CN113137102A - 一种拼装式库顶房结构及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拼装式库顶房结构，包括支撑型钢柱和顶梁，所述顶梁包括中间刚性环梁和辐条状设置在其周围的型钢梁，所述支撑型钢柱的顶端与型钢梁的末端相连接，相邻的支撑型钢柱的顶端通过刚性系杆和交叉的支撑拉杆连接，相对的支撑型钢柱的顶端通过水平拉杆连接，支撑型钢柱安装固定在库顶上；本发明还公开了此拼装式库顶房的安装方法，在安装过程中于地面进行初步组装，相对位的半榀钢架先后安装，再安装拉杆。本发明的库顶房结构便于组装，结构稳定且安装环境安全，施工方法便捷、精度高且稳定性好，适用于多种不同直径大小的库顶房，具有广阔的应用前景。

Description

一种拼装式库顶房结构及其安装方法

技术领域

本发明涉及一种拼装式库顶房结构及其安装方法，属于水泥厂工程建设领域。

背景技术

在水泥行业中，混凝土筒仓被广泛用于储存水泥和生料等。筒仓的直径一般在15-25m，高度在40m以上，筒仓的仓顶常布置有电机和收尘器等设备，而为了保证设备的正常使用并延长其使用寿命，需要对其进行遮蔽，即在筒仓顶上架设封闭式库顶房。库顶房主要承受来自屋面的荷载和风荷载，对内容设备起到封闭作用，高度一般在8m以上。

现有的库顶房结构一般采用钢结构，主要有两种形式：一种是网架结构，网架结构的构件多，安装时需要进行大量的高空安装作业，安装难度大且对于安装工人来说，存在施工的安全隐患，网架的施工需要专业公司才能施工，要求高，施工成本增加；另一种是轻型门架结构，门架结构的各构件之间通过现场焊接连接，施工质量上参差不齐难以保证，且同样存在较多高空作业，存在施工的安全隐患。

发明内容

发明目的：本发明的目的之一在于提供一种可快速施工、安装过程简便安全、结构质量牢靠的拼装式库顶房结构，另一目的在于提供该拼装式库顶房结构的安装方法。

技术方案：本发明所述的拼装式库顶房结构，包括支撑型钢柱和顶梁，所述顶梁包括中间刚性环梁和辐条状设置在其周围的型钢梁，所述支撑型钢柱的顶端与型钢梁的末端相连接，相邻的支撑型钢柱的顶端通过刚性系杆和交叉的支撑拉杆连接，相对的支撑型钢柱的顶端通过水平拉杆连接，支撑型钢柱的安装固定在库顶上。

所述中间刚性环梁由H型钢弯曲焊接而成，需保证其在2倍的设计荷载作用下仍然不发生形变，进而保证顶梁结构的稳定性。

所述型钢梁安装在中间刚性环梁的环梁耳板上，环梁耳板至少为4个，根据库顶房的直径变化，增设环梁耳板的个数和安装的型钢梁的榀数，当库顶房直径不大于15m时，采用4榀门型钢架，当库顶房直径大于15m小于20m时，采用6榀门型钢架，当库顶房直径大于20m时，采用8榀门型钢架。

所述支撑拉杆和水平拉杆由三级钢制成，两端与支撑型钢柱和型钢梁上的拉杆耳板连接，并通过花篮螺栓调节拉杆的张紧程度。

所述支撑型钢柱的上端与型钢梁通过法兰盘连接，下端与库顶通过预埋的地脚耳板连接。

所述地脚耳板成对布置，位于支撑型钢柱的腹板两侧，焊接安装在预埋板上。

上述拼装式库顶房结构的安装方法，包括以下步骤：

1)根据所需库顶房结构的直径大小，计算所用各构件所需的截面厚度，加工库顶房结构所用各构件，布置各支撑型钢柱的安装位置；

2)将中间刚性环梁吊放于库顶脚手架上，于地面组装支撑型钢柱和型钢梁为半榀钢架；

3)将步骤2中组装完成的半榀钢架吊至库顶步骤1中计算的安装位置，将支撑型钢柱安装在库顶上，将型钢梁与中间刚性环梁安装连接；

4)安装相邻支撑型钢柱之间的刚性系杆和支撑拉杆，安装相对支撑型钢柱之间的水平拉杆；

5)安装库顶房的墙面和屋面，完成后拆除脚手架。

步骤1中，于支撑型钢柱的安装位置埋设预埋板。

步骤3中，半榀钢架的支撑型钢柱通过螺栓安装在预埋板上的地脚耳板上，型钢梁通过螺栓安装在中间刚性环梁的环梁耳板上；半榀钢架安装时，先安装一侧的半榀钢架，再安装其相对侧的半榀钢架，半榀钢架安装完成后，架设临时支撑对钢架进行支撑。

步骤4中，支撑拉杆和水平拉杆安装后，张紧拉杆中间的花篮螺栓。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：结构构件在地面加工组装，加工的环境更好，完成的构件质量更高；构件组装后再吊装至库顶拼装，拼装工作量较现有工艺更少，安装速度快；减少了空中作业的工作量，施工人员的工作更安全；构件均为拼装构件，当发生损坏时，便于修复和替换；中间刚性环梁、门架梁柱和张紧拉杆结构，通过施加在拉杆上的预应力，大大加强了整体结构所能承受的荷载。

附图说明

图1是拼装式库顶房三维轴侧图；

图2是拼装式库顶房一榀拼装钢架立面图；

图3是拼装式库顶房梁柱节点细节图；

图4是拼装式库顶房柱脚节点细节图；

图5是拼装式库顶房中间刚性环梁细节图；

图6是俯视状态下半榀钢架的安装顺序示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明的拼装式库顶房结构，包括支撑型钢柱2和顶梁。

结合图1和图2，顶梁包括中间刚性环梁1和辐条状设置在其周围的型钢梁3，所述支撑型钢柱2的顶端与型钢梁3的末端相连接，相邻的支撑型钢柱2的顶端通过刚性系杆4和交叉的支撑拉杆5连接，相对的支撑型钢柱2的顶端通过水平拉杆6连接，支撑型钢柱2的安装固定在库顶12上。

进一步结合图3和图4，支撑型钢柱2与型钢梁3通过法兰盘连接，与库顶12通过预埋的地脚耳板15连接。所述地脚耳板15成对布置，位于支撑型钢柱2的腹板两侧，焊接安装在预埋板13上。

进一步结合图5，中间刚性环梁1由H型钢弯曲焊接而成，需保证其在2倍的设计荷载作用下仍然不发生形变，进而保证顶梁结构的稳定性。所述型钢梁3安装在中间刚性环梁2的环梁耳板14上，环梁耳板14至少为4个，根据库顶房的直径变化，可增设环梁耳板14的个数和安装的型钢梁3的榀数。

支撑拉杆5和水平拉杆6由三级钢制成，两端与支撑型钢柱2和型钢梁3上的拉杆耳板16连接，并通过花篮螺栓7调节拉杆的张紧程度。

上述拼装式库顶房结构的安装方法，包括以下步骤：

1)根据所需库顶房结构直径大小，计算所用各构件所需的的截面厚度，加工库顶房结构所用各构件，布置各支撑型钢柱2的安装位置；

2)将中间刚性环梁1吊放于库顶脚手架上，于地面组装支撑型钢柱2和型钢梁3为半榀钢架；

3)将步骤2中组装完成的半榀钢架吊至库顶步骤1中计算的安装位置，将支撑型钢柱2安装在库顶12上，将型钢梁3与中间刚性环梁1安装连接；

4)安装支撑型钢柱2之间的刚性系杆4和支撑拉杆5，安装相对支撑型钢柱2之间的水平拉杆6；

5)安装库顶房的墙面和屋面，完成后拆除脚手架。

在实际的施工中，中间刚性环梁1、型钢柱2、型钢梁3等各构件均在地面加工后，吊装到库顶上方，通过安装螺栓11连接，型钢柱2通过安装螺栓11与库顶面上的连接耳板9连接，型钢柱2与型钢梁3之间通过安装螺栓11连接，型钢梁3通过安装螺栓11与中间刚性环梁1上的连接耳板9连接，每榀钢架通过水平拉杆7张紧，在安装完毕后施加预应力，相邻柱之间通过支撑系杆5和支撑拉杆6固定，增强体系的抗侧能力。

步骤1中，于支撑型钢柱的安装位置埋设预埋板。

步骤3中，半榀钢架的支撑型钢柱通过螺栓安装在预埋板上的地脚耳板上，型钢梁通过螺栓安装在中间刚性环梁的环梁耳板上；半榀钢架安装时，先安装一侧的半榀钢架，再安装其相对侧的半榀钢架，半榀钢架安装完成后，架设临时支撑对钢架进行支撑。

步骤4中，支撑拉杆和水平拉杆安装后，张紧拉杆中间的花篮螺栓。可选的，如图1所示实施例的库顶房结构，用于直径不超过15m的库顶房，包括4榀门型钢架，8根柱子。当库顶房直径变大时，库顶房的形式也将在不改变基本方案的前提下跟着变化。当直径在15m-20m之间时，布置6榀门型钢架，12根柱子；当直径大于20m时，布置8榀门型钢架，16根柱子。

上述所有构件之间连接的螺栓统称为安装螺栓11。

结合图6，本发明安装实施步骤如下实施例所述：

实施例一：

步骤1-1：计算确定各构件的截面等，计算复核时，除型钢柱2和型钢梁3之间的连接采用刚性节点，其它构件的之间的连接均采用铰接节点，型钢构件的材质采用Q235B，拉杆构件的材质采用HRB400；

步骤1-2：在库顶施工时，按设计要求预先埋置预埋板13，预埋板13上预先焊接地脚耳板15，在加工厂或地面加工各构件，并运输到指定场地备用，调运合适的吊车，吊车选用需考虑起重量和起重高度；

步骤1-3：在库顶房中间位置搭设脚手架，脚手架体面积以能稳定放置中间刚性环梁1为最低要求，起吊中间环形钢梁1，落于库顶中间的脚手架体上，按设计要求控制中间环形钢梁1的定位和标高；

步骤1-4：在地面拼装半榀型钢柱2和型钢梁3构件，将拼装后的构件同时起吊，待就位后先安装型钢柱2与地脚耳板15间的安装螺栓11，后安装型钢梁3与中间刚性环梁1间的安装螺栓11，在型钢柱2安装完毕后，立即设置临时支撑固定型钢柱2；

步骤1-5：按图6所示的安装顺序继续以同样的方式对称安装型钢梁3、型钢柱2，然后安装90度方向的半榀钢架；

步骤1-6：继续安装型钢柱2之间的刚性系杆4和支撑拉杆5，安装顺序为对称安装，同时张紧支撑拉杆5之间的花篮螺栓7；

步骤1-7：继续安装水平拉杆6，将水平拉杆6的两端穿过预留在型钢柱2上的耳板螺栓孔，然后初步张紧花篮螺栓7，继续对称地安装水平拉杆6，所有水平拉杆6安装完成后，再进一步张紧所有水平拉杆6的花篮螺栓7；

步骤1-8：安装墙面和屋面檩条，压型钢板封闭，最后拆除中间安装用的脚手架和临时支撑。

实施例二：

步骤2-1、步骤2-2同实施例一的步骤1-1和1-2。

步骤2-3：将中间刚性环梁1放置于库顶平面中央楼面上，环梁耳板14的方向与库顶房上的柱脚位置对应；

步骤2-4：在地面上一次安装两榀型钢柱2和型钢梁3构件，安装的两榀构件呈90度方向；

步骤2-5：使用吊车从中间刚性环梁1处起吊整个已经拼装的构件系统至设计标高，采用临时支撑固定4个型钢柱；

步骤2-6：拼装剩余的型钢柱2和型钢梁3，拼装顺序为对称安装；

剩余安装步骤同实施例一中的步骤1-6、1-7和1-8。

上述实施例中的对称安装指安装完中间刚性环梁1一侧的构件后，随即安装另一侧的构件。当提到继续“安装90度方向”构件时，指以刚安装的构件方向为0度，继续安装90度方向的构件。即按照图6中a-h的顺序安装。在实际安装的过程中，可根据榀数的不同，在安装好一侧构件和其对侧构件后，选用不同角度方向安装下一构件的构件，优先为90度方向，为使初步组装的结构具有一定的稳定性。

Claims (10)

1.一种拼装式库顶房结构，包括支撑型钢柱(2)和顶梁，其特征在于，所述顶梁包括中间刚性环梁(1)和辐条状设置在其周围的型钢梁(3)，所述支撑型钢柱(2)的顶端与型钢梁(3)的末端相连接，相邻的支撑型钢柱(2)通过交叉的支撑拉杆(5)连接，顶端通过刚性系杆(4)连接，相对的支撑型钢柱(2)的顶端通过水平拉杆(6)连接，支撑型钢柱(2)固定安装在库顶(12)上。

2.根据权利要求1所述的拼装式库顶房结构，其特征在于，所述中间刚性环梁(1)由H型钢弯曲焊接而成。

3.根据权利要求1所述的拼装式库顶房结构，其特征在于，所述型钢梁(3)安装在中间刚性环梁(2)的环梁耳板(14)上，环梁耳板(14)至少为4个，根据库顶房的直径变化，增设环梁耳板(14)的个数和安装的型钢梁(3)的榀数。

4.根据权利要求1所述的拼装式库顶房结构，其特征在于，所述支撑拉杆(5)和水平拉杆(6)由三级钢制成，两端与支撑型钢柱(2)和型钢梁(3)上的拉杆耳板(16)连接，并通过花篮螺栓(7)调节拉杆的张紧程度。

5.根据权利要求1所述的拼装式库顶房结构，其特征在于，所述支撑型钢柱(2)上端与型钢梁(3)通过法兰盘连接，下端与库顶(12)通过预埋的地脚耳板(15)连接。

6.根据权利要求5所述的拼装式库顶房结构，其特征在于，所述地脚耳板(15)成对使用，位于支撑型钢柱(2)的腹板两侧，焊接安装在预埋板(13)上。

7.一种权利要求1所述拼装式库顶房结构的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据所需库顶房结构的直径大小，计算所用各构件所需的的截面厚度，加工库顶房结构所用各构件，布置各支撑型钢柱(2)的安装位置；

2)将中间刚性环梁(1)吊放于库顶脚手架上，于地面组装支撑型钢柱(2)和型钢梁(3)为半榀钢架；

3)将步骤2中组装完成的半榀钢架吊至库顶步骤1中计算的安装位置，将支撑型钢柱(2)安装在库顶(12)上，将型钢梁(3)与中间刚性环梁(1)安装连接；

4)安装相邻支撑型钢柱(2)之间的刚性系杆(4)和支撑拉杆(5)，安装相对支撑型钢柱(2)之间的水平拉杆(6)；

5)安装库顶房的墙面和屋面，完成后拆除脚手架。

8.根据权利要求7所述的拼装式库顶房结构的安装方法，其特征在于，所述步骤1中，于支撑型钢柱(2)的安装位置埋设预埋板(13)。

9.根据权利要求7所述的拼装式库顶房结构的安装方法，其特征在于，所述步骤3中，半榀钢架的支撑型钢柱(2)通过螺栓(11)安装在预埋板(13)上的地脚耳板(15)上，型钢梁通过螺栓(11)安装在中间刚性环梁(1)的环梁耳板(14)上；半榀钢架安装时，先安装一侧的半榀钢架，再安装其相对侧的半榀钢架，半榀钢架安装完成后，架设临时支撑对钢架进行支撑。

10.根据权利要求7所述的拼装式库顶房结构的安装方法，其特征在于，所述步骤4中，支撑拉杆(5)和水平拉杆(6)安装后，张紧拉杆中间的花篮螺栓(7)。

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