CN116623855A - 一种超高大跨度抗震双曲面grg吊顶系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高大跨度抗震双曲面GRG吊顶系统，包括依次连接的钢架转换层体系、吊挂组件和GRG模块。钢架转换层体系进行模块化制作，通过抱箍转接组件安装于建筑的钢结构桁架上，现场安装只需进行螺栓螺母的连接固定操作，施工安装方便。吊挂组件的纵向、横向位置可调。GRG模块预埋有植筋框架，可提高模块的整体强度和抗震性能，也能提高模块吊装时的稳定性。植筋框架设置有用于连接吊挂组件的转接件。GRG模块的拼缝处设置防开裂收口组件，可增加模块之间整体性和抗裂性的同时，减少模块运输损耗和后期维修成本。

Description

一种超高大跨度抗震双曲面GRG吊顶系统

技术领域

本发明属于室内GRG结构施工领域，具体为一种超高大跨度抗震双曲面GRG吊顶系统。

背景技术

建筑的装饰装修不仅局限于满足功能性的需求，同时也需要装饰效果的新颖、美观、大方。因此，新材料、新方法、新工艺不断的融入室内装饰施工中。其中GRG材料作为一种新型的装饰材料，是玻璃纤维与改良的石膏粉组合成的加强石膏材料，其质量轻、强度高、壁薄、不易变形开裂、不燃、隔音及吸声等特点，可以有效提高室内环境湿度，并具有无限可塑性，可制成任意形状。由于其特殊的性能，在各类建筑室内装饰装修工程中运用也越来越广泛。特别是在大剧院、影剧院、少年宫等文化类项目，对GRG材料的运用更加普遍。

随着GRG材料在各类建筑上被广泛运用，GRG材料及施工也不断的出现各种各样的问题，具体如下：

(1)GRG模块在加工过程中存在的关键技术问题。

由于吊顶及墙面GRG板块大都是曲面弧形，加工生产的模具数量多且模块规格大、厚，其质量直接影响到GRG产品的安装质量和使用功能，如尺寸偏差，弧度偏差及抗压强度等；预埋件的定位直接影响GRG板块现场的安装质量，如果偏差太大会导致现场钢架基层的返工或者GRG板块的报废。

(2)GRG预埋件在使用过程中抗拉拔和抗振问题。

GRG预埋件在GRG模块生产过程中没有采取加固措施中，直接预埋在GRG板块层间，存在受力不稳定，长期使用达不到抗震和安全使用要求。因为大剧院属于人员密集型场所，由于吊顶GRG板块大、长、厚、重及曲面等特点，GRG预埋件的加固措施必须安全可靠，达到当地抗震和使用要求。

(3)GRG安装过程中接缝位置处理不到位的关键技术问题。

GRG材料接缝位置的处理直接影响到GRG的安装质量，在GRG设加强法兰翻边，在没有置筋的基础上直接用对穿螺栓连接，如果接缝位置处理不到位受环境及人为影响(如上人检修、振动、地震)很容易引起GRG本身、缝隙及后续涂料施工的开裂，法兰翻边还有个不足就是增加行产成本且运输过程损耗大。

(4)天花钢架与GRG板预埋件吊装点位置存在偏差的关键技术问题。

由于GRG板在制作过程中预埋件会存在偏差，天花钢架基层焊接过程中也会存在偏差，导致吊顶在安装GRG时，钢架的位置和预埋件固定的位置偏差较大安装困难，导致安装的吊杆不垂直或者重新焊接钢架定位锚固点，进而影响GRG吊装的质量及受力不均匀，存在安全隐患的同时浪费钢材。

(5)钢加转化层与原屋面结构、GRG钢架基层直接焊接不可调。

把钢架转化层与原屋面钢结构直接焊接，由于刚性连接，因人员密集场所，达不到抗震要求。转换层与GRG钢架基层的连接也是现场焊接，导致GRG钢架基层与GRG模块的安装误差不可调。

(6)GRG材料表面处理的关键技术问题。

GRG材料在应用时表面处理不当出现开裂、起皮、表面脱落问题，而剧院类项目，室内空间高度一般在15m及以上，维修难度大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种现场施工安全方便、GRG模块安装有具有高安全性和整体协调性的超高大跨度抗震双曲面GRG吊顶系统。

本发明提供的这种超高大跨度抗震双曲面GRG吊顶系统，包括依次连接的钢架转换层体系、吊挂组件和GRG模块，所述钢架转换层体系进行模块化制作，通过抱箍转接组件安装于建筑的钢结构桁架上，吊挂组件的纵向、横向位置可调，GRG模块预埋有植筋框架，植筋框架设置有用于连接吊挂组件的转接件，GRG模块的拼缝处设置防开裂收口组件。

上述系统的一种实施方式中，钢架转换层体系包括标准架和光控通道架；标准架为型钢连接的长方体架，上端连接所述抱箍转接组件；光控通道架包括墙板、顶板和底板围成的通道，及通道上侧的上吊架和通道下侧的下吊架，上吊架为型钢连接的长方体架，上端连接所述抱箍转接组件，下吊架用于安装所述吊挂组件，墙板和顶板均为轻钢龙骨隔音板，底板为防火隔音板。

上述系统的一种实施方式中，所述标准架的顶面架和底面架纵向龙骨和横向龙骨均采用槽钢制作，竖向龙骨采用矩形钢管制作，且竖向龙骨的上端伸出于顶面架外，上端连接所述抱箍转接组件，底面架连接有多根带纵向滑槽的纵梁用于安装所述吊挂组件。

上述系统的一种实施方式中，所述标准架的顶面架和底面架纵向龙骨和横向龙骨均采用槽钢制作，竖向龙骨采用矩形钢管制作，且竖向龙骨的上端伸出于顶面架外，上端连接所述抱箍转接组件，底面架连接有多根带纵向滑槽的纵梁用于安装所述吊挂组件，纵梁可相对横向龙骨开孔的侧边缘用螺栓连接，横向可调。

上述系统的一种实施方式中，所述纵梁为内卷边C型钢，以槽口向下布置，通过T形螺栓安装固定。

上述系统的一种实施方式中，所述抱箍转接组件包括对开式圆形抱箍、矩形钢管段和夹板，对开式圆形抱箍的上对接板通过螺栓连接螺母锁紧，下对接板之间有间距，矩形钢管段水平置于下对接板之间，且矩形钢管段的两侧分别贴合位于下对接板内侧的夹板，下连接板、夹板和矩形钢管段通过螺栓连接螺母锁紧，夹板的下部贴合于所述竖向龙骨两侧并通过螺栓连接螺母锁紧。

上述系统的一种实施方式中，所述吊挂组件包括吊杆、上滑块和下连接块，吊杆的两端段均为螺纹段，上滑块为T形螺母，下连接块为角钢块，以竖直边朝下布置，吊杆的上端段对应上滑块的下方连接垫片和调节螺母，下连接块的水平边与吊杆连接，通过调节螺母和锁紧螺母夹持。

上述系统的一种实施方式中，所述植筋框架为有设置扁钢架，其横向两侧对称焊接有用于连接所述吊挂组件的转接件L形吊耳，扁钢架的两侧分别通过GRG浆料敷设多层玻璃纤维网格布。

上述系统的一种实施方式中，所述植筋框架的纵向和横向均布置长圆孔，玻璃纤维网格布敷设时，长圆孔中填满GRG浆料。

上述系统的一种实施方式中，所述防开裂收口组件包括P形埋件和π型卡件，P形埋件以大头朝外对称焊接于所述植筋框架的横向两侧，两π型卡件分别通过紧固件固定于GRG模块横向拼缝处的内外侧，两π型卡件的腹板以套置方式插入拼缝中。

本发明的钢结构转换层体系进行模块化制作，通过抱箍组件安装于建筑的钢结构桁架上，使钢结构转换层可在地面装配成整体吊装，通过抱箍组件安装，现场只需将抱箍抱住钢结构桁架的钢管后进行螺栓螺母的连接固定操作，施工安装方便。GRG模块中预埋直筋框架可提高模块的整体强度和抗震性能，也能提高模块吊装时的稳定性，吊挂组件的纵向和横向位置可调，可保证吊杆的垂直度，从而GRG模块安装后的整体协调性。相邻模块之间的拼缝处设置防开裂收口组件，可增加模块之间整体性和抗裂性的同时，减少模块运输损耗和后期维修成本。

附图说明

图1为本发明一个实施例中钢架转体系的标准架横向断面示意图。

图2为图1的左视示意图。

图3为图1中的Ⅰ部放大示意图。

图4为图2中的Ⅱ部放大示意图。

图5为图1中GRG模块横断面的放大结构示意图。

图6为本实施例中GRG模块中扁钢框架的轴测示意图(焊接了L形吊耳)。

图7为图1中的Ⅲ部放大示意图。

图8为图1中的Ⅳ部放大示意图。

图9为图2中的Ⅴ部放大示意图。

图10为本实施例中钢架转体系的光控通道架横向断面示意图。

图11为图10中的Ⅵ部放大示意图。

图12为本实施例中GRG模块安装后的示意图。

具体实施方式

本发明公开的这种超高大跨度抗震双曲面GRG吊顶系统，应用于某大剧院文化馆装修工程施工，本实施例中，GRG模块沿纵向拼接，有横向拼接缝，横向不拼接，后一GRG模块的横向前端与前一GRG模块的尾部有重叠段。

本大剧院吊顶系统包括钢架转换层体系、抱箍转接组件、吊挂组件、GRG模块和防开裂收口组件，钢架转换层体系的上端通过抱箍转接组件安装于大剧院顶部的钢结构桁架上，吊挂组件的上端安装于钢架转换层体系的底部，GRG模块安装于吊挂组件的下端，GRG模块的横向拼缝处设置防开裂收口组件。

钢架转换层体系包括标准架1和光控通道架2。

结合图1至图9可以看出：

标准架1为长方体架，其顶架和底架的横向龙骨11和纵向龙骨12均采用槽钢制作，连接顶架和底架的竖向龙骨13采用矩形钢管制作。

竖向龙骨的上端伸出于顶架外，上端连接抱箍转接组件3。

底架的横向龙骨顶面连接多根内卷边C型钢14，用于安装吊挂组件4。

标准架1的各侧面分别设置剪刀撑15。

内卷边C型钢14以槽口向下布置，两端搭接于横向龙骨的顶面，通过T形螺栓及其上连接的螺母安装固定。安装时，T形螺栓的T形头置于内卷边C型钢内，杆体从内卷边C型钢的槽口中向下伸出并穿过横向龙骨上翼板上的长圆孔后通过螺母锁紧，螺母配套防松垫圈，长圆孔的设置可使卷边C型钢微调其横向位置，以保证吊挂组件4安装后的垂直度。

抱箍转接组件3包括对开式圆形抱箍31、矩形钢管段32和夹板33，对开式圆形抱箍的上对接板抱紧屋面钢结构桁架的上架管后通过螺栓连接螺母锁紧，对开式圆形抱箍的内壁衬橡胶垫片，下对接板之间有间距，矩形钢管段水平置于下对接板之间，且矩形钢管段的两侧分别贴合位于下对接板内侧的夹板，下连接板、夹板和矩形钢管段通过螺栓连接螺母锁紧，夹板的下部贴合于竖向龙骨两侧并通过螺栓连接螺母锁紧。抱箍与夹板的组合除转接钢结构转换层的拉力外，还可起到横向抗震作用。

吊挂组件4的上端与标准架1的内卷边C型钢连接，下端与GRG模块5连接。

吊挂组件4包括吊杆41、上滑块42和下连接块43。吊杆41的两端段均为螺纹段。上滑块42为T形螺母。下连接块43为角钢块，以竖直边朝下布置。

吊杆41的上端段对应上滑块42的下方连接垫片和调节螺母，下连接块43的水平边与吊杆连接，通过调节螺母和锁紧螺母夹持。下连接块43上开设长圆孔。

GRG模块5包括扁钢骨架框51及其顶面焊接的L形吊耳52，扁钢骨架框的上侧和下侧分别通过GRG浆料敷设多层玻璃纤维网格布形成的模块板体53，即扁钢框架作为模块板体的预埋植筋框架，以提高模块板体的抗拉、抗弯强度。L形吊耳的腹板向上伸出并开设有长圆形的安装孔。

扁钢骨架框51上均布长圆孔，玻璃纤维网格布敷设时，长圆孔中填满GRG浆料。扁钢骨架框的设置可增加与GRG整体的握力，并与玻璃纤维网格布结合进一步加强了GRG模块的整体强度和定型作用。

L形吊耳52按排板定位图与扁钢进行定位焊接，使用L形吊耳的拉结力提升4倍以上，符合抗震要求。

吊挂组件4安装时，其上滑块42置于内卷边C型钢14中，吊杆上端穿过内卷边C型钢的槽口后与上滑块螺纹连接，吊杆41可沿内卷边C型钢移动改变纵向位置，以保证吊杆的垂直度。

吊杆组件4在标准架1上安装定位后，下端通过下连接块43与GRG模块5的L形吊耳52通过螺栓连接螺母锁紧。GRG模块的曲面标高误差可通过吊杆上连接的调节螺母来调节。

相邻GRG模块5的横向拼缝处采用防开裂收口组件6处理。防开裂收口组件6包括P型埋件61和π型卡件62，P型埋件61以大头朝外对称焊接于GRG模块的扁钢骨架框51的横向两侧。拼接时，两模块的P型埋件61的内侧和外侧分别通过自攻螺钉固定π型卡件62，两π型卡件的腹板套结插入两P型埋件之间。P型埋件和π型卡的长度为50mm左右，沿拼缝均布。相邻GRG模块通过防开裂收口组件固定后，拼缝用加强GRG胶泥+玻璃纤维填充，内侧的胶泥要高出GRG面板2公分以上，成半圆形，以提升收口处的连接强度和整体性，避免开裂造成后期维修成本。

吊顶系统在指定区域设置有光控通道，光控通道处设置光控通道架2，如图10所示，光控通道架2的上方及横向两侧均为标准架1，但该处标准架1的底架采用方钢制作。

如图10、图11所示：

光控通道架2包括道两轻钢龙骨隔音墙21、轻钢龙骨隔音顶板22和防火隔音地板23围成的通道，及通道上侧的上吊架25和通道下侧的下吊架24，上吊架25为采用矩形钢管连接形成的长方体架，其竖向龙骨的上端通过抱箍转接组件安装于建筑的钢结构桁架上，具体结构及安装参照标准架1，此处不再赘述。

下吊架24包括方钢水平架241及其下侧连接的斜横梁242，斜横梁通过水平托块243连接纵向布置的内卷边C型钢，内卷边C型钢用于安装吊挂组件，吊挂组件的下端连接GRG模块。内卷边C型钢与水平托块的连接，及吊挂组件与内卷边C型钢和GRG模块的连接参照标准架1，此处不再赘述。

本吊顶系统中，标准架处的GRG模块安装效果如图12所示。

总结来说，上述实施例通过以下手段解决背景技术存在的缺陷：

GRG模块生产时，先敷设玻璃纤维网格布的一半层数后，按GRG模块造型和预埋定位图制作好扁钢骨架框，再敷设另一半玻璃纤维网格布，扁钢骨架框上的长圆孔中可填满GRG浆料，使GRG浆料与扁钢骨架框结合增加两者之间的握力和整体性，进一步加强异形曲面大板块GRG模块的整体强度和抗震性能，扁钢挂架框上焊接L形吊耳，可提高整体吊装能力和稳定性。

钢结构转化层与原屋面桁架结构采用抱箍组件连接，在不破坏原结构的基础上提高GRG钢结构系统的抗震性能和受力均衡性。

钢结构转化层分为标准架和光控通道架两个单元，可分别在底面进行模块化加工，现场装配后整体吊装，再通过各单元之间的连接加固形成一个吊顶钢结构整体。

吊挂组件通过钢结构转换层的内卷边C型钢安装，内卷边C型钢的横向位置可沿单元架的横向调整，吊挂组件的纵向位置可沿内卷边C型钢调整，可保证吊杆的垂直度。

吊挂组件可通过其调节螺母来实现GRG模块的上、下误差调整。

GRG模块预埋冲孔的扁钢骨架框，可提高GRG模块的整体强度和使GRG模块的厚度减薄，还能定型的扁钢骨架框减少GRG模块的整体尺寸偏差和曲面弧度偏差。

GRG模块的拼缝侧在扁钢骨架框上焊接P形埋件，拼装时，两模块的P形埋件内侧和外侧分别通过自攻螺钉固定π形卡件进行卡压连接，调整无误后采用增强GRG+玻璃纤维胶泥填充，增加板块之间整体性和抗裂性的同时，减少板块运输损耗和后期维修成本。

从上述实施例可看出，本发明具有以下优势。

从经济效益来看，可实现工厂单元模块化生产，施工现场装配化快速安装，减少现场工作面和交叉作业时间，实现快速建造。本GRG吊顶系统的各部件自成一体，相互独立，具有良好的活动可调性能，安装便捷可调，后期维修方便，隐性成本减少。本实施例施工时，钢材节约25％，人工成本减少30％，技术创效达53万，工期节约达30天左右。

从社会效益来看，减少了现场焊接作业，降低现场触电起火的风险；所有模块和组件匀可在工厂预制模块化生产，实现资源优化配置，为项目履约节省工期，减少材料损耗，减少人工成本；实现快速、绿色建造，占地面积少，减少各专业交叉作业；所有误差可调，不受季节温度影响；结构系统符合抗震等级要求；通过技术创新，GRG接缝未出现开裂、表面脱落问题；维修方便，节约维修成本，隐性成本减少。

从环保效益来看，GRG材料作为一种新型的装饰材料，其质量轻、壁薄、隔音及吸声等特点，并具有无限可塑性，可制成任意形状，在一定程度上减少建筑施工的碳排放。GRG饰面板模块，依据规格大小增加玻璃纤维布、扁铁加强筋，其除了不燃、保温、湿度调节及吸音等效果外，其整体使用抗冲击、不变形、防火性能优异且火灾不产生有害气体等的功能。所有组件可实现工厂模块化生产，材料损耗低，可回收效率高等特点。现场可实现装配式安装，无焊接作业，施工占地面积少，践行绿色施工理念，对环境基本不造成污染，具有较好的环保效益。

Claims (10)

1.一种超高大跨度抗震双曲面GRG吊顶系统，包括依次连接的钢架转换层体系、吊挂组件和GRG模块，其特征在于：所述钢架转换层体系进行模块化制作，通过抱箍转接组件安装于建筑的钢结构桁架上，吊挂组件的纵向、横向位置可调，GRG模块预埋有植筋框架，植筋框架设置有用于连接吊挂组件的转接件，GRG模块的拼缝处设置防开裂收口组件。

2.如权利要求1所述的超高大跨度抗震双曲面GRG吊顶系统，其特征在于：钢架转换层体系包括标准架和光控通道架；标准架为型钢连接的长方体架，上端连接所述抱箍转接组件；光控通道架包括墙板、顶板和底板围成的通道，及通道上侧的上吊架和通道下侧的下吊架，上吊架为型钢连接的长方体架，上端连接所述抱箍转接组件，下吊架用于安装所述吊挂组件，墙板和顶板均为轻钢龙骨隔音板，底板为防火隔音板。

3.如权利要求2所述的超高大跨度抗震双曲面GRG吊顶系统，其特征在于：所述标准架的顶面架和底面架纵向龙骨和横向龙骨均采用槽钢制作，竖向龙骨采用矩形钢管制作，且竖向龙骨的上端伸出于顶面架外，上端连接所述抱箍转接组件，底面架通过紧固件连接有多根带纵向滑槽的纵梁用于安装所述吊挂组件，横向龙骨上设置长圆孔安装紧固件，使纵梁的横向位置可调。

4.如权利要求3所述的超高大跨度抗震双曲面GRG吊顶系统，其特征在于：所述光控通道架的上吊架采用矩形钢管制作，竖向龙骨上端连接所述抱箍组件，下吊架包括矩形钢管连接的矩形架和其横向两端下侧连接的竖向短柱和竖向长柱，竖向短柱和竖向长柱之间连接斜横梁，斜横梁上设置有多个水平托块，两侧对应位置的水平托块之间分别连接带纵向滑槽的纵梁用于安装所述吊挂组件。

5.如权利要求4所述的超高大跨度抗震双曲面GRG吊顶系统，其特征在于：所述纵梁为内卷边C型钢，以槽口向下布置，通过T形螺栓安装固定。

6.如权利要求4所述的超高大跨度抗震双曲面GRG吊顶系统，其特征在于：所述抱箍转接组件包括对开式圆形抱箍、矩形钢管段和夹板，对开式圆形抱箍的上对接板通过螺栓连接螺母锁紧，下对接板之间有间距，矩形钢管段水平置于下对接板之间，且矩形钢管段的两侧分别贴合位于下对接板内侧的夹板，下连接板、夹板和矩形钢管段通过螺栓连接螺母锁紧，夹板的下部贴合于所述竖向龙骨两侧并通过螺栓连接螺母锁紧。

7.如权利要求1所述的超高大跨度抗震双曲面GRG吊顶系统，其特征在于：所述吊挂组件包括吊杆、上滑块和下连接块，吊杆的两端段均为螺纹段，上滑块为T形螺母，下连接块为角钢块，以竖直边朝下布置，吊杆的上端段对应上滑块的下方连接垫片和调节螺母，下连接块的水平边与吊杆连接，通过调节螺母和锁紧螺母夹持。

8.如权利要求7所述的超高大跨度抗震双曲面GRG吊顶系统，其特征在于：所述植筋框架为有设置扁钢架，其横向两侧对称焊接有用于连接所述吊挂组件的转接件L形吊耳，扁钢架的两侧分别通过GRG浆料敷设多层玻璃纤维网格布。

9.如权利要求8所述的超高大跨度抗震双曲面GRG吊顶系统，其特征在于：所述植筋框架的纵向和横向均布置长圆孔，玻璃纤维网格布敷设时，长圆孔中填满GRG浆料。

10.如权利要求1所述的超高大跨度抗震双曲面GRG吊顶系统，其特征在于：所述防开裂收口组件包括P形埋件和π型卡件，P形埋件以大头朝外对称焊接于所述植筋框架的横向两侧，两π型卡件分别通过紧固件固定于GRG模块横向拼缝处的内外侧，两π型卡件的腹板以套置方式插入拼缝中。