CN108166660B - 一种曲面单层网壳结构安装方法 - Google Patents

Abstract

一种曲面单层网壳结构安装方法，包括动态模拟计算分析过程、网壳结构单元划分过程以及网壳结构安装过程；动态模拟计算分析过程包括，通过计算机模拟拆分网壳结构单元并计算分析拆分后网壳结构单元的位移值、拼接之后的稳定性、以及拼接之后的载荷；网壳结构单元划分过程包括，根据上述计算机模拟获得的数据调整组合单元分块及安装先后顺序；网壳结构安装过程包括，根据上述确定的安装先后顺序安装划分后的网壳结构。与现有技术相比较，本发明的有益效果在于，本发明将整体网壳结构拆分成多个网壳结构再进行拼接，减少了吊装的使用，安装起来比较方便，同时采用树状的支撑柱，从而减少了支撑柱的使用，节约了人力物力。

Description

一种曲面单层网壳结构安装方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体而言，涉及一种曲面单层网壳结构安装方法。

背景技术

随着地下商业广场兴起，地下商场入口处钢屋盖施工具有广阔发展前景，地下商业广场入口屋盖结构多采用平面框架结构、轻钢龙骨结构，当跨度较大时，常采用单层网壳结构。单层网壳结构施工时，吊装需在广场入口洞口外地下室顶板上活动,吊装范围受限较大，且吊装用支撑较多。

中国专利公开号：102912989A，公开了一种钢网壳与索穹顶组合结构的安装方法，该安装方法分为下列步骤：第一步：根据钢网壳与索穹顶组合结构的设计标高和结构布置形式，在地面和看台的预定位置搭设安装支架，并在外环梁的上部安装支座；第二步：以安装支架为平台先安装钢网壳的径向部分的杆件，组成稳定的结构骨架，再在结构骨架上安装若干提升设备和提升索，提升设备与中心撑杆、中环撑杆、外环撑杆的安装位置一一对应，提升设备通过提升索与中心撑杆、中环撑杆以及外环撑杆相接；第三步：脊索索网的连接，在中心撑杆的顶部与中环撑杆的顶部之间安装内环脊索，在中环撑杆的顶部与外环撑杆的顶部之间安装中环脊索，外环撑杆的顶部与外环脊索相连，外环脊索经脊索牵引索与外环梁上的支座相连；第四步：提升设备带动提升索对中心撑杆、中环撑杆以及外环撑杆进行提升，同时经脊索牵引索牵引外环脊索；第五步：跟随提升高度，分别在中环撑杆与中心撑杆之间安装内环斜索、在外环撑杆与中环撑杆之间安装中环斜索、在两中环撑杆之间安装中环环索；第六步：将外环脊索锚固于外环梁的支座上；第七步：在两外环撑杆之间安装外环环索，并通过斜索牵引索将外环斜索与外环梁上的支座相连；第八步：将外环斜索锚固于外环梁的支座上；第九步：提升中心撑杆、中环撑杆以及外环撑杆至索穹顶位置，一次张拉外环斜索至索穹顶最终成形；第十步：将中心撑杆、中环撑杆以及外环撑杆与结构骨架相连，拆除提升设备和提升索，安装钢网壳剩余部分的杆件，最后拆除安装支架。

但上述技术方案，采用的是整体安装，安装难度大、采用的吊装和支撑架相对较多，浪费了人力物力。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种曲面单层网壳结构安装方法，旨在解决现有技术中顶层网壳结构安装难度大、辅助设备多的问题。

一个方面，本发明提出了一种曲面单层网壳结构安装方法，包括动态模拟计算分析过程、网壳结构单元划分过程以及网壳结构安装过程；

所述动态模拟计算分析过程包括，通过计算机模拟拆分网壳结构单元并计算拆分后网壳结构单元的位移值、以及通过分析拆分后网壳结构单元安装就位之后分支点失稳、极值点失稳及跳越失稳情况，判断网壳结构安装过程中的整体稳定性；

所述网壳结构单元划分过程包括，根据上述计算机模拟获得的数据调整组合单元分块及安装先后顺序；

所述网壳结构安装过程包括，根据上述确定的安装先后顺序安装划分后的网壳结构。

进一步地，所述网壳结构单元划分过程中划分网壳结构单元时，设定外围组合单元比内部组合单元重。

进一步地，所述网壳结构安装过程包括，场地辅助装置的安装和所述曲面单层网壳结构的安装。

进一步地，所述场地辅助装置的安装包括，先安装场地内的树形柱1、再安装场地外的外围立柱、最后安装所述外围立柱外侧的外围辅助装置；

所述树形柱、所述外围立柱和所述外围辅助装置用以支撑所述曲面单层网壳结构。

进一步地，所曲面单层网壳结构的安装包括，先安装所述树形柱周边的网壳组合单元，再逐步向外扩展安装各相连接的网壳组合单元。

进一步地，所述树形柱设置两个，分别位于场地左、右两端；

所述树形柱为树状结构，在主干上设置若干分叉，用以减少内部支撑使用。

进一步地，所述外围立柱设置在场地外围，用以支撑所述曲面单层网壳结构的边缘。

进一步地，所述外围辅助装置底部设置有装配斜撑，用以将焊点从摇摆柱上转移到斜撑上。

进一步地，所述装配斜撑包括斜杆、固定件；

所述斜杆设置两个，分别位于摇摆柱两端，用以支撑摇摆柱；

所述固定件为两个U形块，所述U形块分为上、中、下三层，所述中层为空心层，所述中层设置有矩形块，用以通过焊接将两个U形块连接成一个整体。

进一步地，所述地辅助装置的安装还包括安装施工用内部支撑，用以辅助施工人员施工。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于，本发明通过静态模拟分析先将整体网壳结构优化拆分成多个网壳单元再进行拼接，由于单个网壳结构单元重量比较轻从而避免了大型吊车的使用，进而减轻了吊车对楼板的负荷，降低了施工风险。

进一步地，拆分之后的单个网壳结构单元由于面积小，安装起来比较方便，便于施工和微调位置。

其次，静态分析过程中通过计算机模拟拆分网壳结构单元并计算拆分后网壳结构单元在安装时的变形及应力分布情况、并通过分析各片状单元安装就位之后分支点失稳、极值点失稳及跳越失稳情况，判断结构安装过程中的整体稳定性，从理论上保证了本方案的安全性和可行性。

进一步地，静态分析过程还通过计算片状单元的位移值选出最短安装路径，使得安装过程高效且快捷。

进一步地，本发明通过外围组合单元比内部组合单元重的设定，以及外围设置的用以支撑边缘的结构外围立柱，即保证了外部边缘的支撑同时又降低了内部组合单元的载荷，提高了安全性。

进一步地，本发明先安装所述树形柱周边的网壳组合单元，再逐步向外扩展安装各相连接的其它网壳组合单元，合理安排了安装的顺序，便于施工和提高了各个单元之间组合时候的准确性。

进一步地，本发明采用树状的支撑柱，充分利用了自身树杈分叉多的特点，减少了内部支撑柱的使用，便于安装操作。

进一步地，本发明在辅助装置底部设置了摇摆限位用装配斜撑，将焊点转移到了斜撑上，解决了传统限位装置在摇摆柱上形成焊接瘤的问题，避免了母材的损伤。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的曲面单层网壳结构的安装流程图；

图2为本发明实施例提供的曲面单层网壳结构的结构示意图；

图3本发明实施例提供的曲面单层网壳结构的结构立柱和支撑系统的布置图

图4为本发明实施例提供的曲面单层网壳结构的摇摆柱限位用装配斜撑的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的曲面单层网壳结构的结构组合单元划分示意图；

图6为本发明实施例提供的曲面单层网壳结构的结构组合单元安装顺序示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参阅图1，其为本发明实施例提供的曲面单层网壳结构安装的流程图，包括动态模拟计算分析过程、网壳结构单元划分过程以及网壳结构安装过程；动态模拟计算分析过程包括，通过计算机模拟拆分网壳结构单元并计算拆分后网壳结构单元在安装时的变形及应力分布情况、并通过分析各片状单元安装就位之后分支点失稳、极值点失稳及跳越失稳情况，判断结构安装过程中的整体稳定性；网壳结构单元划分过程包括，根据上述计算机模拟获得的数据调整组合单元分块及安装先后顺序；网壳结构安装过程包括，根据上述确定的安装先后顺序安装划分后的网壳结构。

在本实施例中，网壳结构单元划分过程中划分网壳结构单元时，设定外围组合单元比内部组合单元重；

具体而言，首先通过计算机模拟拆分网壳结构，并计算分析拆分后网壳结构单元的位移值、拼接之后的稳定性、以及拼接之后的载荷，用以确保安装之后的安全性，其次根据上述计算机模拟获得的数据调整组合单元分块及安装先后顺序，调整后可通过上述计算机模拟分析功能再次确认调整之后的方案的稳定性和安全性；最后根据上述确定的安装先后顺序安装划分后的网壳结构。

继续参阅图2及图3，其为本发明实施例提供的曲面单层网壳结构的结构示意图以及结构立柱和支撑系统的布置图，网壳结构安装过程包括，场地辅助装置的安装和所述曲面单层网壳结构的安装；场地辅助装置的安装包括，先安装场地内的树形柱1、再安装场地外的外围立柱2、最后安装所述外围立柱2外侧的外围辅助装置3；树形柱1、外围立柱2和外围辅助装置3用以支撑所述曲面单层网壳结构；曲面单层网壳结构的安装包括，先安装树形柱1周边的网壳组合单元，再逐步向外扩展安装其他的网壳组合单元。

在本实施例中，所述树形柱1设置两个，分别位于场地左、右两端；树形柱1为树状结构，在主干上设置若干分叉，用以减少内部支撑使用；外围立柱2设置在场地外围，用以支撑所述曲面单层网壳结构的边缘；地辅助装置的安装还包括安装施工用内部支撑4，用以辅助施工人员施工

具体而言，网壳结构安装过程包括，场地辅助装置的安装和所述曲面单层网壳结构的安装；场地辅助装置的安装包括树形柱1的安装、外围立柱2的安装、外围辅助装置3的安装。

具体而言，树形柱1为树状结构，在主干上设置若干分叉，树形柱1设置在场地内部，设置两个，分别位于场地左右两侧，用以减少内部支撑使用。

具体而言，外围立柱2设置在场地外围，外围立柱2紧靠场地边缘地带，用以支撑所述曲面单层网壳结构的边缘。

具体而言，外围辅助装置3顶部设置有操作台，外围辅助装置3设置在场地外侧，且围绕场地一圈，用以辅助施工；

具体而言，内部支撑4顶部设置有操作台，内部支撑4设置在场地内侧，用以辅助施工人员施工，同时也可以起到辅助支撑的作用。

具体而言，曲面单层网壳结构的安装先安装树形柱1周边的网壳组合单元，再逐步向外扩展安装其他的网壳组合单元，具体安装过程如图6所示。

参阅图4，其为本发明实施例提供的曲面单层网壳结构摇摆柱限位用装配斜撑的结构示意图；外围辅助装置3底部设置有装配斜撑4，用以将焊点从摇摆柱上转移到斜撑4上；装配斜撑4包括斜杆41、固定件42；斜杆41设置两个，分别位于摇摆柱两端，用以支撑摇摆柱；固定件42为两个U形块，U形块分为上、中、下三层，中层为空心层，中间层设置有矩形块，用以通过焊接将两个U形块连接成一个整体。

具体而言，每个外围辅助装置3底部都设置有装配斜撑4，用以将焊点从摇摆柱上转移到斜撑4上；装配斜撑4包括斜杆41、固定件42；斜杆41为杆状，设置在外围辅助装置3的侧面，用以支撑外围辅助装置3；固定件42为两个U形块，U形块分为上、中、下三层，中层为空心层，中间层设置有矩形块，用以通过焊接将两个U形块连接成一个整体。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种曲面单层网壳结构安装方法，其特征在于，包括动态模拟计算分析过程、网壳结构单元划分过程以及网壳结构安装过程；

所述动态模拟计算分析过程包括，通过计算机模拟拆分网壳结构单元并计算拆分后网壳结构单元的位移值、以及通过分析拆分后网壳结构单元安装就位之后分支点失稳、极值点失稳及跳越失稳情况，判断网壳结构安装过程中的整体稳定性，通过计算拆分后网壳结构单元的位移值选出最短安装路径；

所述网壳结构单元划分过程包括，根据上述计算机模拟获得的数据调整组合单元分块及安装先后顺序，设定外围组合单元比内部组合单元重；

所述网壳结构安装过程包括，根据上述确定的安装先后顺序安装划分后的网壳结构，所述网壳结构包括安装于场地外的外围立柱。

2.根据权利要求1所述的曲面单层网壳结构安装方法，其特征在于，所述网壳结构安装过程包括，场地辅助装置的安装和所述曲面单层网壳结构的安装。

3.根据权利要求2所述的曲面单层网壳结构安装方法，其特征在于，所述场地辅助装置的安装包括，先安装场地内的树形柱(1)、再安装场地外的外围立柱(2)、最后安装所述外围立柱(2)外侧的外围辅助装置(3)；

所述树形柱(1)、所述外围立柱(2)和所述外围辅助装置(3)用以支撑所述曲面单层网壳结构。

4.根据权利要求3所述的曲面单层网壳结构安装方法，其特征在于，所述曲面单层网壳结构的安装包括，先安装所述树形柱(1)周边的网壳组合单元，再逐步向外扩展安装各相连接的网壳组合单元。

5.根据权利要求4所述的曲面单层网壳结构安装方法，其特征在于，所述树形柱(1)设置两个，分别位于场地左、右两端；

所述树形柱(1)为树状结构，在主干上设置若干分叉，用以减少内部支撑使用。

6.根据权利要求3所述的曲面单层网壳结构安装方法，其特征在于，所述外围立柱(2)设置在场地外围，用以支撑所述曲面单层网壳结构的边缘。

7.根据权利要求3所述的曲面单层网壳结构安装方法，其特征在于，所述外围辅助装置(3)底部设置有装配斜撑(5)，用以将焊点从摇摆柱上转移到斜撑(5)上。

8.根据权利要求7所述的曲面单层网壳结构安装方法，其特征在于，所述装配斜撑(5)包括斜杆(51)、固定件(52)；

所述斜杆(51)设置两个，分别位于摇摆柱两端，用以支撑摇摆柱；

所述固定件(52)为两个U形块，所述U形块分为上、中、下三层，所述中层为空心层，所述中层设置有矩形块，用以通过焊接将两个U形块连接成一个整体。

9.根据权利要求3所述的曲面单层网壳结构安装方法，其特征在于，所述场地辅助装置的安装还包括安装施工用内部支撑(4)，用以辅助施工人员施工。

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