[发明专利]超高层建筑屋顶自由曲面单层网壳结构安装施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高层建筑屋顶网壳结构安装工法，具体涉及一种超高层建筑屋顶自由曲面单层网壳结构安装施工方法。

背景技术

网壳结构是一种曲面网格结构，兼有杆件结构构造简单和薄壳结构受力合理的特点，网壳结构在建筑外形上可以形成多种曲面，给予设计师以充分的创作自由，既能表现静态美，又能通过平面和立面的切割以及网格、支撑与杆件的变化表现动态美。近年来建筑造型设计不断发展，网壳结构凭借跨越能力大，刚度好、材料省、杆件单一制作安装方便等优点，已成为技术与艺术的有机结合的重要结构形式。

但是，自由曲面单层网壳结构杆件众多，且均为多杆交汇节点，安装过程中存在空间定位难度大、高空拼装焊接体量大，安装偏差控制难，累积变形合拢难等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种空间定位精确、可控性强的超高层建筑屋顶自由曲面单层网壳结构安装施工方法。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：超高层建筑屋顶自由曲面单层网壳结构安装施工方法,包括建筑框架，设置在所述建筑框架顶部的网壳结构，所述网壳结构包括设置在所述建筑框架顶部的底部环梁，设置在所述网壳结构顶端的顶部环梁及设置在所述底部环梁及顶部环梁之间的网状桁架。

该网壳结构安装工艺流程为：

（1）测量放线，①主控轴线，在楼层面的四角设置四个投影基准点，并要保准每个基准点可通视相邻二个基准点，②网壳结构实线引测，第一步，取四角点定位，形成一个长方形，以投影分块线逐条放投影实线等基准测量线，将每片网壳桁架的控制点投影到楼板上；第二步，安装顶部四周钢梁，钢梁位置确定使用全站仪将轴线引至顶部，控制钢梁水平与标高位置；第三步，四边以中间分块为中心，逐块向上安装至顶部，形成四边中间形成网壳，整个网壳初步形成稳定体，逐块安装测量，安装时用全站仪测量安装网壳桁架主杆的空间位置，并用垂准仪或线锤复核桁架端部是否与楼层上投影点相符；第四步，由于中间分块到顶已形成稳定体、两边分块从下往上安装有了依靠，安装分块时全站仪引线向上，只控制单边一头上下两点的空间位置，逐块到顶，并用垂准仪或线锤复核桁架端部是否与楼层上投影点相符；最后补缺四角，形成整体；

（2）将所述网壳结构分块，根据结构情况、现场安装条件和运输条件，对所述网壳结构进行分段，将所述网壳结构分为多个小桁架及补缺杆件；

（3）安装网壳结构，①安装所述底部环梁，②搭设满堂脚手架，③安装所述顶部环梁，④对称安装东西两侧主桁架、补缺杆件，⑤对称安装南北两侧主桁架、补缺杆件，⑥对称扩展安装东西两侧桁架向南北两边；

（4）焊接节点补漆；

（5）防火涂料施工；

（6）工程质量验收；

（7）拆除满堂脚手架。

上述技术方案中， 由于网壳结构杆件众多，且多杆交汇节点对于构件加工制作精度要求较高，在图纸深化设计方面主要采用的是目前国际上最先进的日本MdiSystem软件和相贯面等离子－火焰管材数控切割机，它通过对整个结构的数字化虚拟建模，通过计算机一比一模拟设计，输出指令，实现无图纸化加工，确保构件加工精度及质量要求。

根据网壳结构的结构特点、现场安装及运输条件，将网壳结构分解成多个小桁架拼装单元进行模拟工况分析，采用MIDAS 7.80分析软件对构件模拟计算，确定合理的拼装顺序。

满堂脚手架搭设前，按照设计图纸在楼层上确定投影基准点，投影基准点的选择时，应尽量确保垂直传递的视线通视，与楼层主梁相避让。在楼层面的四角设置四个投影基准点，并要保证每个基准点可通视相邻两个基准点。根据CAD放出的分块图投影1:1在楼面放出实线。

拼装过程中每个拼装单元，利用CAD模型图纸，确定各个节点坐标，现场根据CAD放样的三维坐标通过全站仪坐标测量法来控制网壳形状及位置。

高空分段拼装技术，按东西、南北两个方向对称安装，经工厂预拼装的分块钢架从中间、逐块安装形成四面、中间四片支座，保证网壳结构稳定性，在分块安装时采用两边缆风临时稳定措施，在分块间电焊完成后，才能松缆风。网壳桁架中间部分与顶环梁连接牢固后，逐渐向两侧扩展安装，可确保安装时的稳定性。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明合理利用现有的施工场地，减少分段桁架运至现场后可直接吊装，减少现场拼接及材料堆放场地；

2、本发明解决了网壳结构杆件数多、交叉对接精度控制难，现场焊接工作量大等难题；