大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，包括：于建筑主體結(jié)構(gòu)的頂部澆筑形成環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)；于所述環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)上固定支座；于所述支座上拼裝鋁合金桿件形成鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，拼裝所述鋁合金桿件的過程中進行曲率測量，并通過支座和所述鋁合金桿件的連接節(jié)點調(diào)整偏差，于所述建筑主體結(jié)構(gòu)的頂部形成橢球形的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)；于所述鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)上密封連接防水鋁板。采用鋁合金桿件拼裝形成鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，橢球形的曲率通過支座和鋁合金桿件的連接節(jié)點來實現(xiàn)，相比現(xiàn)有的多邊形構(gòu)型單元具有較好的穩(wěn)定性，且拼裝操作簡單，施工效率高，形成的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，承重力大。
【專利說明】 大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑施工領(lǐng)域，尤指一種大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)體系呈現(xiàn)出多樣化的特征，且已經(jīng)發(fā)展到概念設(shè)計的階段。所謂概念指的是，結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅把結(jié)構(gòu)的安全、效率及經(jīng)濟作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標(biāo)，而且更重要地把結(jié)構(gòu)美表現(xiàn)出來，在結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)出文化的內(nèi)涵。大空間建筑中最需要建筑與結(jié)構(gòu)的緊密配合，因為力學(xué)上合理的建筑造型是能體現(xiàn)結(jié)構(gòu)美，進而可以充分表現(xiàn)出文化內(nèi)涵。在此基礎(chǔ)上，一些文化體育場館引用了球形的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穹頂，其球形網(wǎng)架一般采用的四邊形構(gòu)型的經(jīng)緯線法，構(gòu)件繁多且多邊形結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性差，對于大跨度的空間來講，很難滿足要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，解決在大跨度空間上施工橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的問題。
[0004]實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:
[0005]本發(fā)明一種大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，包括:
[0006]于建筑主體結(jié)構(gòu)的頂部燒筑形成環(huán)形支撐結(jié)構(gòu):
[0007]于所述環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)上固定支座；
[0008]于所述支座上拼裝鋁合金桿件形成鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，拼裝所述鋁合金桿件的過程中進行曲率測量，并通過所述支座和所述鋁合金桿件的連接節(jié)點調(diào)整偏差，于所述建筑主體結(jié)構(gòu)的頂部形成橢球形的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)；
[0009]于所述鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)上密封連接防水鋁板。
[0010]采用鋁合金桿件拼裝形成鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，橢球形的曲率通過支座和鋁合金桿件的連接節(jié)點來實現(xiàn)，相比現(xiàn)有的多邊形構(gòu)件單元具有較好的穩(wěn)定性，且拼裝操作簡單，施工效率高，形成的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，承重力大，確保建筑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量的同時，還體現(xiàn)了建筑造型的結(jié)構(gòu)美。
[0011]本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法的進一步改進在于，形成環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)包括從低到高設(shè)置的第一層支撐結(jié)構(gòu)和第二層支撐結(jié)構(gòu)；在拼裝鋁合金桿件形成鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)時:先從所述第二層支撐結(jié)構(gòu)處的支座拼裝鋁合金桿件，將所述第二層支撐結(jié)構(gòu)處的鋁合金桿件拼裝形成閉合的圓形；再從所述第二層支撐結(jié)構(gòu)向所述第一層支撐結(jié)構(gòu)拼裝鋁合金桿件；最后再從所述第二層支撐結(jié)構(gòu)向上拼裝鋁合金桿件，直至封頂形成拼接的橢球形的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法的進一步改進在于，在拼裝鋁合金桿件時，將處于同一層的所述鋁合金桿件拼裝形成閉合的圓形，并進行曲率測量；通過調(diào)整所述鋁合金桿件的連接節(jié)點進行曲率校正；再一圈一圈地向上或向下進行拼接，直至形成覆蓋所述建筑主體結(jié)構(gòu)頂部的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
[0013]本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法的進一步改進在于，于所述支座上軸接一連接板，通過軸接調(diào)整所述連接板的角度；所述鋁合金桿件為工字型結(jié)構(gòu)，將所述鋁合金桿件的端部制作成凸尖結(jié)構(gòu)，將所述鋁合金桿件的凸尖結(jié)構(gòu)圍繞所述連接板的圓心設(shè)置，使得所述凸尖結(jié)構(gòu)的底部貼合于所述連接板上；通過螺栓穿設(shè)所述凸尖結(jié)構(gòu)和所述連接板緊固連接所述凸尖結(jié)構(gòu)和所述連接板。
[0014]本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法的進一步改進在于，再于圍繞設(shè)置的所述凸尖結(jié)構(gòu)的頂部連接節(jié)點板，所述節(jié)點板和所述凸尖結(jié)構(gòu)的頂部適配于橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的曲率。
[0015]本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法的進一步改進在于，所述鋁合金桿件頂部的節(jié)點板安裝完成后，對所述鋁合金桿件底部的連接節(jié)點進行處理；
[0016]于所述鋁合金桿件底部的連接節(jié)點處連接所述節(jié)點板，連接所述節(jié)點板時從所述鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的底部向頂部進行安裝。
[0017]本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法的進一步改進在于，將所述防水鋁板設(shè)于所述鋁合金桿件圍合形成的網(wǎng)洞上；將所述防水鋁板的端部和對應(yīng)的所述鋁合金桿件通過壓條件密封連接，其中:所述鋁合金桿件的頂部設(shè)有緊固槽，所述緊固槽內(nèi)壁上設(shè)有適配螺栓的齒狀結(jié)構(gòu)；所述壓條件上開設(shè)有螺栓孔，所述壓條件壓合所述防水鋁板的端部于所述鋁合金桿件上，通過螺栓穿設(shè)所述螺栓孔并螺合于所述緊固槽內(nèi)壁上的齒狀結(jié)構(gòu)從而緊固所述防水鋁板和所述鋁合金桿件。
[0018]本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法的進一步改進在于，所述鋁合金桿件的頂部設(shè)有安裝卡槽，所述壓條件的底部對應(yīng)所述安裝卡槽設(shè)有卡環(huán)，所述防水鋁板的端部形成有適配所述安裝卡槽的安裝部，將所述安裝部置于對應(yīng)的所述安裝卡槽內(nèi)，通過所述壓條件的卡環(huán)壓合所述安裝部，于所述卡環(huán)和所述安裝部圍合形成的空隙內(nèi)填充防水橡膠條，于所述壓條件的兩側(cè)涂覆防水膠。
[0019]本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法的進一步改進在于，于所述防水鋁板上對應(yīng)所述節(jié)點板的位置設(shè)置鋁罩板，將所述鋁罩板的四周涂覆密封膠。
[0020]本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法的進一步改進在于，還包括于所述防水鋁板上安裝裝飾件，所述裝飾件上設(shè)有安裝板，所述壓條件的頂部形成有條形槽，所述條形槽內(nèi)壁上設(shè)有適配螺栓的齒狀結(jié)構(gòu)，通過螺栓穿設(shè)所述安裝板并螺合于所述條形槽內(nèi)從而將所述安裝板緊固于所述條形槽上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)設(shè)于建筑主體上的側(cè)視圖；
[0022]圖2為本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)設(shè)于建筑主體上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)沿第一方向的剖視圖；
[0024]圖4為本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)沿第二方向的剖視圖；
[0025]圖5為本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法在施工過程中的側(cè)視圖；
[0026]圖6為施工完成鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中省去滿堂腳手架的側(cè)視圖；
[0027]圖7為圖6中C點的局部放大示意圖；
[0028]圖8為施工完成鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)中省去滿堂腳手架的側(cè)視圖；
[0029]圖9為本發(fā)明中拼裝一圈鋁合金桿件的側(cè)視圖；
[0030]圖10為本發(fā)明中從第二層支撐結(jié)構(gòu)至第一層支撐結(jié)構(gòu)拼裝鋁合金桿件的俯視圖；
[0031]圖11為本發(fā)明中支座上拼裝鋁合金桿件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖12為圖11中沿A)A線的剖視圖；
[0033]圖13為本發(fā)明中鋁合金桿件拼裝時連接節(jié)點處的俯視圖；
[0034]圖14為本發(fā)明中鋁合金桿件拼裝時連接節(jié)點處的側(cè)視圖；
[0035]圖15為本發(fā)明中鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)上安裝防水鋁板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖16為本發(fā)明中防水鋁板上安裝裝飾件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖17為本發(fā)明中安裝防水鋁板的分解示意圖；
[0038]圖18為本發(fā)明中裝飾件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖19為本發(fā)明中安裝裝飾件的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0040]圖20為本發(fā)明中在防水鋁板上安裝裝飾件后的剖視圖。

【具體實施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0042]參閱圖1和圖2，顯示了本發(fā)明大跨度鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)設(shè)于建筑主體上的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1和圖2所示，本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，用于在建筑主體結(jié)構(gòu)10的頂部施工形成橢球形的鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)11,該建筑主體結(jié)構(gòu)10施工于山體12形成的礦坑內(nèi)，施工過程中克服了較多的由復(fù)雜環(huán)境帶來的難題，實現(xiàn)了在大跨度的建筑主體結(jié)構(gòu)10上施工形成橢球形的穹頂結(jié)構(gòu)11，該穹頂結(jié)構(gòu)11包括設(shè)于建筑主體結(jié)構(gòu)10上的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、設(shè)于鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)上的防水鋁板、以及設(shè)于防水鋁板上的裝飾件，該裝飾件采用佛手形狀，設(shè)于橢球形的穹頂結(jié)構(gòu)11上，形成摩尼寶珠的造型，具有較好的外觀形象。其中的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)采用鋁合金桿件拼裝形成，具有較強的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，且鋁合金材質(zhì)輕，可以確保建筑主體的使用壽命。防水鋁板和鋁合金桿件之間采用壓條件密封連接，形成具有防水體系的鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)，滿足保溫、隔熱、降噪、防水等功能。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法進行說明。
[0043]參閱圖3，顯示了本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)沿第一方向的剖視圖，參閱圖4，顯示了本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)沿第二方向的剖視圖。下面結(jié)合圖3和圖4，對本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法進行說明。
[0044]如圖3和圖4所示，為施工完成橢球形的鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)11后還未拆除腳手架的示意圖，其中第一方向和第二方向分別為橢球形結(jié)構(gòu)的橫軸和縱軸。本發(fā)明大跨度橢球形招合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法包括:
[0045]結(jié)合圖5所示，于建筑主體結(jié)構(gòu)10的頂部澆筑形成環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)，該環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)可設(shè)在鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)11的不同高度處，作為本發(fā)明的一較佳實施方式，該環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)包括從低到高設(shè)置的第一層支撐結(jié)構(gòu)1011和第二層支撐結(jié)構(gòu)1012，第一層支撐結(jié)構(gòu)1011的高度為8.3米，第二層支撐結(jié)構(gòu)1012的高度為23.5米。
[0046]于環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)上固定支座23，再于支座23上拼裝鋁合金桿件21，鋁合金桿件21一圈一圈地進行拼裝，結(jié)合圖6所示，直至形成覆蓋建筑主體結(jié)構(gòu)10的頂部的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)20，在拼裝鋁合金桿件21的過程中進行曲率測量，通過支座23和鋁合金桿件21的連接節(jié)點進行偏差的調(diào)整，使得建筑主體結(jié)構(gòu)10的頂部形成橢球形的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)20。
[0047]結(jié)合圖16所示，于鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)20上密封連接防水鋁板30，鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)通過防水鋁板30實現(xiàn)防水功能。如圖8所示，在安裝完防水鋁板30的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)20上安裝裝飾件32，通過裝飾件32使得穹頂結(jié)構(gòu)11具有較好的外觀形象。
[0048]如圖5所示，在拼裝鋁合金桿件21時，先從第二層支撐結(jié)構(gòu)1012的支座23處開始拼裝鋁合金桿件21，將第二層支撐結(jié)構(gòu)1012處的鋁合金桿件21拼裝形成閉合的圓形，如圖9所示，顯示了本發(fā)明中拼裝一圈鋁合金桿件的側(cè)視圖，拼接鋁合金桿件21，將鋁合金桿件21的端部圍繞設(shè)置，形成連接節(jié)點212，通過將連接節(jié)點212處的各個鋁合金桿件21的端部連接固定實現(xiàn)鋁合金桿件21的拼裝，鋁合金桿件21圍合形成有網(wǎng)洞24，作為本發(fā)明的一較佳實施方式，將六根鋁合金桿件21圍繞設(shè)置形成一個連接節(jié)點212，三根鋁合金桿件21圍合形成一個網(wǎng)洞24，依次拼裝鋁合金桿件21的連接節(jié)點212，直至在第二層支撐結(jié)構(gòu)1012處形成一個閉合的圓形。對該第二層支撐結(jié)構(gòu)1012處的圓形結(jié)構(gòu)進行空間的定位復(fù)核并校正，圓形曲率的校正通過第二層1012處的支座23和連接節(jié)點212來實現(xiàn)。復(fù)合好后，以圓形為基礎(chǔ)從第二層支撐結(jié)構(gòu)1012處向第一層支撐結(jié)構(gòu)1011處拼裝鋁合金桿件，如圖10所示，顯示了從第二層支撐結(jié)構(gòu)1012處至第一層支撐結(jié)構(gòu)1011處拼裝好鋁合金桿件21的俯視圖，拼裝鋁合金桿件21時，采用同一層或同一高度處拼裝形成閉合的圓形結(jié)構(gòu)的方式，一圈一圈地進行拼裝，每形成一圈圓形結(jié)構(gòu)，都對該圓形結(jié)構(gòu)進行曲率測量，通過鋁合金桿件21之間的連接節(jié)點212進行曲率校正，校正后，再繼續(xù)進行一圈一圈地拼裝，直至形成覆蓋建筑主體結(jié)構(gòu)10頂部的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)20。
[0049]第二層支撐結(jié)構(gòu)1012至第一層支撐結(jié)構(gòu)1011的鋁合金桿件21拼裝完成后，再從第二層支撐結(jié)構(gòu)1012向穹頂結(jié)構(gòu)11的頂部進行拼裝鋁合金桿件21，拼裝要求與從第二層支撐結(jié)構(gòu)1012向第一層支撐結(jié)構(gòu)1011的拼裝要求相同，在此不再贅述。鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)20的安裝從中間向下開始拼裝鋁合金桿件21，再從中間向上拼裝，這樣拼裝的方式，使得結(jié)構(gòu)穩(wěn)固不易變形，方便調(diào)整每一層的鋁合金桿件結(jié)構(gòu)的曲率，確保鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的整體形狀，偏差容易校正，確保橢球形的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，且鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的整體的穩(wěn)定性強。
[0050]如圖4和圖6所示，在進行穹頂結(jié)構(gòu)11的施工過程中，于環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)上設(shè)置操作架體103，于地面支設(shè)滿堂腳手架104，其中操作架體103作用為材料的運輸平臺，為施工過程中的材料運輸及施工結(jié)束后的滿堂腳手架104的拆卸提供運送通道。滿堂腳手架104起到兩方面的作用，一方面為操作人員提供操作平臺，高空作業(yè)時，在工作面的下方每隔10米設(shè)置一道安全網(wǎng)，防止高空墜物；另一方面為頂部鋁合金桿件21提供支撐，鋁合金桿件21采用六根拼裝在一起的結(jié)構(gòu)，三根圍合形成一個網(wǎng)洞，這樣的三角形結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性好，當(dāng)三角形結(jié)構(gòu)未形成時，為保證鋁合金桿件21的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，采用滿堂腳手架104支撐鋁合金桿件21。
[0051]如圖7、圖11和圖12所示，支座23固定在環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)101上，該環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)101形成于建筑主體結(jié)構(gòu)10上,在燒筑形成環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)101的同時在環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)101內(nèi)埋設(shè)埋件102，通過埋件102固定支座23，較佳地，支座23通過焊接固定于埋件102。支座23上還軸接連接有連接板231，支座23相對于焊接的一面，即頂面形成有兩個相對設(shè)置的R形板232，兩個R形板232之間留設(shè)有間隙，連接板231的底部形成有軸接板2311，該軸接板2311插設(shè)在間隙內(nèi)，通過螺栓穿設(shè)兩個R形板232和軸接板2311，并螺合有螺母緊固，實現(xiàn)了連接板231軸接于支座23，通過該軸接來調(diào)整連接板231的角度，進而實現(xiàn)校正鋁合金桿件21的拼裝曲率，當(dāng)連接板231調(diào)整到適宜角度后，再緊固螺栓和螺母，將連接板231與支座23夾緊固定。
[0052]如圖13和圖14所示，顯示了本發(fā)明中鋁合金桿件拼裝時連接節(jié)點處的結(jié)構(gòu)。鋁合金桿件21為工字型結(jié)構(gòu)，該鋁合金桿件21的端部制作成凸尖結(jié)構(gòu)211，結(jié)合圖12所示，在支座23上拼裝鋁合金桿件21時，將鋁合金桿件21的凸尖結(jié)構(gòu)211圍繞連接板231的圓心設(shè)置，且凸尖結(jié)構(gòu)211的底部貼合于連接板231上，通過螺栓穿設(shè)凸尖結(jié)構(gòu)211和連接板231將鋁合金桿件21緊固連接在連接板231上，實現(xiàn)了鋁合金桿件21安裝于支座23。圍繞設(shè)置的凸尖結(jié)構(gòu)211即為鋁合金桿件21的連接節(jié)點212，設(shè)置在支座23上的鋁合金桿件21的底部的連接節(jié)點212，通過連接板231連接，該而頂部的連接節(jié)點212，通過節(jié)點板22連接，以此實現(xiàn)鋁合金桿件21的拼裝。具體地，在凸尖結(jié)構(gòu)211的頂部蓋設(shè)節(jié)點板22，通過螺栓穿設(shè)凸尖結(jié)構(gòu)211的頂部和節(jié)點板22將圍繞設(shè)置的鋁合金桿件21連接在一起。鋁合金桿件21的凸尖結(jié)構(gòu)211和節(jié)點板22適配于橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的曲率，鋁合金桿件21的曲率通過凸尖結(jié)構(gòu)211的彎曲來體現(xiàn)，通過連接節(jié)點的坐標(biāo)點B來測量曲率偏差，通過調(diào)整連接節(jié)點處的凸尖結(jié)構(gòu)211和節(jié)點板22即可實現(xiàn)曲率偏差的調(diào)整。
[0053]作為本發(fā)明的一較佳實施方式，鋁合金桿件21的連接節(jié)點212處有六根鋁合金桿件21的端部，六根鋁合金桿件21的端部圍繞設(shè)置，形成圓形結(jié)構(gòu)，節(jié)點板22也為圓形結(jié)構(gòu)，通過節(jié)點板22將鋁合金桿件21連接在一起，形成了鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)20。拼裝鋁合金桿件21時，安裝完支座23處的鋁合金桿件21后，先向上拼裝一節(jié)鋁合金桿件21，再向下拼裝一節(jié)鋁合金桿件21，再一直向下拼裝鋁合金桿件21至鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)20的底部，再從中間的鋁合金桿件21向上拼裝，直至形成了鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)20。拼裝時，鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)20頂部的鋁合金桿件21的連接節(jié)點212處均安裝節(jié)點板22，完成后再對鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)20底部的鋁合金桿件21的連接節(jié)點212進行處理，鋁合金桿件21為工字型結(jié)構(gòu)，頂部和底部結(jié)構(gòu)相同，所以鋁合金桿件21底部的連接節(jié)點212處也安裝節(jié)點板22進行連接，安裝節(jié)點板22時從鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)20的底部向頂部進行安裝。
[0054]如圖15和圖16所示，鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)20完成后，在鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)20上鋪設(shè)防水鋁板30，防水鋁板30設(shè)在鋁合金桿件21圍合形成的網(wǎng)洞24上，防水鋁板30的端部通過壓條件31密封連接于鋁合金桿件21上，將防水鋁板30安裝好后，在防水鋁板30上對應(yīng)節(jié)點板22的位置處設(shè)置鋁罩221，鋁罩221的四周涂覆密封膠222進行密封。然后，再于結(jié)構(gòu)上安裝裝飾件32，裝飾件32上形成有安裝板321，通過安裝板321安裝于壓條件31上，這樣就完成了橢球形的鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)。結(jié)合圖17所示，防水鋁板30的底部設(shè)有保溫棉302，使得鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)具有保溫、隔熱、降噪、防水等功能。結(jié)合圖18所示，裝飾件32為佛手結(jié)構(gòu)，通過裝飾件使得穹頂結(jié)構(gòu)具有美麗的外觀。
[0055]如圖17所示，顯示了本發(fā)明中安裝防水鋁板的分解示意圖，安裝防水鋁板30時，防止在鋁合金桿件21上開設(shè)較多的安裝孔而影響鋁合金桿件21的力學(xué)性能，通過壓條件31安裝防水鋁板30。具體為:將防水鋁板30鋪設(shè)于鋁合金桿件21圍合形成的網(wǎng)洞24上，防水鋁板30的端部搭設(shè)在鋁合金桿件21的頂部，通過壓條件31將防水鋁板30的端部壓合固定于鋁合金桿件21上，其中，鋁合金桿件21的頂部設(shè)有緊固槽214，該緊固槽214的內(nèi)壁上設(shè)有適配螺栓的齒狀結(jié)構(gòu)，壓條件31上開設(shè)有螺栓孔，壓條件31將防水鋁板的端部壓合在鋁合金桿件21的頂部上，通過螺栓穿設(shè)螺栓孔螺合于緊固槽214內(nèi)壁上的齒狀結(jié)構(gòu)，從而緊固防水鋁板30和鋁合金桿件21。采用螺栓配合緊固槽的方式連接，避免了在鋁合金桿件21上開設(shè)安裝孔而影響鋁合金桿件21的力學(xué)性能，有效確保鋁合金桿件21的強度，以及穹頂結(jié)構(gòu)的安全性。
[0056]為增強防水鋁板30的防水性能，鋁合金桿件21的頂部設(shè)有安裝卡槽213，壓條件31的底部對應(yīng)安裝卡槽213設(shè)有卡環(huán)311，防水鋁板30的端部形成有適配安裝卡槽213的安裝部301，該安裝部301彎折形成有折邊3011，將防水鋁板30的安裝部301置于安裝卡槽213內(nèi)，通過壓條件31上的卡環(huán)311壓合安裝部301，使得安裝部301上的折邊3011貼合于卡環(huán)211的一側(cè)，結(jié)合圖19所示，于卡環(huán)311和安裝部301圍合形成的空隙內(nèi)填充防水橡膠條313，通過螺栓將壓條件31緊固于鋁合金桿件21上，該螺栓螺合于緊固槽214內(nèi)，再于壓條件31兩側(cè)的弧形槽口 315內(nèi)涂覆防水膠314。
[0057]本發(fā)明中的兩個網(wǎng)洞24共用一根鋁合金桿件21，所以兩個防水鋁板30的端部分別設(shè)于一根鋁合金桿件21的兩側(cè)，鋁合金桿件21的頂部設(shè)有相對的兩個安裝卡槽213，緊固槽214設(shè)于兩個安裝卡槽213之間，壓條件31的底部也設(shè)有兩個卡環(huán)311，通過一個壓條件31將兩個防水鋁板30的端部密封連接于一個鋁合金桿件21上。
[0058]如圖18所示，顯示了本發(fā)明中裝飾件的結(jié)構(gòu)，裝飾件32的側(cè)部設(shè)有安裝板321，通過安裝板321安裝裝飾件32。如圖19和圖20所示，壓條件31的頂部形成有相對設(shè)置的條形槽312，條形槽312的內(nèi)壁上設(shè)有適配螺栓螺紋的齒狀結(jié)構(gòu)，通過螺栓穿設(shè)安裝板321緊固于條形槽312內(nèi)，將裝飾件32安裝于壓條件31上。裝飾件32包括七面不同的鋁板組成，通過在裝飾件32的內(nèi)部設(shè)置連接套將鋁板組裝在一起，安裝裝飾件32時，先將裝飾件32在地面拼裝好后，整體吊裝到對應(yīng)的位置，在屋面進行精確定位安裝。安裝裝飾件32時，螺栓分兩次擰緊，包括初擰和終擰，螺栓初擰過程中，螺栓搶應(yīng)垂直，擰緊順序從中間向兩邊延伸。
[0059]本發(fā)明大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，可以用于跨度在100米至150米建筑主體上，具體施工過程中的難點包括如下:
[0060]穹頂鋁合金構(gòu)件由幾萬組規(guī)格形狀各不相同的構(gòu)件、鋁板、壓條、玻璃組成，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)采用板式鉚接節(jié)點，結(jié)構(gòu)的曲線變化處理均在節(jié)點板上，大部分單一節(jié)點折彎角度的不同，同時穹頂為橢球形結(jié)構(gòu)，為確保鋁合金桿件順利安裝及閉合，對節(jié)點表面的各孔精確度及埋件、構(gòu)件的定位、放線的精準(zhǔn)程度提出了非常高的要求。在節(jié)點板上處理橢球形的曲率，且在節(jié)點板上設(shè)置螺栓連接的通孔，通孔的設(shè)置也體現(xiàn)了橢球形曲率的要求，對應(yīng)在鋁合金桿件的端部也同樣設(shè)置有通孔，進而通過螺栓進行緊固連接。
[0061]網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為橢球形異型結(jié)構(gòu)，需根據(jù)建筑形狀、內(nèi)外單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)施工及殼體內(nèi)部各專業(yè)穿插作業(yè)，搭設(shè)在不同標(biāo)高、靈活調(diào)節(jié)的高空桁架式承插盤扣型操作架。為滿足頂部鋁合金結(jié)構(gòu)、機電設(shè)備及裝飾施工，需根據(jù)建筑橢球形狀，搭設(shè)高度變化不一的高空操作架，最高搭設(shè)高度52.Sm ;由于架體較高，須在滿足承載及架體穩(wěn)定前提下盡可能減輕架體自重，減少樓面荷載；經(jīng)分析比較，采用承插盤扣形成具有剛度和穩(wěn)定性的三維空間桁架體系，通過獨立塔式連接成操作平臺既滿足承載要求，又可減輕架體自重，具有靈活的可拆卸、調(diào)節(jié)性。考慮安全、荷載因素，以3.6*3.6m架體為一個單元，單元與單元之間間隔3.6m,單元間每隔1.5m高度連接一道，以滿足架體的整體穩(wěn)定性要求，頂層設(shè)置一層工作面，滿鋪鋼踏板，頂層工作面四周在1.0m位置設(shè)置扶手桿，架體滿搭豎向斜拉桿；架體頂層滿鋪輕質(zhì)壓型鋼踏板；為保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，通過線性屈曲分析計算分析屈曲模態(tài)以及易發(fā)生屈曲的位置，判斷結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。架體整體穩(wěn)定系采用MIDAS/GEN建模，進行空間三維受力分析演算，屈曲分析時，考慮1.0恒載+0.5活載作為結(jié)構(gòu)的初始荷載，對其進行屈曲分析。根據(jù)屈曲分析結(jié)果，確定對結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性造成影響的最小階屈曲因子和屈曲模態(tài)；是否滿足《空間網(wǎng)格技術(shù)結(jié)構(gòu)規(guī)程》(JGJ7-2010)規(guī)定的屈曲安全系數(shù)K值。
[0062]鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝采用由四周向中央逐圈逐件拼裝的方法，為避免后期安裝誤差累計較大，安裝過程需確保構(gòu)件形成空間穩(wěn)定體系，并及時復(fù)核、消除安裝偏差，實現(xiàn)大面積高空閉合體系自約束安裝。穹頂外層鋁結(jié)構(gòu)安裝順序為:在對支座預(yù)埋板進行測量復(fù)核后，上下安裝順序為:由中間第二層支撐結(jié)構(gòu)的支座開始向下安裝至第一層支撐結(jié)構(gòu)的支座，在將支座周邊的鋁合金桿件安裝完成后并形成一個封閉的空間結(jié)構(gòu)后，對此空間結(jié)構(gòu)進行空間的定位復(fù)核并校正。然后再由第二層支撐結(jié)構(gòu)向下施工，直至到第一層支撐結(jié)構(gòu)為止，當(dāng)招合金結(jié)構(gòu)施工至第一層支撐結(jié)構(gòu)的標(biāo)高時，整個結(jié)構(gòu)已經(jīng)相對穩(wěn)定。最后再由外至內(nèi)一圈一圈施工，直至整個外層穹頂施工完成；周邊安裝順序為:先安裝中間軸線到外側(cè)軸線的構(gòu)件，后安裝中間軸線至內(nèi)側(cè)軸線(預(yù)留內(nèi)側(cè)軸線內(nèi)部構(gòu)件作為內(nèi)層鋁合金結(jié)構(gòu)構(gòu)件入口，為保證先行安裝的結(jié)構(gòu)不發(fā)生變形(先行安裝的三個單元需利用腳手架為支撐將桿件撐起(待此安裝構(gòu)件有一定的剛度后(則不再需要支撐(可利用結(jié)構(gòu)自身的剛度進行安裝；桿件安裝過程中應(yīng)復(fù)核安裝偏差，及時消除安裝偏差，保證建筑外形；桿件安裝時采用美國進口的氣動鉚釘槍進行鉚釘緊固，保證桿件安裝固定牢固；鋁合金構(gòu)件連接節(jié)點采用硬鋁合金螺栓拼接連接，桿件端部的螺栓孔的規(guī)格、數(shù)量與節(jié)點板上對應(yīng)的螺栓孔的規(guī)格、數(shù)量一致，桿件和連接板均在工廠加工，現(xiàn)場以鉚釘槍進行裝配式連接施工，具有速度快、難度小等特點；支座底部采用鍍鋅鋼板與預(yù)埋鋼板焊接連接，支座頂部連接板用螺栓與鋁合金桿件連接，通過鋼板開孔形成可以轉(zhuǎn)動的鉸接，以釋放全部的彎矩。
[0063]穹頂外層鋁板安裝完成后，外層坡度陡峭(70度)，裝飾件安裝難度特別大，需搭設(shè)高空材料周轉(zhuǎn)及安裝平臺。
[0064]以上結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，包括: 于建筑主體結(jié)構(gòu)的頂部燒筑形成環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)； 于所述環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)上固定支座； 于所述支座上拼裝鋁合金桿件形成鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，拼裝所述鋁合金桿件的過程中進行曲率測量，并通過所述支座和所述鋁合金桿件的連接節(jié)點調(diào)整偏差，于所述建筑主體結(jié)構(gòu)的頂部形成橢球形的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)； 于所述鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)上密封連接防水鋁板。
2.如權(quán)利要求1所述的大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，形成環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)包括從低到高設(shè)置的第一層支撐結(jié)構(gòu)和第二層支撐結(jié)構(gòu)；在拼裝鋁合金桿件形成招合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)時: 先從所述第二層支撐結(jié)構(gòu)處的支座拼裝鋁合金桿件，將所述第二層支撐結(jié)構(gòu)處的鋁合金桿件拼裝形成閉合的圓形； 再從所述第二層支撐結(jié)構(gòu)向所述第一層支撐結(jié)構(gòu)拼裝鋁合金桿件； 最后再從所述第二層支撐結(jié)構(gòu)向上拼裝鋁合金桿件，直至封頂形成拼接的橢球形的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，在拼裝鋁合金桿件的過程中: 將處于同一層的所述鋁合金桿件拼裝形成閉合的圓形，并進行曲率測量； 通過調(diào)整所述鋁合金桿件的連接節(jié)點進行曲率校正； 再一圈一圈地向上或向下進行拼接，直至形成覆蓋所述建筑主體結(jié)構(gòu)頂部的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，于所述支座上軸接一連接板，通過軸接調(diào)整所述連接板的角度；所述鋁合金桿件為工字型結(jié)構(gòu)； 將所述鋁合金桿件的端部制作成凸尖結(jié)構(gòu)； 將所述鋁合金桿件的凸尖結(jié)構(gòu)圍繞所述連接板的圓心設(shè)置，使得所述凸尖結(jié)構(gòu)的底部貼合于所述連接板上； 通過螺栓穿設(shè)所述凸尖結(jié)構(gòu)和所述連接板緊固連接所述凸尖結(jié)構(gòu)和所述連接板。
5.如權(quán)利要求4所述的大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，再于圍繞設(shè)置的所述凸尖結(jié)構(gòu)的頂部連接節(jié)點板，所述節(jié)點板和所述凸尖結(jié)構(gòu)的頂部適配于橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的曲率。
6.如權(quán)利要求5所述的大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，所述鋁合金桿件頂部的節(jié)點板安裝完成后，對所述鋁合金桿件底部的連接節(jié)點進行處理: 于所述鋁合金桿件底部的連接節(jié)點處連接所述節(jié)點板，連接所述節(jié)點板時從所述鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的底部向頂部進行安裝。
7.如權(quán)利要求1所述的大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，于所述鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)上密封連接防水鋁板包括: 將所述防水鋁板設(shè)于所述鋁合金桿件圍合形成的網(wǎng)洞上； 將所述防水鋁板的端部和對應(yīng)的所述鋁合金桿件通過壓條件密封連接，其中:所述鋁合金桿件的頂部設(shè)有緊固槽，所述緊固槽內(nèi)壁上設(shè)有適配螺栓的齒狀結(jié)構(gòu)，所述壓條件上開設(shè)有螺栓孔； 通過所述壓條件壓合所述防水鋁板的端部于所述鋁合金桿件上，通過螺栓穿設(shè)所述螺栓孔并螺合于所述緊固槽內(nèi)壁上的齒狀結(jié)構(gòu)從而緊固所述防水鋁板和所述鋁合金桿件。
8.如權(quán)利要求7所述的大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于， 所述鋁合金桿件的頂部還設(shè)有安裝卡槽，所述壓條件的底部對應(yīng)所述安裝卡槽設(shè)有卡環(huán)，所述防水鋁板的端部形成有適配所述安裝卡槽的安裝部； 將所述安裝部置于所述安裝卡槽內(nèi)； 通過所述壓條件的卡環(huán)壓合所述安裝部； 于所述卡環(huán)和所述安裝部圍合形成的空隙內(nèi)填充防水橡膠條； 于所述壓條件的兩側(cè)涂覆防水膠。
9.如權(quán)利要求7所述的大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，于所述防水鋁板上對應(yīng)所述節(jié)點板的位置設(shè)置鋁罩板，將所述鋁罩板的四周涂覆密封膠。
10.如權(quán)利要求7所述的大跨度橢球形鋁合金穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，還包括于所述防水鋁板上安裝裝飾件，所述裝飾件上設(shè)有安裝板，所述壓條件的頂部形成有條形槽，所述條形槽內(nèi)壁上設(shè)有適配螺栓的齒狀結(jié)構(gòu)，通過螺栓穿設(shè)所述安裝板并螺合于所述條形槽內(nèi)從而將所述安裝板緊固于所述條形槽上。
【文檔編號】E04B1/32GK104314169SQ201410578870
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】孫曉陽, 陳斌, 張曉勇, 顏衛(wèi)東, 張帥, 趙桂峰 申請人:中國建筑第八工程局有限公司