明的叠级型斗拱的仰视结构示意图。
图3是图1中A-A剖面结构示意图。
图4是图3中B节点的放大结构示意图。
图5是图1中D节点的放大结构示意图。
图6是图3中C节点的放大结构示意图。
图7是图3中B节点处使用本发明施工方法的步骤三完成结构示意图。
图8是图3中B节点处使用本发明施工方法的步骤四完成结构示意图。
图9是图3中B节点处使用本发明施工方法的步骤五的连接结构示意图。
图10是图3中B节点处使用本发明施工方法的步骤八的完成结构示意图。
图11是图3中B节点处使用本发明施工方法的步骤九的连接结构示意图。
附图标记：1－型钢马道、1a－内环马道、1b－中环马道、1c－外环马道、1.1－马道边垂杆、1.2－水平连杆、1.21－纬向水平连杆、1.22－径向水平连杆、1.3－上人格栅板、2－型钢吊架、3－环形钢架、3.1－环梁、3.2－连梁、4－基层阻燃板、5－铝面板、6－插件、6.1－连接边、6.2－套接边、7－叠级铝管、8－第一连接件、9－第二连接件、10－连接板、11－穹顶受力结构、12－叠级型斗拱、13－硅酮胶。
具体实施方式
实施例参见图1-6所示，一种叠级型斗拱铝板插接系统，包括沿穹顶环形设置一周的连接结构和沿连接结构布置一周的叠级型斗拱12，所述叠级型斗拱12由下至上包括至少三层叠级铝管7，所述连接结构包括与穹顶受力结构11固定连接的型钢马道1、与型钢马道1的底部固定连接的型钢吊架2、与型钢吊架2的底部固定连接的环形钢架3、沿环形钢架3表面整体贴合铺设连接的基层阻燃板4、沿基层阻燃板4外表面整体贴合铺设粘接的铝面板5、对应叠级铝管7的布置位置固定在铝面板5表面的插件6，所述插件6的外部尺寸与叠级铝管7的内部尺寸相适应，所述叠级铝管7的端部套接插件6的外部。
沿穹顶由内至外至少设置三道型钢马道1，包括内环马道1a、中环马道1b和外环马道1c，所述型钢吊架2固定连接在内环马道1a和中环马道1b上。每道型钢马道1均包括成对间隔设置的马道边垂杆1.1、固定连接在马道边垂杆1.1之间的水平连杆1.2和平铺在水平连杆1.2上的上人格栅板1.3，所述水平连杆1.2包括设置在相邻对马道边垂杆底部之间的纬向水平连杆1.21，还包括每对马道边垂杆之间的径向水平连杆1.22。
本实施例中，马道边垂杆1.1为20号槽钢，纬向水平连杆1.21为18号槽钢，径向水平连杆1.22为14号槽钢，相邻对马道边垂杆1.1的间隔设置距离为300mm，每对马道边垂杆之间的距离为900mm，即马道宽度，上人格栅板1.3为钢格栅板。
所述型钢吊架2包括两根吊杆，吊杆的顶部均通过连接板10与纬向水平连杆1.21固定连接。
所述环形钢架3由矩形钢管冷弯而成，包括纬向设置在型钢吊架的外侧表面或者型钢吊架之间的环梁3.1，环梁弯曲的弧度与叠级型斗拱的纬向弧度相适应，所述环形钢架3还包括连接环梁之间的连梁3.2。本实施例中，矩形钢管的尺寸为长×宽×壁厚=40mm×40mm×4mm。
所述插件6在铝面板5上的设置位置均对齐相应的环梁，所述插件6紧贴铝面板5并通过由内至外依次贯穿铝面板5、基层阻燃板4和环梁的第一连接件8与铝面板5固定连接。
所述插件6为一节铝方管或一节U型铝件，U型铝件的开口朝外。所述插件6包括通过第一连接件8与铝面板固定连接的连接边6.1，还包括通过第二连接件9与叠级铝管7固定连接的套接边6.2，所述第二连接件9由内至外依次贯穿叠级铝管7和插件6。本实施例中，所述插件6为U型铝件，厚度为5mm，长×宽×高=76mm×44mm×22mm，所述第一连接件8和第二连接件9为螺栓、螺钉或铆钉。
本实施例中，基层阻燃板4的厚度为9mm。
参见图7-11所示，这种叠级型斗拱铝板插接系统的施工方法，施工步骤如下：
步骤一，现场精准放线定位：首先在Revit软件中绘制穹顶部位的整体效果模型，以建筑物中心点为基准，确定穹顶部位的基准点，以环形钢架的拱圆直径和叠级型斗拱的起拱高度为辅助，计算测量出环形钢架与叠级型斗拱完成面的放线尺寸。
步骤二，深化设计材料加工：采用Revit软件对叠级型斗拱数据进行现场实际复尺，确定后进行材料加工；按照总体设计对穹顶部位的布局，采用BIM进行节点的深化设计，确定基层连接结构各部件的起拱高度、排布连接方式和材料加工尺寸，然后对基层连接结构的各部件进行加工。
步骤三，型钢马道连接：在穹顶受力结构上垂直固定连接一块连接钢板，该受力结构可以是主体结构钢梁，然后将型钢马道1的马道边垂杆1.1的顶部与连接钢板固定连接，将水平连杆1.2作为底托与马道边垂杆1.1的底部固定连接，在水平连杆1.2上铺上人格栅板1.3；两端设置焊缝的引弧板和引出板，手工焊引弧和引出板的长度不小于20mm，焊缝等级为三级，并以通过焊缝探伤检查试验。马道分为三道便于检修。完成后参见图7所示。
步骤四，型钢吊架连接：将型钢吊架的顶部通过连接板10与水平连杆1.2固定连接。
步骤五，环形钢架连接：将预先经过冷弯的环形钢架3与型钢吊架的底部进行固定连接，一部分环梁3.1的设置位置需与叠级型斗拱的设置位置相适应，以确保其后期实现两者的固定。
步骤六，基层阻燃板的安装：在基层阻燃板4的背面满涂防火涂料，然后将基层阻燃板4与环形钢架3进行贴合固定，确保圆环弧度自然，允许偏差为2mm-3mm。
步骤七，铝面板安装：在铝面板的背部预先点设双面胶作为临时固定，待调整好后满涂硅酮胶13将其与基层阻燃板4进行粘贴固定，铝面板的两侧需设置翻边以密封面板拼接处，翻遍宽度为10mm。
步骤八，插件安装：将铝方管或U型铝件进行加工切割成节，对照Revit软件中叠级型斗拱的位置进行安装。
步骤九，叠级型斗拱的插接：安装叠级型斗拱时首先平推叠级铝管的两侧使插件插入叠级铝管内，再用第二连接件9固定其左右两侧及顶部使其安装牢固，然后再通过第一连接件8将叠级型斗拱与环形钢架固定。
所有固定连接方式均包括通过焊缝焊接、通过化学锚栓连接以及两者共同使用，焊缝长度均≥25mm，焊缝高度≥5mm并满足相应焊接规范与要求，在焊口处涂刷防锈漆搅拌均匀，共计刷两道深灰色防锈漆作为防锈处理，达到尺寸与造型精确，钢架焊接无漏焊，焊接牢固等质量验收等级；本实施例中涉及的锚栓均为M16化学锚栓。
Claims (10)
1.一种叠级型斗拱铝板插接系统，其特征在于：包括沿穹顶环形设置一周的连接结构和沿连接结构布置一周的叠级型斗拱（12），所述叠级型斗拱（12）由下至上包括至少三层叠级铝管（7），所述连接结构包括与穹顶受力结构（11）固定连接的型钢马道（1）、与型钢马道（1）的底部固定连接的型钢吊架（2）、与型钢吊架（2）的底部固定连接的环形钢架（3）、沿环形钢架（3）表面整体贴合铺设连接的基层阻燃板（4）、沿基层阻燃板（4）外表面整体贴合铺设粘接的铝面板（5）、对应叠级铝管（7）的布置位置固定在铝面板（5）表面的插件（6），所述插件（6）的外部尺寸与叠级铝管（7）的内部尺寸相适应，所述叠级铝管（7）的端部套接插件（6）的外部。
2.根据权利要求1所述的叠级型斗拱铝板插接系统，其特征在于：所述环形钢架（3）由矩形钢管冷弯而成，包括纬向设置在型钢吊架的外侧表面或者型钢吊架之间的环梁（3.1），环梁弯曲的弧度与叠级型斗拱的纬向弧度相适应，所述环形钢架（3）还包括连接环梁之间的连梁（3.2）。
3.根据权利要求2所述的叠级型斗拱铝板插接系统，其特征在于：所述插件（6）在铝面板（5）上的设置位置均对齐相应的环梁，所述插件（6）紧贴铝面板（5）并通过由内至外依次贯穿铝面板（5）、基层阻燃板（4）和环梁的第一连接件（8）与铝面板（5）固定连接。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的叠级型斗拱铝板插接系统，其特征在于：所述插件（6）为一节铝方管或一节U型铝件，U型铝件的开口朝外。
5.根据权利要求4所述的叠级型斗拱铝板插接系统，其特征在于：所述插件（6）包括通过第一连接件（8）与铝面板固定连接的连接边（6.1），还包括通过第二连接件（9）与叠级铝管（7）固定连接的套接边（6.2），所述第二连接件（9）由内至外依次贯穿叠级铝管（7）和插件（6）。
6.根据权利要求4所述的叠级型斗拱铝板插接系统，其特征在于：每道型钢马道（1）均包括成对间隔设置的马道边垂杆（1.1）、固定连接在马道边垂杆（1.1）之间的水平连杆（1.2）和平铺在水平连杆（1.2）上的上人格栅板（1.3），所述水平连杆（1.2）包括设置在相邻对马道边垂杆底部之间的纬向水平连杆（1.21），还包括每对马道边垂杆之间的径向水平连杆（1.22）。
7.根据权利要求4所述的叠级型斗拱铝板插接系统，其特征在于：所述型钢吊架（2）包括两根吊杆，吊杆的顶部均通过连接板（10）与纬向水平连杆（1.21）固定连接。
8.根据权利要求3或5所述的叠级型斗拱铝板插接系统，其特征在于：所述第一连接件（8）和第二连接件（9）分别为螺栓、螺钉或铆钉。
9.根据权利要求4所述的叠级型斗拱铝板插接系统，其特征在于：沿穹顶由内至外至少设置三道型钢马道（1），包括内环马道（1a）、中环马道（1b）和外环马道（1c），所述型钢吊架（2）固定连接在内环马道（1a）和中环马道（1b）上。
10.根据权利要求9所述的叠级型斗拱铝板插接系统的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：
步骤一，现场精准放线定位：首先在Revit软件中绘制穹顶部位的整体效果模型，以建筑物中心点为基准，确定穹顶部位的基准点，以环形钢架的拱圆直径和叠级型斗拱的起拱高度为辅助，计算测量出环形钢架与叠级型斗拱完成面的放线尺寸；
步骤二，深化设计材料加工：采用Revit软件对叠级型斗拱数据进行现场实际复尺，确定后进行材料加工；按照总体设计对穹顶部位的布局，采用BIM进行节点的深化设计，确定基层连接结构各部件的起拱高度、排布连接方式和材料加工尺寸，然后对基层连接结构的各部件进行加工；
步骤三，型钢马道连接：在穹顶受力结构上垂直固定连接一块连接钢板，然后将型钢马道（1）的马道边垂杆（1.1）的顶部与连接钢板固定连接，将水平连杆（1.2）作为底托与马道边垂杆（1.1）的底部固定连接，在水平连杆（1.2）上铺上人格栅板（1.3）；
步骤四，型钢吊架连接：将型钢吊架的顶部通过连接板（10）与水平连杆（1.2）固定连接；
步骤五，环形钢架连接：将预先经过冷弯的环形钢架（3）与型钢吊架的底部进行固定连接，一部分环梁（3.1）的设置位置需与叠级型斗拱的设置位置相适应，以确保其后期实现两者的固定；
步骤六，基层阻燃板的安装：在基层阻燃板（4）的背面满涂防火涂料，然后将基层阻燃板（4）与环形钢架（3）进行贴合固定，确保圆环弧度自然，允许偏差为2mm-3mm；
步骤七，铝面板安装：在铝面板的背部预先点设双面胶作为临时固定，待调整好后满涂硅酮胶将其与基层阻燃板（4）进行粘贴固定，铝面板的两侧需设置翻边以密封面板拼接处；
步骤八，插件安装：将铝方管或U型铝件进行加工切割成节，对照Revit软件中叠级型斗拱的位置进行安装；
步骤九，叠级型斗拱的插接：安装叠级型斗拱时首先平推叠级铝管的两侧使插件插入叠级铝管内，再用第二连接件（9）固定其左右两侧及顶部使其安装牢固，然后再通过第一连接件（8）将叠级型斗拱与环形钢架固定。
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