[发明专利]一种大角度斜屋面钢结构及其施工方法

说明书

一种大角度斜屋面钢结构及其施工方法，该结构连接在主体结构上，包括中间平台、环向连接在中间平台四角的倾斜主支撑钢柱、连接在倾斜主支撑钢柱顶端之间的防风围梁和构造钢柱，其中相邻的倾斜主支撑钢柱之间间隔连接有屋面檩条。本发明涉及超高层钢结构建筑安装作业，对于以钢结构为主要结构形式的大角度斜屋面，提出一种自上而下的倒装施工方法，利用本方法可以确保倾斜主受力竖向构件在安装过程中的作业安全，利用结构本身的中间平台进行施工支撑，通过优先安装的中部平台，减少支撑措施的投入，有效的保证了倾斜屋面钢结构安装的进度、质量和安全，加快工期，降低了钢结构安装的不安全因素。可广泛应用于倾斜屋面施工。

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，特别是一种屋面结构及其施工方法。

背景技术

目前，随着建筑领域的发展，建筑的多样性和复杂性逐步体现出来，在超高层建筑中，经常会有锥形钢结构屋面的设计方案，该类屋面具有倾斜角度大、倾斜钢柱不易施工的特点，按照常规的钢结构安装技术，需要进行倾斜钢柱的精确就位安装，施工过程中为了防止安装过程中倾斜钢柱倾倒，需要在结构内侧设置若干钢支撑或满堂脚手架，由于钢柱数量一般较多，为了保证分段后的每节钢柱在安装过程中的稳固，施工中需要投入大量的临时支撑或脚手架，措施投入巨大、人力物力成本高，而且结构安装后，临时支撑或脚手架不便于拆除倒运，整个施工周期长，工作量大，施工人员都是高空作业、容易出现危险。

发明内容

本发明的目的是提供一种大角度斜屋面钢结构及其施工方法，要解决屋面施工支撑结构投入量大、浪费人力物力的技术问题；并解决保证施工安全、提高施工效率的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大角度斜屋面钢结构，连接在主体结构上，包括中间平台、环向连接在中间平台四角的倾斜主支撑钢柱、连接在倾斜主支撑钢柱顶端之间的防风围梁和构造钢柱，其中相邻的倾斜主支撑钢柱之间间隔连接有屋面檩条。

所述中间平台的主体是双层网架，包括平行间隔设置的上层矩形网架和下层矩形网架以及连接在两者之间的竖向连杆和斜向连杆，其中上层矩形网架的侧边通过水平连杆连接有平行侧边的边杆，所述边杆与下层矩形网架的侧边之间连接有第一斜撑杆。

所述中间平台的四个角部形成锥形凹槽，其中边杆的端点为外凸点，上层矩形网架的侧边的端点为内凹点。

所述倾斜主支撑钢柱为空间立体结构，包括两个平面的三角形桁架和位于两个三角形桁架之间的中间斜弦杆，所述三角形桁架的中部支撑在中间平台的外凸点处，中间斜弦杆的中部支撑于中间平台的内凹点处。

所述中间平台的上层矩形网架和下层矩形网架结构相同，是由横杆和纵杆拼装而成的矩形网格状架体；其中横杆和纵杆均为型钢，一组横杆均匀间隔平行分布、纵杆平行间隔连接在横杆之间；所述上层矩形网架和/或下层矩形网架的网格内水平连接有至少一根水平斜杆；所述水平斜杆的两端通过水平耳板与对应的横杆和/或纵杆连接。

所述防风围梁是倒置的四棱台框架结构，包括上层防风围梁、下层防风围梁以及连接在上层防风围梁和下层防风围梁的角部之间第三连杆；所述上层防风围梁的框架内水平连接有井字形支架，其中井字形支架的网格内连接有水平的加强杆；所述防风围梁的四个侧面、相邻的第三连杆之间连接有交叉撑杆。

所述构造钢柱包括平行设置在上层防风围梁上方的方形框架以及连接在方形框架和上层防风围梁之间的第三斜撑杆；所述第三斜撑杆有八根、呈发射状，其一端连接在方形框架的角部、另一端连接在井字形支架与上层防风围梁的交点位置。

所述倾斜主支撑钢柱的三角形桁架包括内侧弦杆、外侧弦杆以及连接在内侧弦杆和外侧弦杆之间的腹杆；两根内侧弦杆和中间斜弦杆的顶端汇聚于下层防风围梁的角部；两根外侧弦杆的顶端汇聚于上层防风围梁的角部，外侧弦杆与下层防风围梁的角部之间水平连接有第二连杆。