CN112982963A - 双曲面木纹清水混凝土屋面施工支撑模板及施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工领域，提供了双曲面木纹清水混凝土屋面施工支撑模板及施工工艺。使用钢结构支撑体系代替普通承插型盘扣式脚手架支撑体系，确保支撑的安全性。支撑体系顶部的主龙骨按照网格标高图50cm定型曲率，达到初步的曲面效果，在主龙骨上安装有数控切割的木质次龙骨，由于加工精度高，其曲率能够与图纸一致，较好的拟合出设计的双曲面屋顶。同时次龙骨能够便于与顶部的模板和木纹板有效可靠连接，确保木纹清水混凝土成型效果。本施工工艺将寻常的屋面施工工艺分开设计，逐步形成结果并整合，繁而化简，降低了施工难度，保证了屋面完成后的成型质量达到设计要求。

Description

双曲面木纹清水混凝土屋面施工支撑模板及施工工艺

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，具体涉及双曲面木纹清水混凝土屋面施工支撑模板及施工工艺。

背景技术

国内的建筑建筑设计打破传统模式的禁锢，追求多样化的造型结构。特别是地标建筑、大型的展示工程等为了追求好的的视觉效果，常设计出异形的屋顶结构。双曲面木纹清水混凝土屋面就是其中一种。其屋面跨度大、荷载大、高度大，施工技术难度大。屋面截面无固定曲率，加之双曲面形成的负弯矩极易使下方支撑体系产生倾覆，普通承插型盘扣式脚手架支撑体系无法满足施工的要求。

发明内容

为解决现有技术中双曲面我顶施工过程中模板支撑体系难以满足施工需求的缺陷以及双曲面屋顶施工困难的缺陷，本发明的目的在于提供一种双曲面木纹清水混凝土屋面施工支撑模板及施工工艺。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案为：

双曲面木纹清水混凝土屋面施工支撑模板，包括屋面支撑体系以及屋面模板，所述屋面模板安装于支撑体系的顶部，所述屋面支撑体系包括多根高度不同的方形立柱、多根工字梁、多根弧形主龙骨组成，所述多根方形立柱矩阵分布，相邻立柱的顶端由工字梁固定连接，所述相邻的工字梁之间安装多根等间距设置的弧形主龙骨，所述弧形主龙骨的底部于工字梁的顶部之间由高度不同的多根等间距的小立柱支撑；所述弧形主龙骨形成的曲面顶部安装次龙骨，所述次龙骨与弧形主龙骨间由脚码或铁丝连接；所述次龙骨的表面铺设有一层顶部基层模板。

进一步地，所述弧形主龙骨为H型钢，所述次龙骨为多层模板。

进一步地，所述顶部基层模板由气排钉与次龙骨固定，相邻顶部基层模板接缝处由双面胶连接。

进一步地，所述相邻方形立柱之间由一对交叉的斜撑梁连接加固。

进一步地，所述方形立柱的底部由螺钉与地面预制施工地基固定连接。

进一步地，所述方形立柱高度及弧形主龙骨弧度根据屋面弧度拟合。

双曲面木纹清水混凝土屋面的施工工艺，包括以下步骤：

（1）对双曲面屋顶以网格标高法进行拟合，屋面网格标高大小控制为50cm×50cm，建立整体建筑的BIM模型；

（2）屋面支撑体系的设计与安装：

a）根据建筑的结构，确定方形立柱的分布图，并在地面预制施工地基，根据BIM模型确定各方形立柱的高度，按照拟合的高低加工方形立柱并编号；根据各方形立柱的间距，加工对应长度的工字梁并编号；按照屋面网格标高图和弧形主龙骨布置图，按照50cm间距的曲率加工弧形主龙骨并编号，根据BIM放样，利用数控切割模板加工木质的次龙骨并编号；

b）将方形立柱按照编号按照至地面的预制施工地基， 相邻方形立柱的顶端间安装工字梁，并在工字梁的顶部按照50cm间距焊接安装小立柱，小立柱的顶部为根据屋面曲面拟合的斜面；相邻的方形立柱间安装斜撑梁固定支撑；

c）在工字梁的顶部按照50cm的间距按照编号焊接安装弧形主龙骨，弧形主龙骨支承在小立柱的表面；

d）在弧形主龙骨的顶面以25cm的间距焊接竖直的钢筋，在主龙骨的上表面按照与主龙骨走向垂直的方向铺设木质的次龙骨，钢筋与次龙骨等高并以钢丝或者脚码连接固 定；

（3）屋面模板的设计与安装：

在次龙骨的顶面上铺设基层模板，基层模板由长钉与次龙骨固定贴合，基层模板铺设完成后，形成完整的拟合曲面模板；在基层模板的顶部铺设木纹板并由气排钉与基层模板固定，木纹板采用12mm厚的炭化木纹肌理模板，木纹板间的接缝处粘贴双面胶；

（4）采用清水混凝土工艺在在木纹板的顶部浇筑混凝土；

（5）在混凝土凝固成型后，依次拆除次龙骨、模板、木纹板、主龙骨、工字梁和方形立柱，成型后的双曲面木纹清水混凝土屋面支承于建筑墙体，并在其底面滚刷混凝土保护剂。

进一步地，所述弧形主龙骨在炉中锻造，并根据对应弧度使用火焰烘烤进行弯折。

进一步地，相邻的方形立柱间安装斜撑梁固定支撑。

采取以上技术方案后，本发明的有益效果为：使用钢结构支撑体系代替普通承插型盘扣式脚手架支撑体系，确保支撑的安全性。支撑体系顶部的主龙骨按照网格标高图50cm定型曲率，达到初步的曲面效果，在主龙骨上安装有数控切割的木质次龙骨，由于加工精度高，其曲率能够与图纸一致，较好的拟合出设计的双曲面屋顶。同时次龙骨能够便于与顶部的模板和木纹板有效可靠连接，确保木纹清水混凝土成型效果。

本施工工艺将寻常的屋面施工工艺分开设计，逐步形成结果并整合，繁而化简，降低了施工难度，保证了屋面完成后的成型质量达到设计要求。

附图说明

图1为方形立柱及工字梁的布置示意图；

图2为A向示意图；

图3为B向示意图;

图4为模板装置示意图；

图5为细节C示意图；

图6为双曲面屋面示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详述：

如图所示，双曲面木纹清水混凝土屋面施工支撑模板，包括屋面支撑体系以及屋面模板。

屋面支撑体系由多根高度不同的方形立柱1、多根工字梁2、多根弧形主龙骨3组成，多根方形立柱1根据施工现场的具体情况，避开墙体分布，在底面上预先浇筑施工地基，方形立柱与施工地基之间由预埋螺栓固定。

相邻方形立柱1的顶端通过螺栓安装工字梁2形成稳定支撑，相邻方形立柱1之间由一对交叉的斜撑梁4连接加固。当两根方形立柱的距离较远时，斜撑梁4的底端固定安装在方形立柱1的底部，顶端安装在工字梁2的中部。以提高工字梁2的支撑强度。工字梁2的顶部等间距焊接有小立柱5，相邻的工字梁2对应的小立柱5上焊接安装弧形主龙骨3，所有弧形主龙骨3同向平行安装，或者首尾相接安装。所有的弧形主龙骨3形成一个安装在工字梁顶2部的曲面状的框架。

弧形主龙骨3形成的曲面框架的顶部安装次龙骨6，次龙骨6为多层的木质板，次龙骨6由数控切割的弧形板，次龙骨6垂直于弧形主龙骨3的长度方向铺设在弧形主龙骨6上，在弧形主龙骨6上焊接钢筋，并由脚码或铁丝将次龙骨6固定在钢筋上，钢筋的高度与次龙骨6的高度相同。

在次龙骨6的表面铺设有一层顶部基层模板7，基层模板7与次龙骨6以长钉固定贴合。在基层模板7的顶面上铺设木纹板8，木纹板8由气排钉与基层模板7固定，木纹板7之间的间隙有双面胶密封。

通过对屋顶做网格标高，确定各方形立柱1的高度、弧形主龙骨3的弧度、小立柱顶面的斜度以及次龙骨6的弧度。

双曲面木纹清水混凝土屋面的施工工艺，包括以下步骤：

（1）对双曲面屋顶以网格标高法进行拟合，屋面网格标高大小控制为50cm×50cm，建立整体建筑的BIM模型；

（2）屋面支撑体系的设计与安装：

a）根据建筑的结构，确定方形立柱1的分布图，并在地面预制施工地基，各施工地基上预埋螺栓。根据BIM模型确定各方形立柱1的高度，按照拟合的高低加工方形立柱1并编号；根据各方形立柱的间距，加工对应长度的工字梁2并编号；按照屋面网格标高图和弧形主龙骨布置图，按照50cm间距的曲率加工弧形主龙骨3并编号，弧形主龙骨3由钢结构厂家按照设计计算好的深化弧形主龙骨图，将方钢回炉重新锻造，使用火焰烘烤在一定温度下将各弧形主龙骨进行弯折而成；根据BIM放样，利用数控切割模板加工木质的次龙骨6并编号，次龙骨6是由三层板加工成的80cm×45cm的尺寸规格；

b）将方形立柱1按照编号安装至地面的预制施工地基，相邻方形立柱1的顶端间安装工字梁2，并在工字梁2的顶部按照50cm间距焊接安装小立柱5，小立柱尺寸为80mm×80mm×5mm，小立柱5上表面按照拟合曲率加工为斜面，小立柱5的高度由对应的弧形主龙骨3确定或者拟合的曲面确定；将相邻的方形立柱1间安装斜撑梁2固定支撑；所有方形立柱1和所有工字梁2安装完成后，形成一次拟合曲面框架；

c）将弧形主龙骨3焊接到工字梁2的顶部小立柱5的表面，各弧形主龙骨3首尾相接或者平行安装在工字梁2的顶部，每根弧形主龙骨3至少横跨两根工字梁；弧形主龙骨3全部安装到一次拟合曲面框架后，形成二次拟合的曲面框架；

d）在各弧形主龙骨3的顶面以25cm的间距焊接竖直的钢筋，在弧形主龙骨3的上表面按照与弧形主龙骨3走向垂直的方向铺设木质的次龙骨6，钢筋与次龙骨6等高并以钢丝连接固定，由于次龙骨6为可变形的长条木工板，能够更好地拟合曲面；次龙骨在弧形主龙骨3组成的二次拟合的曲面框架上铺设并固定完成后，形成三次拟合的完整曲面；

（3）屋面模板的设计与安装：

在次龙骨6的顶面上铺设基层模板7，基层模板7由长钉与次龙骨6固定贴合，基层模板7尺寸为1.2m×2.4m×2cm；在基层模板7的顶部铺设木纹板8并由气排钉与基层模板7固定，木纹板8尺寸为2.4m×13.5cm×1.2cm，木纹板采用12mm厚的炭化木纹肌理模板，木纹板错缝安装在基层模板7，木纹板8间的接缝处粘贴双面胶，防止混凝土向下泄露；

（4）清水混凝土工艺在在木纹板的顶部浇筑混凝土，混凝土的厚度可以通过标高钢筋来控制，确保曲面的混凝土屋顶厚度一致；

（5）在混凝土凝固成型后，依次拆除次龙骨6、基层模板7、木纹板8、主龙骨3、工字梁2和方形立柱1，成型后的双曲面木纹清水混凝土屋面支承于建筑墙体，并在其底面滚刷混凝土保护剂。

Claims (9)

1.双曲面木纹清水混凝土屋面施工支撑模板，包括屋面支撑体系以及屋面模板，所述屋面模板安装于支撑体系的顶部，其特征在于，所述屋面支撑体系包括多根高度不同的方形立柱、多根工字梁以及多根弧形主龙骨，多根所述的方形立柱矩阵分布，相邻立柱的顶端由工字梁固定连接，所述相邻的工字梁之间安装多根等间距设置的弧形主龙骨，所述弧形主龙骨的底部于工字梁的顶部之间由高度不同的多根等间距的小立柱支撑；所述弧形主龙骨形成的曲面顶部安装次龙骨，所述次龙骨与弧形主龙骨间由脚码或铁丝连接；所述次龙骨的表面铺设有一层顶部基层模板。

2.根据权利要求1所述的双曲面木纹清水混凝土屋面施工支撑模板，其特征在于，所述弧形主龙骨为H型钢，所述次龙骨为多层模板。

3.根据权利要求1或2所述的双曲面木纹清水混凝土屋面施工支撑模板，其特征在于，所述顶部基层模板由气排钉与次龙骨固定，相邻顶部基层模板接缝处由双面胶连接。

4.根据权利要求1所述的双曲面木纹清水混凝土屋面施工系统，其特征在于，所述相邻方形立柱之间由一对交叉的斜撑梁连接加固。

5.根据权利要求1所述的双曲面木纹清水混凝土屋面施工支撑模板，其特征在于，所述方形立柱的底部由螺钉与地面预制施工地基固定连接。

6.根据权利要求1所述的双曲面木纹清水混凝土屋面施工支撑模板，其特征在于，所述方形立柱高度及弧形主龙骨弧度根据屋面弧度拟合。

7.一种权利要求1所述的双曲面木纹清水混凝土屋面的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）对双曲面屋顶以网格标高法进行拟合，屋面网格标高大小控制为50cm×50cm，建立整体建筑的BIM模型；

（2）屋面支撑体系的设计与安装：

a）根据建筑的结构，确定方形立柱的分布图，并在地面预制施工地基，根据BIM模型确定各方形立柱的高度，按照拟合的高低加工方形立柱并编号；根据各方形立柱的间距，加工对应长度的工字梁并编号；按照屋面网格标高图和弧形主龙骨布置图，按照50cm间距的曲率加工弧形主龙骨并编号，根据BIM放样，利用数控切割模板加工木质的次龙骨并编号；

b）将方形立柱按照编号按照至地面的预制施工地基， 相邻方形立柱的顶端间安装工字梁，并在工字梁的顶部按照50cm间距焊接安装小立柱，小立柱的顶部为根据屋面曲面拟合的斜面；相邻的方形立柱间安装斜撑梁固定支撑；

c）在工字梁的顶部按照50cm的间距按照编号焊接安装弧形主龙骨，弧形主龙骨支承在小立柱的表面；

d）在弧形主龙骨的顶面以25cm的间距焊接竖直的钢筋，在主龙骨的上表面按照与主龙骨走向垂直的方向铺设木质的次龙骨，钢筋与次龙骨等高并以钢丝或者脚码连接固定；

（3）屋面模板的设计与安装：

在次龙骨的顶面上铺设基层模板，基层模板由长钉与次龙骨固定贴合，基层模板铺设完成后，形成完整的拟合曲面模板；在基层模板的顶部铺设木纹板并由气排钉与基层模板固定，木纹板采用12mm厚的炭化木纹肌理模板，木纹板间的接缝处粘贴双面胶；

（4）采用清水混凝土工艺在在木纹板的顶部浇筑混凝土；

（5）在混凝土凝固成型后，依次拆除次龙骨、模板、木纹板、主龙骨、工字梁和方形立柱，成型后的双曲面木纹清水混凝土屋面支承于建筑墙体，并在其底面滚刷混凝土保护剂。

8.根据权利要求7所述的双曲面木纹清水混凝土屋面的施工工艺，其特征在于，所述弧形主龙骨在炉中锻造，并根据对应弧度使用火焰烘烤进行弯折。

9.根据权利要求7所述的双曲面木纹清水混凝土屋面的施工工艺，其特征在于，相邻的方形立柱间安装斜撑梁固定支撑。

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