CN113756504B - 一种带有阳角的直角铝合金网壳的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的带有阳角的直角铝合金网壳的施工方法属于建筑施工领域,本发明先整体提升平面部分网壳至一定高度,然后逐层安装曲面部分网壳和立面部分网壳,采用每安装一层就提升一定高度,再安装一层网壳的方法,最终安装完所有网壳。根据提升的工作原理,立面正好为6排杆件,同时考虑提升设备的精度控制要求,每提150mm需要静置4‑12小时,利用静置的时间可以安装立面的杆件,这样既能保证提升精度,又能利用足够的时间安装立面的杆件,可以有效解决带有阳角的𠃍字形大跨度铝合金结构安装难的问题,保证了铝合金结构在提升过程中构件发生变形而导致上面玻璃安装的精度,为类似带有阳角的𠃍字形大跨度铝合金网壳结构安装提供了工程案例。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工领域,具体为一种带有阳角的直角铝合金网壳的施工方法。
背景技术
随着经济的发展,越来越多的建筑设计师在设计建筑结构时,会追求建筑外观的美感。飘带形建筑作为一种新形式的建筑结构逐渐受到设计师们的追捧。
飘带形建筑的整体结构形式灵动多变,往往需要将多个平面进行有效衔接。常见的屋盖多为平面或者曲面屋盖,屋盖的施工方法主要包括:(1)直接高空散装或者高空拼装后滑移到设计位置;(2)在地面先拼装好后再整体提升到设计位置。如果异形屋盖采用上述施工方法,必然存在工序复杂,施工成本较高,而且安全性较低的不足。另外目前大跨度屋盖材料一般为钢结构,由于钢结构自身密度大、自重大,对提升设备性能和精度要求高,施工周期长,且对大跨度屋盖下方支撑柱的荷载要求高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有阳角的直角铝合金网壳的施工方法,以解决上述技术问题。
为此,本发明提供一种带有阳角的直角铝合金网壳,包括依次连接的平面部分网壳、曲面部分网壳和立面部分网壳、以及连接在平面部分网壳底部的树形支撑,所述平面部分网壳、曲面部分网壳和立面部分网壳均由网壳杆件单元拼接而成,构成所述曲面部分网壳的网壳杆件单元为弯扭构件。
优选地,构成所述曲面部分网壳的网壳杆件单元的弯弧角度为20.5°-22°,扭转角度为6.5°-8°。
另外,本发明还提供如上所述的带有阳角的直角铝合金网壳的施工方法,包括以下步骤:
S1、在地面上搭设贝雷架,然后在贝雷架上拼装平面部分网壳;
S2、整体提升平面部分网壳至一定高度,暂停提升;
S3、在平面部分网壳的一端安装一层曲面部分网壳,然后将平面部分网壳和该层曲面部分网壳一起提升相同高度,暂停提升;
S4、在曲面部分网壳远离平面部分网壳的一端再安装一层曲面部分网壳,然后将平面部分网壳和已拼装好的曲面部分网壳一起提升相同高度,暂停提升;
S5、重复S3和S4,直到拼装完所有曲面部分网壳;
S6、在曲面部分网壳的底部安装一层立面部分网壳,然后将平面部分网壳、曲面部分网壳和该层立面部分网壳一起提升相同高度,暂停提升;
S7、在立面部分网壳的底部再安装一层立面部分网壳,然后将平面部分网壳、曲面部分网壳和已拼装好的立面部分网壳一起提升相同高度,暂停提升;
S8、重复S6和S7,直到拼装完所有立面部分网壳;
S9、在平面部分网壳的底部安装树形支撑;
S10、拆除贝雷架。
优选地,贝雷架的拆除包括以下步骤:
S101、先在贝雷架的顶部铺设钢架,并在钢架上安装电动葫芦;
S102、用吊车将贝雷架固定,然后拆除下降过程中会碰撞树形支撑的内圈贝雷架,保留下降过程中不会碰撞树形支撑的外圈贝雷架,使得内圈贝雷架与整个贝雷架完全脱离;
S103、用吊车逐个将内圈贝雷架吊至地面,下放时保证内圈贝雷架与树形支撑之间无接触;
S104、利用提升设备将外圈贝雷架整体下放。
优选地,采用全站仪监测网壳的变形情况。
优选地,平面部分网壳提升时,连同平面部分网壳底部的贝雷架一起提升。
优选地,提升平面部分网壳前,在所述贝雷架的底部满铺设大眼网,将提升设备设置在原结构柱上,提升设备的输出端与缆风绳的一端连接,大眼网与缆风绳的另一端连接。
优选地,每次暂停提升时,监测网壳的杆件单元变形量与施工计算量是否相符,确认无异常后,开始正式提升。
优选地,平面部分网壳提升包括以下步骤:
S21、利用相邻现有建筑柱设置提升平台;
S22、安装液压同步提升系统设备,在提升单元与上吊点对应位置处安装提升临时管及专用吊具,在提升上下吊点之间安装专用底锚和专用钢绞线;
S23、调试液压同步提升系统,张拉钢绞线,使得所有钢绞线均匀受力,检查壳体结构提升单元以及液压同步提升的所有临时措施是否满足设计要求;
S24、确认无误后,按照设计荷载的20%、40%、60%、70%、80%、90%、95%、100%的顺序逐级加载,直至平面部分网壳脱离地面临时拼装平台;
S25、检查平面部分网壳、贝雷架和提升设备;
S26、将平面部分网壳提升一定高度后,暂停提升,监测网壳的杆件单元变形量与施工计算量是否相符,确认无异常后,开始正式提升,直到平面部分网壳至设计标高。
优选地,步骤S25中检查平面部分网壳的挠度应力;检查贝雷架工装连接部位是否满足要求;检查提升设备有无漏油现象,数控检测系统位移及压力是否正常,上下锚具是否满足要求。
与现有技术相比,本发明的特点和有益效果为:
(1)本发明的带有阳角的直角铝合金网壳在施工时,先整体提升平面部分网壳至一定高度,然后逐层安装曲面部分网壳和立面部分网壳,采用每安装一层就提升一定高度,再安装一层网壳的方法,最终安装完所有网壳。根据提升的工作原理,立面正好为6排杆件,同时考虑提升设备的精度控制要求,每提150mm需要静置4-12小时,利用静置的时间可以安装立面的杆件,这样既能保证提升精度,又能利用足够的时间安装立面的杆件。
(2)本发明的平面部分网壳在提升时,连同平面部分网壳底部的贝雷架一起提升。每次提升一段距离后暂停提升,监测网壳的杆件单元变形量与施工计算量是否相符,确认无异常后,开始正式提升。本结构采用铝合金结构,由于铝合金材料本身刚度小,而提升铝合金结构的跨度较大,为了防止在提升过程中铝合金结构变形,根据设计要求和相关规范规定,铝合金结构水平度为±2mm,提升速度不宜太大,需要在提升过程中进行监测,防止铝结构变形太大,影响提升到设计标高时安装玻璃的精度,同时考虑环境风力、温度作用的影响,做到提升一次合格率,降低后期调整安装误差的工作量。
(3)本发明的贝雷架在拆除时,逐个拆除下放过程中会碰撞树形支撑的内圈贝雷架,保留下放过程中不会碰撞树形支撑的外圈贝雷架,采用吊车将内圈贝雷架下放至地面,保证内圈贝雷架与平面部分网壳之间无接触,最后再整体下放外圈贝雷架,最后拆除钢架。贝雷架提升到设计标高之后,树形支撑与铝合金网壳结构连接完毕,树形支撑与铝合金网壳结构连接有一定的角度,此时树形支撑插入贝雷架,使贝雷架无法正常落到地面。采用在提升到位的铝合金网壳结构上安装H型钢连系梁,利用H型钢连系梁上挂吊葫芦反拆下放过程会碰撞树形支撑的内圈贝雷架,待树形柱和树杈所在位置的贝雷架拆除完毕后,再整体将下放过程中不会碰撞树形支撑的外圈贝雷架下降到地面,采用H型钢连系梁上挂吊葫芦反拆贝雷架的形式可以解决贝雷架整体下放会碰撞树形柱和树杈的问题。
(4)对于𠃍字形铝合金结构,通常采取的施工方法包括全部拼装完毕后整体提升的“平面+立面”式方法、先提升平面再提升立面的“先平面后立面”式方法,本发明采用边提升平面边安装立面的“边提边补立面”式方法,可以有效解决带有阳角的𠃍字形大跨度铝合金结构安装难的问题。结合本工程的工期要求和铝合金安装规范,在提升过程中要分步提升,每提升150mm需要静置4-12小时,根据施工特点和现场条件,因此本工程带有阳角的直角铝合金网壳采用“边提边补立面”的方法,这样可以节约工期,同时利用静置时间安装立面杆件,保证了铝合金结构在提升过程中构件发生变形而导致上面玻璃安装的精度,为类似带有阳角的𠃍字形大跨度铝合金网壳结构安装提供了工程案例。
附图说明
图1为带有阳角的直角铝合金网壳的立面结构示意图。
图2为网壳的侧面结构示意图。
图3为𠃍字形网壳阳角部位放大示意图。
图4为带有阳角的直角铝合金网壳的施工示意图一。
图5为带有阳角的直角铝合金网壳的施工示意图二。
图6为带有阳角的直角铝合金网壳的施工示意图三。
图7为带有阳角的直角铝合金网壳的施工示意图四。
图8为带有阳角的直角铝合金网壳的施工示意图五。
图9为带有阳角的直角铝合金网壳的施工示意图六。
图10为带有阳角的直角铝合金网壳的施工示意图七。
附图标注:1-平面部分网壳、2-曲面部分网壳、3-立面部分网壳、4-树形支撑。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解,下面对本发明进一步说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式,用于说明本发明的构思,均是解释性和示例性的,不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外,本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案,这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的带有阳角的直角铝合金网壳为大跨度异形铝合金构件,由于施工工期紧和现场实际情况复杂,方案比选较为困难。结构安装与装饰装修存在交叉作业,施工环境影响因素(例如温度、风力等)众多。目前暂无𠃍字形铝合金结构工程案例,无法参考其他施工工艺。因此在提升过程中需要严格执行铝合金结构安装规范要求,每提升150mm需要静置4-12小时,加强在安装立面铝合金杆件时增加的荷载对整个𠃍字形铝合金结构变形监测。
如图1-3所示,一种带有阳角的直角铝合金网壳包括依次连接的平面部分网壳1、曲面部分网壳2和立面部分网壳3、以及连接在平面部分网壳1底部的树形支撑4。平面部分网壳1、曲面部分网壳2和立面部分网壳3均由网壳杆件单元拼接而成,构成曲面部分网壳2的网壳杆件单元为弯扭构件。构成曲面部分网壳2的网壳杆件单元的弯弧角度为20.5°-22°,扭转角度为6.5°-8°。
如图4-10所示,上述带有阳角的直角铝合金网壳的施工方法包括以下步骤:
S1、在地面上搭设贝雷架,然后在贝雷架上拼装平面部分网壳1。贝雷架搭设前,先在原有结构面上布置100mm厚方木支座。在贝雷架之间用80mm*12mm方管补齐间距2800mm,80mm*12mm方管下方采用80*120方管做立柱支撑,间距2800mm左右。贝雷架上满铺大眼网,完成地面拼装胎模搭设完贝雷架胎模后进行整体检查结构扭曲、各栓接处连接可靠度等,在提升、顶升前再进行一次贝雷架胎模全面验收。
S2、整体提升平面部分网壳1至一定高度,暂停提升。平面部分网壳1提升时,连同平面部分网壳1底部的贝雷架一起提升。提升平面部分网壳1前,在贝雷架的底部满铺设大眼网,将提升设备设置在原结构柱上,提升设备的输出端与缆风绳的一端连接,大眼网与缆风绳的另一端连接。提升设备的为液压提升器,液压提升器两端的楔型锚具具有单向自锁作用。当锚具工作紧时,会自动锁紧钢绞线;锚具不工作松时,放开钢绞线,钢绞线可上下活动。一个流程为液压提升器一个行程。当液压提升器周期重复动作时,被提升重物则一步步向前移动。平面部分网壳1提升时,共设置6组吊点,分为上吊点和下吊点,根据整个贝雷架结构受力以及提升模拟,寻找提升吊点的最佳受力点,上吊点设置在𠃍字形铝合金结构两侧框架结构两边的钢柱上,通过抱箍牛腿的转换设置提升吊点,下吊点通过一种适用于大跨度框架提升吊点的转换装置与贝雷架连接,中间部位2组吊点共设置3根钢丝绳,而其他部位的4组吊点共设置6根钢丝绳,钢丝绳采用A14钢丝绳,抗拉强度为1860MPa,钢丝绳按照《起重机钢丝绳保养、维护、安装、检验和报废》(GBT5972-2009)保养和维护,保证提升过程中的正常使用。
S3、在平面部分网壳1的一端安装一层曲面部分网壳2,然后将平面部分网壳1和该层曲面部分网壳2一起提升相同高度,暂停提升。
S4、在曲面部分网壳2远离平面部分网壳1的一端再安装一层曲面部分网壳2,然后将平面部分网壳1和已拼装好的曲面部分网壳2一起提升相同高度,暂停提升。
S5、重复S3和S4,直到拼装完所有曲面部分网壳2。
S6、在曲面部分网壳2的底部安装一层立面部分网壳3,然后将平面部分网壳1、曲面部分网壳2和该层立面部分网壳3一起提升相同高度,暂停提升。
S7、在立面部分网壳3的底部再安装一层立面部分网壳3,然后将平面部分网壳1、曲面部分网壳2和已拼装好的立面部分网壳3一起提升相同高度,暂停提升。
S8、重复S6和S7,直到拼装完所有立面部分网壳3。
S9、在平面部分网壳1的底部安装树形支撑4。
S10、拆除贝雷架。
贝雷架的拆除包括以下步骤:
S101、先在贝雷架的顶部铺设钢架,并在钢架上安装电动葫芦。
S102、用吊车将贝雷架固定,然后拆除内圈贝雷架,保留外圈贝雷架,使得内圈贝雷架与整个贝雷架完全脱离。
S103、用吊车逐个将内圈贝雷架吊至地面,下放时保证内圈贝雷架与树形支撑4之间无接触。
S104、利用电动葫芦将外圈贝雷架整体下放。外圈贝雷架下放至距离平面部分网壳100mm时,静止4小时,采用全站仪监测网壳的变形情况。
每次暂停提升时,监测网壳的杆件单元变形量与施工计算量是否相符,确认无异常后,开始正式提升。本结构采用铝合金结构,由于铝合金材料本身刚度小,而提升铝合金结构的跨度较大,为了防止在提升过程中铝合金结构变形,根据设计要求和相关规范规定,铝合金结构水平度为±2mm,提升速度不宜太大,需要在提升过程中进行监测,防止铝结构变形太大,影响提升到设计标高时安装玻璃的精度,同时考虑环境风力、温度作用的影响,做到提升一次合格率,降低后期调整安装误差的工作量。通过过程中的施工监测,可以及时通过对比数据,对提升过程中及时纠差,降低误差风险率,提高网壳安装准确率。
平面部分网壳1提升包括以下步骤:
S21、利用相邻现有建筑柱设置提升平台。
S22、安装液压同步提升系统设备,在提升单元与上吊点对应位置处安装提升临时管及专用吊具,在提升上下吊点之间安装专用底锚和专用钢绞线。
S23、调试液压同步提升系统,张拉钢绞线,使得所有钢绞线均匀受力,检查壳体结构提升单元以及液压同步提升的所有临时措施是否满足设计要求。
S24、确认无误后,按照设计荷载的20%、40%、60%、70%、80%、90%、95%、100%的顺序逐级加载,直至平面部分网壳1脱离地面临时拼装平台。
S25、检查平面部分网壳1、贝雷架和提升设备。具体地,检查平面部分网壳1的挠度应力;检查贝雷架工装连接部位是否满足要求;检查提升设备有无漏油现象,数控检测系统位移及压力是否正常,上下锚具是否满足要求。
S26、将平面部分网壳1提升一定高度后,暂停提升,监测网壳的杆件单元变形量与施工计算量是否相符,确认无异常后,开始正式提升,直到平面部分网壳1至设计标高。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种带有阳角的直角铝合金网壳的施工方法,其特征在于,
该带有阳角的直角铝合金网壳包括依次连接的平面部分网壳(1)、曲面部分网壳(2)和立面部分网壳(3)、以及连接在平面部分网壳(1)底部的树形支撑(4),所述平面部分网壳(1)、曲面部分网壳(2)和立面部分网壳(3)均由铝合金网壳杆件单元拼接而成,构成所述曲面部分网壳(2)的铝合金网壳杆件单元为弯扭构件;
该施工方法包括以下步骤:
S1、在地面上搭设贝雷架,然后在贝雷架上拼装平面部分网壳(1);
S2、整体提升平面部分网壳(1)至一定高度,暂停提升;
S3、在平面部分网壳(1)的一端安装一层曲面部分网壳(2),然后将平面部分网壳(1)和该层曲面部分网壳(2)一起提升相同高度,暂停提升;
S4、在曲面部分网壳(2)远离平面部分网壳(1)的一端再安装一层曲面部分网壳(2),然后将平面部分网壳(1)和已拼装好的曲面部分网壳(2)一起提升相同高度,暂停提升;
S5、重复S3和S4,直到拼装完所有曲面部分网壳(2);
S6、在曲面部分网壳(2)的底部安装一层立面部分网壳(3),然后将平面部分网壳(1)、曲面部分网壳(2)和该层立面部分网壳(3)一起提升相同高度,暂停提升;
S7、在立面部分网壳(3)的底部再安装一层立面部分网壳(3),然后将平面部分网壳(1)、曲面部分网壳(2)和已拼装好的立面部分网壳(3)一起提升相同高度,暂停提升;
S8、重复S6和S7,直到拼装完所有立面部分网壳(3);
S9、在平面部分网壳(1)的底部安装树形支撑(4);
S10、拆除贝雷架。
2.根据权利要求1所述的带有阳角的直角铝合金网壳的施工方法,其特征在于,贝雷架的拆除包括以下步骤:
S101、先在贝雷架的顶部铺设钢架,并在钢架上安装电动葫芦;
S102、用吊车将贝雷架固定,然后拆除下降过程中会碰撞树形支撑(4)的内圈贝雷架,保留下降过程中不会碰撞树形支撑(4)的外圈贝雷架,使得内圈贝雷架与整个贝雷架完全脱离;
S103、用吊车逐个将内圈贝雷架吊至地面,下放时保证内圈贝雷架与树形支撑(4)之间无接触;
S104、利用提升设备将外圈贝雷架整体下放。
3.根据权利要求2所述的带有阳角的直角铝合金网壳的施工方法,其特征在于:所述外圈贝雷架下放至距离平面部分网壳(1)100mm时,静止4小时,采用全站仪监测网壳的变形情况。
4.根据权利要求1所述的带有阳角的直角铝合金网壳的施工方法,其特征在于:平面部分网壳(1)提升时,连同平面部分网壳(1)底部的贝雷架一起提升。
5.根据权利要求4所述的带有阳角的直角铝合金网壳的施工方法,其特征在于:提升平面部分网壳(1)前,在所述贝雷架的底部满铺设大眼网,将提升设备设置在原结构柱上,提升设备的输出端与缆风绳的一端连接,大眼网与缆风绳的另一端连接。
6.根据权利要求1所述的带有阳角的直角铝合金网壳的施工方法,其特征在于:每次暂停提升时,监测网壳的杆件单元变形量与施工计算量是否相符,确认无异常后,开始正式提升。
7.根据权利要求1所述的带有阳角的直角铝合金网壳的施工方法,其特征在于,平面部分网壳(1)提升包括以下步骤:
S21、利用相邻现有建筑柱设置提升平台;
S22、安装液压同步提升系统设备,在提升单元与上吊点对应位置处安装提升临时管及专用吊具,在提升上下吊点之间安装专用底锚和专用钢绞线;
S23、调试液压同步提升系统,张拉钢绞线,使得所有钢绞线均匀受力,检查壳体结构提升单元以及液压同步提升的所有临时措施是否满足设计要求;
S24、确认无误后,按照设计荷载的20%、40%、60%、70%、80%、90%、95%、100%的顺序逐级加载,直至平面部分网壳(1)脱离地面临时拼装平台;
S25、检查平面部分网壳(1)、贝雷架和提升设备;
S26、将平面部分网壳(1)提升一定高度后,暂停提升,监测网壳的杆件单元变形量与施工计算量是否相符,确认无异常后,开始正式提升,直到平面部分网壳(1)至设计标高。
8.根据权利要求7所述的带有阳角的直角铝合金网壳的施工方法,其特征在于:步骤S25中检查平面部分网壳(1)的挠度应力;检查贝雷架工装连接部位是否满足要求;检查提升设备有无漏油现象,数控检测系统位移及压力是否正常,上下锚具是否满足要求。
9.根据权利要求1所述的带有阳角的直角铝合金网壳的施工方法,其特征在于:构成所述曲面部分网壳(2)的铝合金网壳杆件单元的弯弧角度为20.5°-22°,扭转角度为6.5°-8°。
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