一种大跨度铝制吊顶结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域,具体地说是一种大跨度铝制吊顶结构及其施工方法。
背景技术
目前,随着国家经济的高速发展,各地文化中心、歌剧院、体育场馆、机场、地标性建筑等装饰品质要求随之提高,促使建筑美学进入一个崭新的快节奏时代。建筑作为反映一个时代的社会经济技术水平及文化理念的载体,建筑美学正逐步提升到一个新的高度,特别是公共建筑的美学观感和功能实用性的完美结合更上一台阶,大跨度异形铝板综合体施工工艺也应运而生。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足之处,提供一种大跨度铝制吊顶结构及其施工方法,适用于交通、文化、艺术空间等大面积不规则变截面吊顶施工,以及高档装饰装修工程施工。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种大跨度铝制吊顶结构,包括主梁、桁架系统、龙骨连接系统和装饰系统,装饰系统固定于桁架系统,并通过龙骨连接系统与主梁固定,
桁架系统包括三角桁架,三角桁架设置有连接支撑架、下玄梁侧板和二维曲度变截面金属板,三角桁架通过连接支撑架与装饰系统固定,通过下玄梁侧板与二维曲度变截面金属板固定,并通过二维曲度变截面金属板进行支撑;
龙骨连接系统包括竖直设置的连接杆、主龙骨和弧形副龙骨,连接杆上部固定于主梁,下部固定主龙骨,主龙骨通过龙骨转换连接件连接弧形副龙骨;
装饰系统包括U型金属挂件、金属条板和钢骨架,U型金属挂件通过钢骨架支撑固定、且与所述弧形副龙骨连接固定,U型金属挂件通过金属条板与所述连接支撑架及下玄梁侧板固定。
装饰系统通过桁架系统和主梁进行固定。
由于该屋面装饰结构由多根屋面檀条和圆管形成曲面,系统与屋面结构连接采用主龙骨抱箍系统将屋面檩条栓接,而没有对屋面结构焊接、钻孔。为保证U形金属挂片完成面的顺滑过渡,副龙骨采用弧形龙骨。系统采用镀锌钢主抱箍系统与屋面檀条连接,连接杆上部开有弧形U形孔,可满足不同倾斜角度的主龙骨安装,连接杆与主龙骨之间采用螺栓栓接。
装饰系统采用U形金属挂片、型材龙骨、U形挂片压片;整个设计和安装,充分考虑到整个吊顶系统的美观性、结构的合理性、安装的方便性、曲面翻转角度顺滑过渡、以及吊顶系统与相关界面衔接的节点设计。U型金属挂件多用于隐蔽工程繁多人流密集的公共场所,便于空气的流通、排气、散热的同时,能够使光线分布均匀,使整个空间宽敞明亮。广泛应用于地铁,高铁站,车站,机场,大型购物商场,通道,休闲场所,公共卫生间,建筑物外墙等开放式场所。
优选的,所述金属条板为倾斜设置并具有水平的安装底边,安装底边用于安装固定下玄梁侧板;所述连接支撑架包括斜向支撑板、水平支撑板和竖向支撑,斜向支撑板、水平支撑板通过竖向支撑与三角桁架固定,并分别通过螺栓、螺杆与金属条板和下玄梁侧板固定,从而使金属条板与三角桁架固定。
金属条板并列密拼,密拼后的金属条板上沿水平方向设置有螺栓固定座,螺栓固定座上开设多个螺栓固定孔。
优选的,所述金属条板的下部设置有安装卡槽,下玄梁侧板的背面设置有连接卡座,所述连接卡座与安装卡槽配合固定、将金属条板与下玄梁侧板固定。安装卡槽为金属板的底边向上弯折形成的挡边;下玄梁侧板的背面固定弯折板,该弯折板底部弯折,与所述挡边配合,实现固定。
优选的,所述连接杆为镀锌角钢,镀锌角钢通过抱箍系统固定于主梁,并通过抱箍与所述主龙骨固定。
优选的,所述龙骨转换连接件为螺杆栓,主龙骨与弧形副龙骨采用螺杆栓连接,通过钢抱箍固定;U型挂片采用可旋转调节吊件与所述弧形副龙骨固定。
所述弧形副龙骨采用U40×40×2弧形钢,主龙骨采用C型钢。
优选的,所述U型金属挂件采用转印木纹铝板,金属条板采用转印金属条板。室外采用挑檐沙滩黄铝板,室内U型金属挂件和金属条板与室外颜色相呼应。
本发明还公开了一种大跨度铝制吊顶结构施工方法,该方法对上述的吊顶结构进行施工,施工步骤包括:测量放线,骨架制作及安装,以及饰面板安装;
所述饰面板安装采用统一模数化定制加工,每块板材有唯一定位编号,板材进场按次序码放。
具体的,该方法的具体实施步骤如下:
A、测量放线:
1)、根据现场土建所提供的坐标轴线和绝对高程的点位,按照建施图把室内外相对高程数值引线至大厅内,校正并标注在墙面上,作为室内装饰统一基准点;
2)、以室内基准点测量出航站楼屋顶1轴/14轴-A轴/F轴钢梁起弧最高点和四周最低点高程,与钢构建施图所对应的点位进行比较,并记录;
3)、在地平面上南北轴线上布点间距3000,在布点完毕后用全站仪把所有的点位反应到南北主梁上,记录高程值并在相应的位置进行标注,保证施工放线以及包梁钢架焊接时提供必要的参考点,减小施工误差值;
B、骨架制作与安装:包括主梁骨架安装和吊顶主龙骨架安装,
主梁骨架安装,根据现场条件及施工方案要点分析,桁架区域划为第一流水段,工字钢梁结构的区域为第二流水段,与幕墙收口的区域为最后流水段;
吊顶主龙骨架安装,
1)、工字钢梁下檐安装定制抱箍,两个主梁之间为一个吊顶模块,抱箍安装完毕后安装连接杆与主龙骨,主龙骨南北方向阶梯状水平吊装,该区域主龙骨吊装完成后,采用连接杆横向连接,该区域钢架的联接形成一个稳定的钢架转换层,保证弧形副龙吊杆有受力附着点;
2)、计算出主龙骨至弧形副龙骨的间距,安装龙骨转换连接件,然后安装副龙骨并调至相应的弧度;南北方向拉通线复核副龙骨曲度,等待U型挂片安装;
3)、安装航站楼周圈桁架包梁骨架,固定方式与主梁一致,与玻璃幕墙采用自攻丝连接;
C、饰面板安装:
1)、首先安装桁架主梁下包梁饰板,饰板定模加工,现场组装,整体上吊,弱化施工误差;铝饰板之间拼接为勾搭式,龙骨仅起到支撑作用,并非承重或固定铝单板,从而降低材料成本,密拼铝板外观给人予更精致的视觉享受。1轴-14轴每个轴线点的相对高程是不一致的,下玄梁安装时在该梁体端头上两个点拉通线,拼接缝上的点校正候再进行下一块板材安装;从而保证整体包梁平顺圆滑,切记不得跟随现场的钢梁桁架施工作业。
2)、安装桁架下玄梁侧板前,根据水平线计算弧度值,得出上反高程,固定二维曲度变截面金属板后调至相应弧度;斜向条板与水平线并非定值,根据图纸计算出相应角度的水平位移,参照南北轴线定尺。
3)、安装航站楼收边铝板,复核相应轴线,并弹线于地面之上,保证收边包梁安装误差最小化;
4)、U型金属挂件施工定位,首先再次校正南北主梁,保证长宽以及对角线一致,安装固定吊件与弧形副骨连接,调整至相应的起伏弧度值与水平角度值。
优选的,主梁骨架安装时,3轴至12轴为桁架区域,划为第一流水段;1轴/3轴-12轴/14轴为工字钢梁结构区域,划为第二流水段;A轴、F轴、3轴、1轴、12轴、14轴四周与幕墙收口的区域为最后流水段;
1)首先3/4轴桁架钢梁进行抱箍定点固定;刚性抱箍与梁体接触点加2mm厚三元乙丙橡胶垫,固定螺栓螺母配件齐全,保证抱箍不因时间变长而松动,防止意外发生。
2)根据模型实际放样和图纸计算,包梁钢骨架统一在地面加工制作,由于整个屋面成二维弧线构造,下玄梁侧板与U型铝挂片所呈现的角度不一致,为减小和弱化施工难度,取最小值和最大值的平均数统一定尺下料,条板与龙骨架采用10全丝调节螺杆,保证后期的角度误差校正;
3)钢梁抱箍采用桁架上悬梁和主梁三角定位,并组合为一个小的钢架模块,根据钢梁布点进行3M钢架制作,经再次复线后加密钢架为1.5M,整体钢架制作完毕后采用镀锌角钢南北连通,保证其整体结构的稳定性。
优选的,南北向共有18道工字钢梁,每条钢梁抱5个抱箍,间距为1.5m;天窗两侧钢梁为7个抱箍。
本工法利用计算机,通过全站仪精确测量,使用犀牛(RHINO)电脑软件进行构件实体模拟、板材加工放样及高程、曲度实际数据提取,加快了工作效率和施工精确度。
墙、顶、地的划格尺寸统一在一种模数制下,建立统一标准,使空间协调一致;用统一模数来协调各种空间,建立大空间的尺度感;模数的简单重复,体现交通建筑的简洁高效的风格;吊顶整体结构模数化;设计一体化,室内采用转印木螺纹铝板、转印金属条板与室外挑檐沙滩黄铝板颜色呼应,结构顺延。
本发明的一种大跨度铝制吊顶结构及其施工方法和现有技术相比,具有以下有益效果:
该施工方法采用的所有材料均为传统施工中用的普通材料,对环境无污染小,全部工厂化加工,旧材料回收循环使用律高;
在高空铝板施工中,本工法采用统一模数化定制加工、每块板材有定位唯一编号、进场按次序码放,解决了高空施工铝板使用杂乱等现象;
定制模数化加工,板缝拼接圆滑,平整度高、抗自身应力高;施工简单化,不会因光感面角度不同,导致饰面色泽不一致,尺寸精确,温度应变小,经济指数高。
附图说明
图1是本发明的大跨度铝制吊顶结构连接示意图;
图2是金属条板与下玄梁侧板安装结构示意图;
图3是龙骨连接系统结构示意图;
图4是该吊顶结构的应用示例图;
图5是该吊顶结构的应用整体示意图。
图中,1、主梁,2、桁架系统,3、龙骨连接系统,4、装饰系统,5、三角桁架,6、连接支撑架,7、下玄梁侧板,8、二维曲度变截面金属板,9、连接杆,10、抱箍系统,11、主龙骨,12、弧形副龙骨,13、龙骨转换连接件,14、可旋转调节吊件,15、U型金属挂件,16、钢骨架,17、金属条板,18、螺栓固定座,19、安装卡槽,20、连接卡座。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
一种大跨度铝制吊顶结构,包括主梁1、桁架系统2、龙骨连接系统3和装饰系统4,装饰系统4固定于桁架系统2,并通过龙骨连接系统3与主梁1固定。
桁架系统2包括三角桁架5,三角桁架5设置有连接支撑架6、下玄梁侧板7和二维曲度变截面金属板8,三角桁架5通过连接支撑架6与装饰系统4固定,通过下玄梁侧板7与二维曲度变截面金属板8固定,并通过二维曲度变截面金属8板进行支撑。
龙骨连接系统3包括竖直设置的连接杆9、主龙骨11和弧形副龙骨12,连接杆9上部固定于主梁1,下部固定主龙骨11,主龙骨11通过龙骨转换连接件13连接弧形副龙骨12。
装饰系统4包括U型金属挂件15、金属条板17和钢骨架16,U型金属挂件15通过钢骨架16支撑固定、且与所述弧形副龙骨12连接固定,U型金属挂件15通过金属条板17与所述连接支撑架6及下玄梁侧板7固定。
所述U型金属挂件15采用300*80*1.5转印木纹铝板,金属条板17采用转印金属条板。室外采用挑檐沙滩黄铝板,室内U型金属挂件和金属条板与室外颜色相呼应,结构顺延。
连接支撑架6包括斜向支撑板、水平支撑板和竖向支撑,所述金属条板17为倾斜设置并具有水平的安装底边,安装底边用于安装固定下玄梁侧板7,斜向支撑板、水平支撑板通过竖向支撑与三角桁架5固定,并分别通过螺栓、螺杆与金属条板17和下玄梁侧板7固定。金属条板17并列密拼,密拼后的金属条板17上沿水平方向设置有螺栓固定座18,螺栓固定座18上开设多个螺栓固定孔。
所述金属条板17的下部设置有安装卡槽19,下玄梁侧板7的背面设置有连接卡座20,所述连接卡座20与安装卡槽19配合固定、将金属条板7与下玄梁侧板7固定。安装卡槽19可以是金属条板17的底边向上弯折形成的挡边;下玄梁侧板7的背面固定弯折板,该弯折板底部弯折,与所述挡边配合,实现固定。
所述连接杆9为L50*4镀锌角钢吊件,镀锌角钢通过抱箍系统10固定于主梁1,并通过抱箍与所述主龙骨11固定。主龙骨11采用C100*40*3.0镀锌钢骨,弧形副龙骨12采用U40×40×2弧形钢龙骨。所述龙骨转换连接件13为M10全牙螺杆栓,主龙骨11与弧形副龙骨12采用螺杆栓连接,通过镀锌钢抱箍固定;U型金属挂片15采用可旋转调节吊件14与所述弧形副龙骨12固定。
该实施例中,由于屋面结构由多根屋面檀条HN300*150*6.5*9和圆管形成曲面,系统与屋面结构连接采用主龙骨抱箍系统将屋面檩条HN300*150*6.5*9栓接,没有对屋面结构焊接、钻孔。为保证U形金属挂片15完成面的顺滑过渡,副龙骨采用U40*40*2镀锌钢弧形龙骨。系统采用镀锌钢主抱箍系统与屋面檀条连接,L50×50×5镀锌角钢吊杆上部开有弧形U形孔,可满足不同倾斜角度的主龙骨安装,L50×50×5镀锌角钢与主龙骨之间采用螺栓栓接。
装饰面板系统采用铝合金U形挂片(转印木纹)、型材龙骨、U形挂片压片;整个设计和安装,充分考虑到整个吊顶系统的美观性、结构的合理性、安装的方便性、曲面翻转角度顺滑过渡、以及吊顶系统与相关界面衔接的节点设计。
主、副龙骨之间采用镀锌钢抱箍和M10全牙螺杆栓接,铝合金挂片采用可旋转调节吊件固定在U40*40*2镀锌钢弧形龙骨(副龙骨)上。整个系统的设计在保证所需强度的同时,便于主、副龙骨、U形挂片的定位安装。各系统配件加工方便,有利于大批量生产。
一种大跨度铝制吊顶结构施工方法,该方法对上述的吊顶结构进行施工,施工步骤包括:测量放线,骨架制作及安装,以及饰面板安装;
所述饰面板安装采用统一模数化定制加工,每块板材有唯一定位编号,板材进场按次序码放。
具体的,该方法的具体实施步骤如下:
A、测量放线:
1)、根据现场土建所提供的坐标轴线和绝对高程的点位,按照建施图把室内外相对高程数值引线至大厅内,以符合地面±0.000地平线,校正完毕后用红色油漆标注在墙面上,作为室内装饰统一基准点;
2)、以室内基准点测量出航站楼屋顶1轴/14轴-A轴/F轴钢梁起弧最高点和四周最低点高程,与钢构建施图所对应的点位进行比较,并一一记录下来,为室内吊顶提供更可靠精准的数据,以保证深化方案的真实性;
3)、在地平面上南北轴线上布点间距3000,在布点完毕后用全站仪把所有的点位反应到南北主梁上,记录高程值并在相应的位置进行标注,保证施工放线以及包梁钢架焊接时提供必要的参考点,减小施工误差值。
B、骨架制作与安装:包括主梁骨架安装和吊顶主龙骨架安装,
主梁骨架安装,
如图5所示,根据现场条件及施工方案要点分析,把3轴至12轴桁架区域划为第一流水段;1轴/3轴-12轴/14轴为工字钢梁结构区域划为第二流水段;A轴、F轴、3轴、1轴、12轴、14轴四周与幕墙收口的区域为最后流水段;
1)首先3/4轴桁架钢梁进行抱箍定点固定;刚性抱箍与梁体接触点加2mm厚三元乙丙橡胶垫,固定螺栓螺母配件齐全,保证抱箍不因时间变长而松动,防止意外发生;
2)根据模型实际放样和图纸计算,包梁钢骨架统一在地面加工制作,由于整个屋面成二维弧线构造,下玄梁侧板与U型铝挂片所呈现的角度不一致,为减小和弱化施工难度,取最小值和最大值的平均数统一定尺下料,条板与龙骨架采用10全丝调节螺杆,保证后期的角度误差校正;
3)钢梁抱箍采用桁架上悬梁和主梁三角定位,并组合为一个小的钢架模块,根据钢梁布点进行3M钢架制作,经再次复线后加密钢架为1.5M,整体钢架制作完毕后采用镀锌角钢南北连通,保证其整体结构的稳定性;
吊顶主龙骨架安装,
1)、工字钢梁下檐安装定制抱箍,两个主梁之间为一个吊顶模块,南北向共有18道工字钢梁,每条钢梁抱5个抱箍,间距为1.5m;天窗两侧钢梁为7个抱箍,抱箍安装完毕后安装5#镀锌角钢吊杆与C型钢主龙骨连接,主龙骨南北方向阶梯状水平吊装,该区域主龙骨吊装完成后,采用5#镀锌角钢吊杆与C型钢上,该区域钢架的联接形成一个稳定的钢架转换层,保证弧形副龙吊杆有受力附着点;
2)、主龙骨抱箍间距1.5m,计算出主龙骨至弧形副龙骨的间距,安装M10全丝螺杆,然后安装弧形副龙骨并调至相应的弧度;南北方向拉通线复核副龙骨曲度,等待U型挂片安装;
3)、安装航站楼周圈桁架包梁骨架,固定方式与主梁一致,与玻璃幕墙采用自攻丝连接,不得焊接;
4)、钢架需焊接的地方应严格遵守安全用电和焊工操作规范,以及施工质量验收规范,必须采用焊接连接的部位,在清渣完成后刷防锈漆三遍,确保刷漆质量满足规范要求和质量使用年限能达到设计要求;
C、饰面板安装:
1)、首先安装桁架主梁下包梁饰板,所有拼角铝板化繁为简一体化,定模加工,现场组装,整体上吊,弱化施工误差;铝板之间拼接为勾搭式,龙骨仅起到支撑作用,并非承重或固定铝单板,从而降低材料成本,密拼铝板外观给人予更精致的视觉享受。1轴-14轴每个轴线点的相对高程是不一致的,下玄梁安装时一定要在该梁体端头上两个点拉通线,拼接缝上的点必须一一校正,必须与图纸工程一致、再进行下一块板材安装,从而保证整体包梁平顺圆滑,切记不得跟随现场的钢梁桁架施工作业;
2)、安装桁架下玄梁侧板前,根据水平线计算弧度值,得出上反高程,固定3600长1.5厚二维曲度变截面金属板,后调至相应弧度;斜向条板与水平线并非定值,根据图纸计算出相应角度的水平位移,参照南北轴线定尺;
3)、安装航站楼收边铝板,复核相应轴线,并弹线于地面之上,保证收边包梁安装误差最小化;
4)、U型金属挂件施工定位,首先再次校正南北主梁,保证长宽以及对角线一致,安装固定吊件与弧形副骨连接,调整至相应的起伏弧度值与水平角度值。
施工时应注意:
下玄梁侧板施工必须有准确的参考轴线,第一块板材安装注意两端点的高程标高是否准确,坐标轴线两端点形成的角度,校正无误后方可进行下一块板材安装;
梁体轴线上必须拉通线,侧板安装完毕后需在安装下玄梁封头板前从里侧固定,保证各板块之间在同一直线上;
灯槽板需在地面上拼接完毕后(3块*1200长灯槽),拼接好的灯槽段与下悬梁拼接缝需错位安装;
弧形副龙骨与主龙骨连接吊件安装、弧形副龙骨与条板安装吊件必须错位交叉使用,保证龙骨扭曲不变形,整体受力均匀稳定;
条板在地面拼接时注意拼接力度均匀,留缝一致,均需采用铆钉固定,间距控制300左右,安装上吊时注意碰撞,拉力均匀,防止板块间松动变形,安装时与灯槽拼接段错缝;
特别注意板材垂直运输的成品保护注意安装好的板材面保护,工人需配手套施工,防护膜不影响施工的尽量不要撕除,避免日后清理带来困难;
80*300U型铝合金挂片中线与条板缝冲直,两轴梁体的板材缝必须在同一直线面上;
U型铝合金挂片安装注意与两侧条板留缝30mm,且与条板面平行,条板之间的落差需均匀一致,保证曲线度圆滑平顺,起拱弧度符合图纸标准;
下玄梁、灯槽、条板之间需交圈冲缝,板材之间必须加胶垫,不得直接硬性拼接;
质量要求南北坐标轴线与东西坐标轴线上板块冲缝,每垮梁体之间保证水平方正度、垂直度、模数符合图纸标准。
通过上面具体实施方式,所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解,本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上,所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征,从而实现不同的技术方案。
除说明书所述的技术特征外,均为本专业技术人员的已知技术。