基于混凝土建筑的單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)屋面系統(tǒng)及其組裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于混凝土建筑的單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)屋面系統(tǒng)及其組裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]江蘇大劇院建筑形體好似八方匯聚而來的幾顆水珠，飽滿光潤、晶瑩剔透，
是集演藝、會(huì)議、展示、娛樂等功能為一體的大型文化綜合體，具備接待世界一流藝術(shù)表演團(tuán)體演出的條件和能力；大劇院建筑在滿足使用功能的同時(shí)，按照三星級(jí)綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，創(chuàng)造環(huán)保節(jié)能的觀演類建筑空間，為觀眾提供觀看表演的最優(yōu)質(zhì)的整體環(huán)境，建成后將成為江蘇省和南京市的標(biāo)志性文化建筑，江蘇大劇院總建筑面積270223平方米，建筑高度47.3米。
[0003]由于本鋼結(jié)構(gòu)外罩結(jié)構(gòu)尺度較大，外形呈不規(guī)則布置，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，這給鋼結(jié)構(gòu)制作及安裝帶來了極大的困難；同時(shí)，本工程為超大型綜合工程，鋼結(jié)構(gòu)制作、安裝、混凝土施工、幕墻以及設(shè)備安裝各專業(yè)工種均緊密相關(guān)，互相影響，所以存在大量的交叉施工及難點(diǎn)。
[0004]因此，基于上述問題，本發(fā)明提供基于混凝土建筑的單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)屋面系統(tǒng)及其組裝方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是提供基于混凝土建筑的單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)屋面系統(tǒng)及其組裝方法，其結(jié)構(gòu)簡單、便于進(jìn)行精準(zhǔn)的安裝且外形美觀。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明一方面提供基于混凝土建筑的單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)屋面系統(tǒng)，由變截面箱型支撐組件和凹形頂蓋組件構(gòu)成；所述變截面箱型支撐組件，包括頂環(huán)梁，及與頂環(huán)梁連接的斜柱，及設(shè)置在相鄰斜柱之間的斜支撐、中環(huán)梁和交叉支撐，及設(shè)置在斜柱上的搖擺柱；所述凹形頂蓋組件，與頂環(huán)梁連接的拉梁，及與拉梁一端連接的內(nèi)環(huán)梁，及均勻設(shè)置在拉梁上的連接支撐件，其中，連接相鄰拉梁的連接支撐件組成圓形結(jié)構(gòu)、且圓形結(jié)構(gòu)由頂環(huán)梁向內(nèi)環(huán)梁逐漸遞減。
[0007]本技術(shù)方案的，所述變截面箱型支撐組件還包括設(shè)置在斜柱一端的圓形支撐座。
[0008]本技術(shù)方案的，所述內(nèi)環(huán)梁，包括圓形支撐本體，及均勻設(shè)置在圓形支撐本體上的第一支撐板連接牛腿，及一端與第一支撐板連接牛腿連接的支撐板，及設(shè)置在圓柱形支撐柱上、且與支撐板另一端連接的第二支撐板連接牛腿，及均勻設(shè)置在圓柱形支撐柱上的拉梁連接牛腿。
[0009]本發(fā)明另一方面提供基于混凝土建筑的單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)屋面系統(tǒng)的組裝方法，包括以下步驟，變截面箱型支撐組件的安裝，I)首先采用臨時(shí)支撐頂部調(diào)節(jié)裝置調(diào)整斜柱2傾斜角度，斜柱2定位傾斜角度采用臨時(shí)支撐進(jìn)行初步定位，通過在臨時(shí)支撐的頂部設(shè)置調(diào)整油泵，用油泵微調(diào)將斜柱的傾斜角度調(diào)整到位，臨時(shí)支撐應(yīng)采用纜風(fēng)繩穩(wěn)定加固。2)再采用經(jīng)瑋儀和全站儀對(duì)斜柱2定位軸線和標(biāo)高進(jìn)行監(jiān)控，斜柱2傾斜角度調(diào)整后，用臨時(shí)馬板卡死，然后采用經(jīng)瑋儀對(duì)斜柱軸線進(jìn)行監(jiān)測(cè)，用全站儀對(duì)斜柱頂部標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，確保軸線和標(biāo)高的安裝正確。凹形頂蓋組件的安裝，3)保證胎架剛度及定位模板高度可調(diào)，由于頂環(huán)梁I分段重量重，所以定位用的支撐胎架必須保證具有足夠的剛度，同時(shí)定位模板采用可調(diào)裝置，確保模板高度具有可調(diào)作用，以隨時(shí)調(diào)整定位標(biāo)高。4)預(yù)放焊接收縮余量和變形值，頂環(huán)梁I分段安裝時(shí)，通過分析和計(jì)算，將頂環(huán)梁節(jié)段的定位位置統(tǒng)一向外側(cè)移出約5mm，同時(shí)在每個(gè)分段接口處預(yù)放2mm焊接收縮余量，使頂環(huán)梁I焊接后實(shí)際定位精度通過抵消焊接收縮和變形后更接近理想的安裝精度。5)預(yù)留合攏口，分區(qū)對(duì)稱安裝，為避免頂環(huán)梁I分段安裝出現(xiàn)累積誤差，頂環(huán)梁I安裝時(shí)分為左右二個(gè)區(qū)，并在二個(gè)區(qū)之間設(shè)置二個(gè)合攏段，作為調(diào)整段，每個(gè)區(qū)內(nèi)的頂環(huán)梁分段安裝定位時(shí)從中間向二端對(duì)稱安裝，使累積誤差影響減小，最后通過搖擺柱6、圓形支撐座7與混泥土結(jié)構(gòu)安裝固定。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明基于混凝土建筑的單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)屋面系統(tǒng)及其組裝方法有益效果在于:1、其結(jié)構(gòu)簡單，組裝、精準(zhǔn)便捷；2、安裝時(shí)斜柱起到連接與支撐作用，斜支撐和交叉支撐所組成的菱形結(jié)構(gòu)，支撐穩(wěn)定、可靠；3、搖擺柱和圓形支撐座分別與混泥土連接固定支撐，提高支撐鋼結(jié)構(gòu)的承載力；4、內(nèi)凹頂蓋鋼結(jié)構(gòu)整體采用中心輻射狀的徑向鋼拉梁，形成以張力為主的單層受拉網(wǎng)殼，頂蓋中心設(shè)中心剛性環(huán)，以便于徑向鋼拉梁的連接與節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，同時(shí)采用桁架布置以提高中心剛性環(huán)的剛度；5、徑向鋼拉梁間以3 m間距布置環(huán)梁鋼梁，以協(xié)調(diào)各鋼拉梁間的變形能力，同時(shí)可兼作主檁使用。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的基于混凝土建筑的單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)屋面系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的基于混凝土建筑的單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)屋面系統(tǒng)安裝后的結(jié)構(gòu)剖面圖；
圖3是本發(fā)明的基于混凝土建筑的單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)屋面系統(tǒng)的變截面箱型支撐組件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的基于混凝土建筑的單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)屋面系統(tǒng)的凹形頂蓋組件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明的基于混凝土建筑的單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)屋面系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)梁結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6至圖8是本發(fā)明的基于混凝土建筑的單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)屋面系統(tǒng)的變截面箱型支撐組件安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9至圖10是本發(fā)明的基于混凝土建筑的單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)屋面系統(tǒng)的凹形頂蓋組件安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，圖中序號(hào)如下:1_頂環(huán)梁、2-斜柱、3-斜支撐、4-中環(huán)梁、5-交叉支撐、6-搖擺柱、7-圓形支撐座、8-內(nèi)環(huán)梁、9-拉梁、10-連接支撐件、11-圓形支撐本體、12-第一支撐板連接牛腿、13-支撐板、14-第二支撐板連接牛腿、15-圓柱形支撐柱、16-拉梁連接牛腿。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
[0013]如圖1、圖2、圖3和圖4所示的基于混凝土建筑的單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)屋面系統(tǒng)，由變截面箱型支撐組件和凹形頂蓋組件構(gòu)成；變截面箱型支撐組件，包括頂環(huán)梁1，及與頂環(huán)梁I連接的斜柱2，及設(shè)置在相鄰斜柱2之間的斜支撐3、中環(huán)梁4和交叉支撐5，及設(shè)置在斜柱2上的搖擺柱6 ;凹形頂蓋組件，與頂環(huán)梁I連接的拉梁9，及與拉梁9 一端連接的內(nèi)環(huán)梁8，及均勻設(shè)置在拉梁9上的連接支撐件10，其中，連接相鄰拉梁9的連接支撐件10組成圓形結(jié)構(gòu)、且圓形結(jié)構(gòu)由頂環(huán)梁I向內(nèi)環(huán)梁8逐漸遞減。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選的，變截面箱型支撐組件還包括設(shè)置在斜柱2 —端的圓形支撐座7，用于對(duì)變截面箱型支撐組件與建筑混凝土面進(jìn)行快速、穩(wěn)定的安裝；如圖5所示的內(nèi)環(huán)梁8，包括圓形支撐本體11，及均勻設(shè)置在圓形支撐本體11上的第一支撐板連接牛腿12，及一端與第一支撐板連接牛腿12連接的支撐板13，及設(shè)置在圓柱形支撐柱15上、且與支撐板13另一端連接的第二支撐板連接牛腿14，及均勻設(shè)置在圓柱形支撐柱15上的拉梁連接牛腿16，一方面內(nèi)環(huán)梁鋼構(gòu)件采用鋼管截面，圓柱形支撐柱通過拉梁連接牛腿與拉梁相連，內(nèi)側(cè)通過支撐板與圓形支撐本體相連，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)起到支撐的作用，另一方面整體內(nèi)環(huán)梁構(gòu)件呈折線圓環(huán)狀，圓柱形支撐柱采用鋼管截面，直徑最大為1000mm，壁厚最大為40mm，鋼材采用高建鋼Q390GJC支撐載重量大、穩(wěn)定。
實(shí)施例
[0015]進(jìn)一步的圖6、圖7和圖8所示，變截面箱型支撐組件