CN114215251A - 一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构及其施工方法 - Google Patents

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CN114215251A CN202210105964.7A CN202210105964A CN114215251A CN 114215251 A CN114215251 A CN 114215251A CN 202210105964 A CN202210105964 A CN 202210105964A CN 114215251 A CN114215251 A CN 114215251A
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Abstract

本发明涉及建筑工程技术领域，具体公开了一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构其施工方法，该钢网格喷射混凝土组合穹顶结构，包括：钢网壳；所述钢网壳的一侧设置有第一钢筋混凝土薄壳；所述钢网壳的另一侧设置有第二钢筋混凝土薄壳，通过设置钢网壳结构，保证穹顶结构具有较强的跨越能力，且通过在钢网壳的两侧分别形成钢筋混凝土薄壳，能够有效的实现钢网壳的保护，可以免涂防火涂料同时可以适当的降低防腐措施要求，相较于空间钢结构具有更优的耐火性与耐腐蚀性。

Description

一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体而言，涉及一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构其施工方法。
背景技术
壳体结构是一个历史悠久的结构形式，早在古罗马时期的教堂就已经采用了这种结构形式，直到20世纪初钢筋混凝土结构迅速发展后，混凝土薄壳结构迎来了黄金时期，1923年建成的耶拿天文馆是最早采用混凝土球面薄壳的建筑，随后该结构大量运用于工业建筑、体育馆、运动场等。
自20世纪70年代，钢筋混凝土薄壳结构的应用出现了停滞，主要原因在于混凝土薄壳的施工过程需要大量的模板及临时支撑，施工费用高且施工周期长，其跨越大空间的能力也逐渐被快速发展的钢结构所代替，所以混凝土壳体结构施工费时耗材的问题一直是其发展的主要障碍。
空间钢结构虽然有自重轻、跨越能力大的优点，但相较于混凝土结构材料价格高、耐火性、耐腐蚀性差，因此后期维护繁琐且费用高。
有鉴于此，特提出本申请。
发明内容
针对现有技术中穹顶混凝土结构材料价格高、耐火性、耐腐蚀性差的问题，一方面，本发明提供了一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构，通过结构设计，具有跨越能力强、耐火性、耐腐蚀性强的特点；另一方面，提供钢网格喷射混凝土组合穹顶结构施工方法，在保证穹顶结构稳定性的前提下，快速的实现穹顶结构的搭建。
本发明通过下述技术方案实现：
第一方面
本发明实施例提供了一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构，包括：钢网壳；所述钢网壳的一侧设置有第一钢筋混凝土薄壳；所述钢网壳的另一侧设置有第二钢筋混凝土薄壳。
在本方案中，所述组合穹顶结构，包括设置在所述钢网壳两侧的混凝土结构，采用钢网壳作为主体结构，具有自重轻，大空间跨越能力的特点；且在钢网壳的两侧设置钢筋混凝土薄壳，能够有效的实现钢网壳的保护，避免全部采用空间钢结构带来的价格高、耐火性、耐腐蚀性差的问题，由于在钢网壳上方、下方均由钢筋混凝土薄壳包裹，对于钢网壳结构部分可以免涂防火涂料同时可以适当的降低防腐措施要求，相较于空间钢结构具有更优的耐火性与耐腐蚀性，且与传统钢筋混凝土薄壳结构相比，将钢结构与钢筋混凝土薄壳结构组合在一起，充分利用了上、下层的混凝土薄壳作为翼缘的受压性能以及钢网壳作为腹板的抗剪性能，在稳定性方面有大幅提高，同时可以跨越更大的跨度。
进一步的，所述钢网壳为双向布置的单层网格结构，针对于钢网壳的结构设计，能够有效的保证钢网壳结构的稳定性，从而保证穹顶结构的稳定性。
进一步的，所述第一钢筋混凝土薄壳靠近所述钢网壳的一侧设置有第一钢筋桁架模板，所述第一钢筋桁架模板与所述钢网壳连接，通过第一钢筋桁架模板的设置，方便所述第一钢筋混凝土薄壳的施工，可直接采用喷射混凝土工艺施工成型，提高工作效率，且能够降低施工过程中搭设施工脚手架等临时支撑体系的数量，甚至是无需搭建临时支撑体系，提高施工效率，降低施工成本。
进一步的，还包括第一连接件，所述第一连接件设置在所述钢网壳靠近所述第一钢筋桁架模板的一侧，用于实现所述第一钢筋桁架模板与所述钢网壳的连接，通过第一连接件的结构设计，在搭建过程中，所述第一连接件作为所述第一钢筋桁架模板的固定支座，连接所述第一钢筋桁架模板与所述钢网壳，在混凝土喷射施工完成后，所述第一连接件作为所述钢网壳与所述第一钢筋混凝土薄壳的抗剪连接件。
进一步的，所述第二钢筋混凝土薄壳靠近所述钢网壳的一侧设置有第二钢筋桁架模板，所述第二钢筋桁架模板与所述钢网壳连接，通过第二钢筋桁架模板的设置，方便所述第二钢筋混凝土薄壳的施工，可直接采用喷射混凝土工艺施工成型，提高工作效率，且能够降低施工过程中搭设施工脚手架等临时支撑体系的数量，甚至是无需搭建临时支撑体系，提高施工效率，降低施工成本。
进一步的，还包括第二连接件，所述第二连接件设置在所述钢网壳靠近所述第二钢筋桁架模板的一侧，用于实现所述第二钢筋桁架模板与所述钢网壳的连接，通过第二连接件的结构设计，在搭建过程中，所述第二连接件作为所述第二钢筋桁架模板的固定支座，连接所述第二钢筋桁架模板与所述钢网壳，在混凝土喷射施工完成后，所述第二连接件作为所述钢网壳与所述第二钢筋混凝土薄壳的抗剪连接件。
第二方面
本发明实施例还提供了一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构施工方法，用于搭建如权利上述组合穹顶结构，包括如下步骤：
搭建钢网壳；
抬升钢网壳，在所述钢网壳的一侧喷射混凝土形成第二钢筋混凝土薄壳，在所述钢网壳的另一侧喷射混凝土形成第一钢筋混凝土薄壳。
在本方案中，首先搭建钢网壳，将所述钢网壳作为主体受力结构，并采用喷射混凝土的方式形成混凝土薄壳，能够降低施工过程中搭设施工脚手架等临时支撑体系的数量，甚至是无需搭建临时支撑体系，提高施工效率，降低施工成本，在保证穹顶结构稳定性的前提下，快速的实现穹顶结构的搭建。
进一步的，在设置有第一钢筋桁架模板以及第二钢筋桁架模板时，将所述第二钢筋桁架模板与所述钢网壳连接，并喷射混凝土形成第二钢筋混凝土薄壳；待第二钢筋混凝土薄壳到达一定强度后，将第一钢筋桁架模板与所述钢网壳连接，并喷射混凝土形成第一钢筋混凝土薄壳。
进一步的，待第二钢筋混凝土薄壳的强度达到75％后，连接第一钢筋桁架模板，然后进行另一侧薄壳的施工，在保证结构强度的前提下，提高施工效率。
进一步的，还包括设置连接件步骤，在进行所述钢网壳的搭建过程中，在所述钢网壳的两侧分别预设第一连接件以及第二连接件。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
区别于现有技术的混凝土结构穹顶以及空间钢结构穹顶，本发明实施例通过设计，设置钢网壳结构，保证穹顶结构具有较强的跨越能力，且通过在钢网壳的两侧分别形成钢筋混凝土薄壳，能够有效的实现钢网壳的保护，可以免涂防火涂料同时可以适当的降低防腐措施要求，相较于空间钢结构具有更优的耐火性与耐腐蚀性。
采用本方案提供的方式实现穹顶结构的建设，采用钢结构作为主体结构，并采用喷射混凝土工艺，无需搭设施工脚手架等临时支撑体系，具有施工便捷、工期短、造价低等优点，达到快速建造的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的钢网格喷射混凝土组合穹顶结构的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的钢网格喷射混凝土组合穹顶结构的连接关系示意图；
图3为本发明实施例提供的钢网壳与第一连接件、第二连接件连接关系示意图；
图4为本发明实施例提供的钢网壳、第一连接件、第二连接件、第一钢筋桁架模板与第二钢筋桁架模板配合示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
100-钢网壳、200-第一钢筋混凝土薄壳、210-第一钢筋桁架模板、300-第二钢筋混凝土薄壳、310-第二钢筋桁架模板、410-第一连接件、420-第二连接件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”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保护范围的限制。
实施例
如图1所示，本发明实施例提供了一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构，包括：钢网壳100；所述钢网壳100的一侧设置有第一钢筋混凝土薄壳200；所述钢网壳100的另一侧设置有第二钢筋混凝土薄壳300。
其中，作为本领域技术人员应当知晓的是，作为穹顶结构，其包括靠近顶面的近地侧以及远离地面的远地侧，针对于所述第一钢筋混凝土薄壳200以及所述第二钢筋混凝土薄壳300结构而言，其均可作为近地侧或远地侧。
在本实施例中，所述组合穹顶结构，包括设置在所述钢网壳100两侧的混凝土结构，采用钢网壳100作为主体结构，具有自重轻，大空间跨越能力的特点；且在钢网壳100的两侧设置钢筋混凝土薄壳，能够有效的实现钢网壳100的保护，避免全部采用空间钢结构带来的价格高、耐火性、耐腐蚀性差的问题，由于在钢网壳100上方、下方均由钢筋混凝土薄壳包裹，对于钢网壳100结构部分可以免涂防火涂料同时可以适当的降低防腐措施要求，相较于空间钢结构具有更优的耐火性与耐腐蚀性，且与传统钢筋混凝土薄壳结构相比，将钢结构与钢筋混凝土薄壳结构组合在一起，充分利用了上、下层的混凝土薄壳作为翼缘的受压性能以及钢网壳100作为腹板的抗剪性能，在稳定性方面有大幅提高，同时可以跨越更大的跨度。
在一些实施例中，所述钢网壳100为双向布置的单层网格结构，针对于钢网壳100的结构设计，能够有效的保证钢网壳100结构的稳定性，从而保证穹顶结构的稳定性。
具体的，针对于所述钢网壳100可采用工字钢搭建成型，工字钢的两个侧边分别与所述第一钢筋混凝土薄壳200、所述第二钢筋混凝土薄壳300连接，采用工字钢结构，在保证所述钢网壳100结构稳定性的同时，方便与混凝土薄壳的连接。
如图2、图4所示，在一些实施例中，所述第一钢筋混凝土薄壳200靠近所述钢网壳100的一侧设置有第一钢筋桁架模板210，所述第一钢筋桁架模板210与所述钢网壳100连接，通过第一钢筋桁架模板210的设置，方便所述第一钢筋混凝土薄壳200的施工，可直接采用喷射混凝土工艺施工成型，提高工作效率，且能够降低施工过程中搭设施工脚手架等临时支撑体系的数量，甚至是无需搭建临时支撑体系，提高施工效率，降低施工成本。
具体的，设置所述第一钢筋桁架模板210的目的在于方便进行喷射工艺，以便在所述钢网壳100上形成钢筋混凝土薄壳。
如图2-图3所示，在一些实施例中，还包括第一连接件410，所述第一连接件410设置在所述钢网壳100靠近所述第一钢筋桁架模板210的一侧，用于实现所述第一钢筋桁架模板210与所述钢网壳100的连接，通过第一连接件410的结构设计，在搭建过程中，所述第一连接件410作为所述第一钢筋桁架模板210的固定支座，连接所述第一钢筋桁架模板210与所述钢网壳100，在混凝土喷射施工完成后，所述第一连接件410作为所述钢网壳100与所述第一钢筋混凝土薄壳200的抗剪连接件。
其中，所述第一连接件410包括但不限于栓钉、T型钢、L型钢、槽钢等结构；作为本领域技术人员应当知晓，所述第一钢筋桁架模板210可作为穹顶结构的近地侧或者是远地侧，当所述第一钢筋桁架模板210作为远地侧时，在所述第一钢筋桁架模板210与所述钢网壳100连接时，由于重力因素，所述钢网壳100收到所述第一钢筋桁架模板210的压力，基于此，保证两者的两对位置即可，故所述第一连接件410包括但不限于栓钉、T型钢、L型钢、槽钢等结构；当所述第一钢筋桁架模板210作为近地侧时，在所述第一钢筋桁架模板210与所述钢网壳100连接时，由于重力因素，所述钢网壳100收到所述第一钢筋桁架模板210的拉力，故为保证连接强度，所述第一连接件410优选T型钢结构，将T型钢的腹板与所述钢网壳100连接，翼板作为主要的受力件，从而保证连接的稳定性，但是需要注意的是，所述第一连接件410不限于T型钢结构，可通过设置多个栓钉结构，保证连接的稳定性。
在一些实施例中，所述第二钢筋混凝土薄壳300靠近所述钢网壳100的一侧设置有第二钢筋桁架模板310，所述第二钢筋桁架模板310与所述钢网壳100连接，通过第二钢筋桁架模板310的设置，方便所述第二钢筋混凝土薄壳300的施工，可直接采用喷射混凝土工艺施工成型，提高工作效率，且能够降低施工过程中搭设施工脚手架等临时支撑体系的数量，甚至是无需搭建临时支撑体系，提高施工效率，降低施工成本。
在一些实施例中，还包括第二连接件420，所述第二连接件420设置在所述钢网壳100靠近所述第二钢筋桁架模板310的一侧，用于实现所述第二钢筋桁架模板310与所述钢网壳100的连接，通过第二连接件420的结构设计，在搭建过程中，所述第二连接件420作为所述第二钢筋桁架模板310的固定支座，连接所述第二钢筋桁架模板310与所述钢网壳100，在混凝土喷射施工完成后，所述第二连接件420作为所述钢网壳100与所述第二钢筋混凝土薄壳300的抗剪连接件。
需要注意的是，针对于所述第二钢筋桁架模板310以及所述第二连接件420的结构分别与所述第一钢筋桁架模板210以及所述第一连接件410结构类似，再次不做赘述。
本发明实施例还提供了一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构施工方法，用于搭建如权利上述组合穹顶结构，包括如下步骤：
搭建钢网壳100；
抬升钢网壳100，在所述钢网壳100的一侧喷射混凝土形成第二钢筋混凝土薄壳300，在所述钢网壳100的另一侧喷射混凝土形成第一钢筋混凝土薄壳200。
其中，作为本领域技术人员应当知晓，针对于所述第二钢筋混凝土薄壳300以及所述第一钢筋混凝土薄壳200均可作为穹顶结构的近地侧或远地侧，针对于其具体的形成顺序不做限定，优选的，先形成近地一侧的混凝土薄壳再形成远地一侧的混凝土薄壳，通过施工顺序的限定，先形成近地侧结构，从下侧施工，考虑整体结构的质量，保证了施工过程的安全性，避免先进行上层施工导致整体结构质量较大情况下进行下侧施工存在的不安全问题。
在本方案中，首先搭建钢网壳100，将所述钢网壳100作为主体受力结构，并采用喷射混凝土的方式形成混凝土薄壳，能够降低施工过程中搭设施工脚手架等临时支撑体系的数量，甚至是无需搭建临时支撑体系，提高施工效率，降低施工成本，在保证穹顶结构稳定性的前提下，快速的实现穹顶结构的搭建。
在一些实施例中，在设置有第一钢筋桁架模板210以及第二钢筋桁架模板310时，将所述第二钢筋桁架模板310与所述钢网壳100连接，并喷射混凝土形成第二钢筋混凝土薄壳300；待第二钢筋混凝土薄壳300到达一定强度后，将第一钢筋桁架模板210与所述钢网壳100连接，并喷射混凝土形成第一钢筋混凝土薄壳200。
在一些实施例中，待第二钢筋混凝土薄壳300的强度达到75％后，连接第一钢筋桁架模板210。
在一些实施例中，还包括设置连接件步骤，在进行所述钢网壳100的搭建过程中，在所述钢网壳100的两侧分别预设第一连接件410以及第二连接件420。
其中，所述第一连接件410以及所述第二连接件420分别与所述钢网壳100的连接包括但不限于一体成型以及焊接等方式。
具体的，针对于所述第一连接件410以及所述第二连接件420而言，采用同种结构设计，也可采用不同种连接设计，保证连接的稳定性即可。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构，其特征在于，包括：
钢网壳(100)；
所述钢网壳(100)的一侧设置有第一钢筋混凝土薄壳(200)；
所述钢网壳(100)的另一侧设置有第二钢筋混凝土薄壳(300)。
2.根据权利要求1所述的一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构，其特征在于，所述钢网壳(100)为双向布置的单层网格结构。
3.根据权利要求1所述的一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构，其特征在于，所述第一钢筋混凝土薄壳(200)靠近所述钢网壳(100)的一侧设置有第一钢筋桁架模板(210)，所述第一钢筋桁架模板(210)与所述钢网壳(100)连接。
4.根据权利要求3所述的一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构，其特征在于，还包括第一连接件(410)，所述第一连接件(410)设置在所述钢网壳(100)靠近所述第一钢筋桁架模板(210)的一侧，用于实现所述第一钢筋桁架模板(210)与所述钢网壳(100)的连接。
5.根据权利要求1所述的一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构，其特征在于，所述第二钢筋混凝土薄壳(300)靠近所述钢网壳(100)的一侧设置有第二钢筋桁架模板(310)，所述第二钢筋桁架模板(310)与所述钢网壳(100)连接。
6.根据权利要求5所述的一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构，其特征在于，还包括第二连接件(420)，所述第二连接件(420)设置在所述钢网壳(100)靠近所述第二钢筋桁架模板(310)的一侧，用于实现所述第二钢筋桁架模板(310)与所述钢网壳(100)的连接。
7.一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构施工方法，用于搭建如权利要求1-6任意一项所述的一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构，其特征在于，包括如下步骤：
搭建钢网壳(100)；
抬升钢网壳(100)，在所述钢网壳(100)的一侧喷射混凝土形成第二钢筋混凝土薄壳(300)，在所述钢网壳(100)的另一侧喷射混凝土形成第一钢筋混凝土薄壳(200)。
8.根据权利要求7所述的一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构施工方法，其特征在于，在设置有第一钢筋桁架模板(210)以及第二钢筋桁架模板(310)时，将所述第二钢筋桁架模板(310)与所述钢网壳(100)连接，并喷射混凝土形成第二钢筋混凝土薄壳(300)；待第二钢筋混凝土薄壳(300)到达一定强度后，将第一钢筋桁架模板(210)与所述钢网壳(100)连接，并喷射混凝土形成第一钢筋混凝土薄壳(200)。
9.根据权利要求8所述的一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构施工方法，其特征在于，待第二钢筋混凝土薄壳(300)的强度达到75％后，连接第一钢筋桁架模板(210)。
10.根据权利要求7-9任一所述的一种钢网格喷射混凝土组合穹顶结构施工方法，其特征在于，还包括设置连接件步骤，在进行所述钢网壳(100)的搭建过程中，在所述钢网壳(100)的两侧分别预设第一连接件(410)以及第二连接件(420)。
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