大跨度综合性屋面论文（精选7篇）
大跨度综合性屋面论文 篇1
1 工程概况
珠海十字门中央商务区会展商务组团一期·国际展览中心金属屋面工程,位于珠海市香洲区湾仔南湾大道东南侧,西侧为中航通飞项目用地,东面与澳门隔海相望。该项目一期建筑工程包括国际会议中心、国际展览中心(一期)、国际标准甲级写字楼及超五星级酒店、国际标准五星级酒店、公寓式酒店、商业写字楼及其他相关配套设施,总建筑面积约70 万m2。
国际展览中心工程地面以上首层分为14 m高和10 m高两部分展厅,10 m高展厅的4 层设有大型宴会厅,设备和办公用房则设置在沿长度方向两侧的2—5 层。国际展览中心地上建筑面积为57 000m2,建筑高度为33 m,其屋面采用双曲面大跨度钢桁架结构屋面,最大跨度为99 m。
国际展览中心金属屋面工程面积为84 100 m2,包含11 个系统:铝镁锰屋面系统(WMXT-01)、檐口铝单板系统(WMXT-02)、不锈钢天沟系统(WMXT-03)、铝单板反吊顶系统(WMXT-04)、反吊顶拱腹型材系统(WMXT-05)、格栅屋面系统(WMXT-06)、天窗檐口铝单板系统(WMXT-07)、20 m标高格栅屋面系统(WMXT-08)、铝合金墙面系统(WMXT-09)、保温墙系统(WMXT-10)、防坠落系统(WMXT-11)。屋面各主要系统分布见图1。
本项目屋面属于空间多曲面造型,在金属屋面工程深化设计时,以初步完成的建筑设计模型、钢结构桁架设计模型和金属屋面构造层次及各系统标准做法为依据,进行犀牛三维模型的建立。
2 模型分析
金属屋面深化设计以模型的建立为前提,并在分析模型的基础上,对各系统进行详细放样和定位。根据犀牛三维模型导出剖面线,而后使用TEKLA软件进行檩托、檩条等钢骨架体系的建模,保证异型建筑形式的屋面外形,确定屋面转角处的球节点理论坐标值为控制点,通过控制点的坐标传递,测出现场各球节点的坐标误差,在安装球节点上檩条支座时予以调整,确保屋面底板安装曲面精度准确;底板安装完毕后,放线定出屋面的衬檩安装曲面,在安装衬檩时可使用调节支托调整局部的少量误差;最后保证屋面板的安装位置准确,从而保证建筑外形准确(图2)。
通过对建筑和结构模型的对比分析,建筑结构的碰撞问题、屋面排水坡度是否满足防水排水功能、建筑和结构之间有效空间厚度能否满足屋面构造层次的设置等问题,就能很容易被发现。当出现以上问题时,通过与建筑设计师和结构设计师的详细沟通,最终确定金属屋面的设计模型。
3 系统构造及关键节点设计
系统构造层次的设计,结合业主和设计师对本项目金属屋面工程保温、防水、抗风揭、室内外效果、降噪等功能的要求,并根据风洞试验报告的资料和气象水文资料等,经过详细的计算和必要的试验来确定。
3.1 铝镁锰屋面系统构造设计
屋面系统构造层为:1)屋面板;2)衬檩条,采用几字型衬檩,间距同屋面檩条;3)衬檩支架;4)隔声层,由70 mm厚保温玻璃棉(32 K)压缩成66 mm厚;5)柔性防水层,采用1.2 mm厚PVC防水卷材;6)保温板,采用60 mm厚挤塑板;7)吸音层,采用10 mm厚FC水泥纤维板;8)支撑层,采用0.5 mm厚镀锌压型钢板;9) 屋面檩条,规格为□160 mm×80 mm×4.0mm;10)支托,规格为 Φ194 mm×6.0 mm。图3 为铝镁锰屋面系统轴测示意图。
1—次檩托板;2—60厚挤塑板;3—屋面几字形衬檩(30×45×60×3.0,@1 500);4—0.5厚镀锌压型钢板;5—0.9厚65/400型氟碳喷涂铝镁锰合金屋面板;6—下衬隔热垫,H=90;7—0.8厚穿孔氟碳喷涂压型铝板;8—防尘无纺布;9—50厚离心玻璃吸音棉板;10—屋面衬檩支架(21×108×108×3.0);11—屋面檩条;12—主檩托(Φ194×6.0,在工厂预焊);13—10厚FC水泥纤维板;14—1.2厚合成高分子防水卷材
3.2 不锈钢天沟系统和檐口系统构造设计
不锈钢天沟构造层次为:1)天沟板,采用2.5 mm厚不锈钢天沟;2) 天沟次檩条,规格为□80 mm×80mm×3.0 mm;3) 天沟主檩条,规格为□180 mm×100mm×4.0 mm。檐口系统构造层次为:1)檐口板,采用3.0 mm厚氟碳喷涂铝单板;2) 檐口次檩条,规格为□80 mm×80 mm×3.0 mm;3) 檐口主檩条,规格为□180 mm×100 mm×4.0 mm。图4 为不锈钢天沟系统和檐口系统轴测示意图。
1—60厚挤塑板;2—高强铝合金支座,下衬隔热垫,H=90;3—屋面几字形衬檩(25×45×60×3.0,@1 500);4—T30自攻钉;5—0.5厚镀锌压型钢板;6—屋面檩条;7—0.9厚65/400型氟碳喷涂铝镁锰合金屋面板;8—不锈钢天沟扣件;9—2.5厚不锈钢天沟板;10—3.0厚氟碳喷涂单板;11—10厚FC水泥纤维板;12—1.2厚合成高分子防水卷材;13—0.8厚穿孔氟碳喷涂压型铝板;14—防尘无纺布;15—50厚离心玻璃吸音棉板;16—拱腹铝合金型材(150×80×2.5);17—镀锌次檩条(80×80×3.0);18—铝单板胶缝
3.3 格栅屋面系统构造设计
格栅屋面系统构造为:1)铝型材,采用350 mm×150 mm×3.0 mm银色铝合金方通;2)铝合金支架;3)檩条支架。图5 为格栅屋面系统轴测示意图。
3.4 天窗檐口铝单板系统构造设计
天窗檐口铝单板系统构造为:1)铝单板,采用3.0mm厚氟碳喷涂铝单板;2)檩条,规格为□80 mm×80mm×3.0 mm。图6 为天窗铝单板系统轴测示意图。
4 屋面系统连接节点设计
屋面系统连接节点的设计与安装是屋面工程的薄弱环节,应重点关注。
本工程中,不锈钢天沟系统(WMXT-03)与铝镁锰屋面系统(WMXT-01)和檐口铝单板系统(WMXT-02) 连接节点形式,如图7 所示。不锈钢天沟系统(WMXT-03)与铝镁锰屋面系统(WMXT-01)和格栅屋面系统(WMXT-06)连接节点形式,如图8 所示。铝单板反吊顶系统(WMXT-04)和反吊顶拱腹型材系统(WMXT-05)连接节点形式,如图9 所示。铝镁锰屋面系统(WMXT-01)和天窗檐口铝单板系统(WMXT-07)连接节点形式,如图10 所示。20 m标高格栅屋面系统(WMXT-08)和铝合金墙面系统(WMXT-09)连接节点形式,如图11 所示。铝镁锰屋面系统(WMXT-01)和保温墙系统(WMXT-10)连接节点形式,如图12 所示。铝镁锰屋面系统(WMXT-01)和防坠落系统(WMXT-11)连接节点形式,如图13 所示。
1—350×150×3银色铝格栅@500;2—收边附件板,材质同面板;3—0.9厚65/400型氟碳喷涂铝镁锰合金屋面板;4—高强铝合金支座,下衬隔热垫,H=90;5—60厚挤塑板;6—屋面几字形衬檩(30×45×60×3.0,@1 500);7—0.5厚镀锌压型钢板;8—格栅钢梁,通长布置;9—天沟檩条B80×80×3.0,@600;10—2.5厚不锈钢天沟板;11—天沟檩条B180×100×4.0,通长布置;12—0.8厚穿孔氟碳喷涂压型铝板;13—防尘无纺布;14—50厚离心玻璃吸音棉板;15—主檩托Φ194×6.0,在工厂预焊;16—10厚FC水泥纤维板;17—1.2厚合成高分子防水卷材
1—玻璃龙骨;2—中空玻璃;3—3厚氟碳喷涂铝单板;4—0.9厚65/400型氟碳喷涂铝镁锰合金屋面板;5—屋面几字形衬檩(30×45×60×3.0,@1 500);6—60厚挤塑板;7—高强铝合金支座,下衬隔热垫,H=90;8—镀锌次檩条80×80×30,通长设置;9—主结构;10—镀锌次檩条(80×80×3.0,@1 200);11—0.8厚穿孔氟碳喷涂压型铝板;12—防尘无纺布;13—50厚离心玻璃吸音棉板;14—屋面衬檩支架(21×108×108×3.0);15—披水板;16—屋面檩条;17—0.5厚镀锌压型钢板;18—10厚FC水泥纤维板;19—1.2厚合成高分子防水卷材
1—3.0 厚铝单板；2—天沟扣件板；3—2.5 厚不锈钢天沟；4—天沟龙骨（□80×80×3.0，@600）；5—0.9 厚 65/400 型氟碳喷涂铝镁锰合金屋面板；6—屋面几字形衬檩（30×45×60×3.0，@1 500）；7—屋面衬檩支架 25×100×100×3.0；8—70 厚保温玻璃棉压缩成 66 厚；9—60 厚挤塑板；10—10 厚 FC 水泥纤维板；11—1.0 厚镀锌压型钢板；12—屋面檩条（□180×80×3.0，@1 500）；13—主结构
1—银色铝格栅,350×150×3.0;2—龙骨(□80×80×3.0,@1 200);3—附件板,材质同屋面板;4—2.5厚不锈钢天沟板;5—滴水片,材质同屋面板;6—泡沫下堵头;7—高强铝合金支座,下衬隔热垫,H=85;8—泛水板;9—屋面檩托板;10—天沟龙骨(□80×80×3.0,@600)
1—主支托Φ194×6,在工厂预焊;2—3.0厚铝单板;3—吊顶主檩条80×80×3.0,@1 000;4—拱腹铝合金型材150×80×2.5装饰条,@500;5—灯具;6—吊顶次檩条80×80×3.0,通长布置;7—3.0厚吊顶铝单板;8—吊顶次檩条80×80×3.0,@1 000
1—主结构;2—中空玻璃;3—□80×80×3.0方通,@1 500;4—□80×80×3.0方通,通长布置;5—镀锌钢丝网;6—高强铝合金支座,下衬隔热垫,H=85;7—屋面衬檩支架@1 500
5 屋面功能性简析
5.1 屋面防水功能分析
国际展览中心金属屋面工程根据规范要求进行了两道防水设防,在节点设计过程中通过和建筑师沟通,又增加了一道高分子防水卷材。为了使屋面防水形成一个从屋面到天沟的整体防水设防系统,将高分子防水卷材伸入天沟,形成严密的防水体系,以避免在暴雨和大风天气天沟的泛水从天沟侧边渗入室内,或在使用过程中金属天沟出现堵塞现象使积水倒灌入室内。天沟施工照片见图14(左)。
5.2 抗风揭措施分析
1—0.9厚65/400型氟碳喷涂铝镁锰合金屋面板;2—屋面几字形衬檩(30×50×60×3.0,间距同屋面檩条);3—屋面衬檩支架25×100×100×3.0;4—70厚保温玻璃棉压缩成66厚;5—60厚挤塑板;6—10厚FC水泥纤维板;7—1.0厚镀锌压型钢板;8—屋面檩条□160×80×3.0;9—主结构;10—3.0厚铝单板;11—保温墙龙骨@1 300,80×3.0方通
本工程屋面根据风洞报告计算分析,对檐口及周圈屋面区域的檩条采取加密设计,屋面风荷载大面檩条间距采用1 500 mm,加密区檩条间距为750 mm,通过对实体样板的风压测试试验,屋面系统的风压实验值远大于风洞报告和规范规定的最大值,屋面系统的抗风揭能力是可靠的。同时,在后续施工过程对屋面受风力影响较大区域采取抗风锁夹加强,如图14(右)所示。
5.3 保温降噪功能分析
本工程屋面根据建筑设计单位(广州市设计院)设计计算,保温层采用60 mm厚保温挤塑板,施工效果见图15(左)。紧贴直立锁边屋面板下方设置玻璃纤维保温棉,起到一部分的保温功能补强和铝镁锰屋面系统(WMXT-01)的降噪功能,施工效果见图15(右)。
6 屋面檩托檩条建模和详图设计
根据犀牛(Rhinoceros)软件的建模功能,将金属屋面檩托、檩条在最终确定的犀牛模型里建立线模,再导入钢结构详图转化软件Tekla里,进行节点设计和碰撞分析。最终校核完成后,再绘制详细的加工图和安装布置图。利用两种软件的功能优势,可以很好地完成檩托、檩条的设计。
7 结语
金属屋面工程的深化设计,对建筑和结构专业的设计起到桥梁作用。在正式设计制图之前,需要对原设计模型和相关意图有彻底的领悟和理解。由于详图设计和后续施工过程中都会存在调整施工误差、实现建筑效果、与各专业之间的收边收口处理等问题,因此,设计过程需要将各方的做法与自身工作范围相关交叉专业的做法完全融合,才能指导实际施工问题。
摘要：以珠海十字门中央商务区国际展览中心金属屋面工程为例,探究了金属屋面在工程项目设计过程中需要解决的问题;分析探讨了金属屋面系统构造和关键节点以及屋面系统各连接节点设计,对屋面与建筑、结构、幕墙等其他专业存在交叉影响时的设计问题进行了对比分析,并阐述了金属屋面工程项目中防渗漏、结构安全、保温隔热等设计内容。
关键词：大跨度综合性屋面,多曲面,金属屋面设计,屋面节点设计,抗风揭,保温
大跨度钢结构屋面卸载过程分析 篇2
随着各种造型复杂钢结构项目的增多, 钢结构在施工过程中的安全性备受关注。在施工过程中依据仿真数据进行实时监测, 可以帮助人们了解施工过程中相关结构的实际工作状态, 从而确保施工过程处于安全状态。
1 工程概况
盐城体育馆位于盐城体育中心北部, 可容纳观众3.5万人, 建筑面积约54 432 m2。该体育馆南北向长约270 m, 东西长约239 m, 如图1所示。下部为看台和附属用房, 采用钢筋混凝土框架剪力墙结构;上部为外罩棚屋盖, 采用空间桁架钢结构悬挑体系, 由84榀桁架组成, 整个罩棚外立面落于混凝土结构上, 屋面与墙体采用组合结构。
2 卸载方案
本工程钢结构卸载工作主要为拆除84榀主桁架悬挑端的临时支撑, 如图2所示为罩棚结构平面布置图。主体结构材料为Q345B, 临时支撑结构材料为Q235B。考虑网壳主体结构和临时支撑体系的相互作用及稳定性, 通过建立拆撑过程分析的千斤顶单元法, 模拟拆撑过程中千斤顶和临时支撑的工作机理及其与主体结构之间的相互作用。采用分区分级同步卸载方法, 将结构划分为四个区, 如图2所示, 其中一区 (54~73) 和二区 (12~30) 为长轴区域, 三区 (1~11, 74~84) 和四区 (31~53) 为短轴区域。根据数值计算结果, 分析各区域卸载前和卸载后各支撑点的位移, 以确定每级卸载需下降的位移。由于结构体系发生变化, 用千斤顶设备以位移法来控制整体结构, 进行缓慢卸载。
3 施工检测方案
盐城体育馆罩棚为空间桁架体系。罩棚结构中间高, 两端低, 高差达7.8 m, 最高点离地约45.6 m。其中罩棚结构中桁架的悬挑长度最大达42 m, 最小悬挑长度为34 m。悬挑长度大, 结构形式复杂, 施工难度大。施工中, 通过支撑的布置减小桁架的悬挑长度。
结构卸载时, 需逐步拆除支撑, 此时, 结构体系发生改变, 传力路径随之变化, 悬挑长度的增大使得桁架端部杆件受力增大, 该部位杆件易出现安全问题。由于结构体系的改变, 局部杆件的内力也会出现由拉力转变为压力的可能, 该类杆件存在着稳定问题。因此, 在卸载过程中, 对应力较大或变化较大的杆件进行应力检测, 是安全施工的重要保证。
同时, 结构在卸载阶段会发生较大变形, 为了随时监控结构在卸载阶段的安全性以及后期整体结构的使用性, 十分有必要在卸载阶段对结构进行变形监测。
3.1 监测手段
3.1.1 应力监测
结构在卸载阶段, 杆件的应力会发生变化, 体育馆桁架杆件的应力局部增大。因此, 对应力进行检测可以直接反映出结构的安全性。应力监测常用工具如图3所示。
3.1.2 变形监测
在卸载阶段, 结构的变形会增大。通过监测结构的变形, 可直观的了解结构的总体安全状态, 为结构施工过程的安全预警提供数据, 同时还为后期结构的使用及健康监测提供依据。因此, 对变形进行监控, 可以有效的控制结构施工过程中的安全状态。变形监测的常用工具为全站仪。
3.2 测点布置
依据以上对卸载全过程的分析结果, 选取每分区各级施工步中最大应力的杆件、卸载过程中应力变化较大的杆件以及可能导致结构施工系统的特征区域受力最不利的杆件, 布置应力测点。同时, 在各级施工步下变形最大的节点、可能导致结构失效的特征节点布置位移或变形测点。
本工程布置应力监测点如图4所示, S表示应力测点。在所布置的测点中, 应力测点S1, S5和S6为监测可能导致结构及施工系统失效的特征杆件, S3和S4为短轴桁架上弦杆测点, S2, S6, 和S7为各级施工步下应力较大杆件测点。
根据振弦式应变计和静态数据采集器, 测得S1~S8测点在各级施工步下应力测点的最大计算值, 见表1。
本工程布置变形测试点如图5所示, D表示变形测点。变形测点D1~D6分别为各级施工步下变形最大点, D7~D8为失效区域的特征测点, D9~D12分别为长轴和短轴桁架最外侧测点。
根据全站仪测得D1~D12测点在各级施工步下变形测点的理论计算值, 见表2。
4 结语
1) 盐城体育馆钢结构支撑卸载过程的应力实时监测为卸载的安全性提供了可靠的判断依据。
2) 分区分级同步卸载过程中临时支撑塔架的设计必须具备足够的安全储备, 应充分考虑各种初始缺陷和不确定性因素, 例如支撑塔架的偏心受力和卸载过程中的超载等影响, 避免出现不安全的情况。
3) 根据以上分析可以看出, 该卸载工程是一个非常复杂的施工过程, 应充分考虑卸载过程中的各种不确定因素, 并把仿真分析技术和现场实时监测技术密切结合是保证结构卸载成功的关键所在。施工前对结构施工过程进行分析验算, 是安全施工的前提。参考文献:
摘要：以盐城体育馆工程为背景, 介绍了该工程大跨度钢结构屋面卸载方案, 通过对杆件应力和结构变形进行监测, 分析了卸载过程的安全性, 并得出了一些有价值的结论, 以供类似工程参考借鉴。
关键词：钢结构,卸载,监测,应力
参考文献
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[3]王宗兵, 刘刚, 张炳旭.上海东方体育中心综合体育馆卸载施工[J].工程建设与设计, 2011 (51) :15-18.
[4]刘学武, 郭彦林, 郭宇飞.千斤顶单元法在大跨度钢屋盖拆撑过程数值模拟中的应用[J].施工技术, 2010 (39) :24-28.
[5]卢家森, 黄明鑫.国家体育场卸载过程支撑塔架的应力监测[J].结构工程师, 2010, 26 (2) :158-162.
[6]郭彦林, 刘学武.大跨度钢结构屋盖拆撑过程数值模拟的千斤顶—间隙单元法[J].西安建筑科技大学学报 (自然科学版) , 2008, 40 (1) :1-7.
[7]郭彦林, 刘学武.大型复杂钢结构施工力学问题及分析方法[J].工业建筑, 2007, 37 (9) :1-8.
大跨度综合性屋面论文 篇3
1 施工工艺流程及操作要点
1.1 施工工艺流程
贝雷架平台地面拼装→起重吊装贝雷架平台→贝雷架平台搭设防护平台→在贝雷架平台上安装屋面内衬板→移动贝雷操作平台→继续安装内衬板…→操作平台拆除。
1.2 操作要点
1.2.1 地面拼装
贝雷片间通过两端部的子母接头相连,在子母接头的圆孔中穿上销钉后插销锁定。组装完成后检查销钉是否牢靠。
1.2.2 起重吊装
采用25 t汽车吊将已拼装完成的贝雷架系统吊运至吊车梁上。
1.2.3 操作平台移动
通过贝雷架操作平台两端的滚轴在轨道梁上滚动来实现操作平台的移动。在操作平台两端头采用倒链人工同时拽拉来实现贝雷操作平台的移动。
1.2.4 高空防护
为便于操作,同时作为高空防护用,在贝雷架上满铺不小于50 mm厚木跳板。在贝雷架外边没有任何遮拦物,工人操作时必须系上安全带。为了上部扣件式满堂脚手架搭设时的安全防护,在贝雷架间距1 300 mm悬挑10号槽钢,外出长度1 500 mm。槽钢上面铺设安全平网,外侧搭设双排脚手架,高度直至超出上部操作面1 500 mm。
1.2.5 搭设扣件式脚手架模板体系
在贝雷架上设置模板支撑的扣件式钢管脚手架,其间距为沿厂房屋面内板滑动平台长向为900mm,另一方向为贝雷架间距,横向按立杆间距设置水平杆,最上一步横杆距模板面板的距离不大于300 mm。
1.2.6 安全屏障平台拆除控制措施
1)平台拆除应遵守先安装后拆除原则顺序。
2)平台拆除仍采取起重机拆卸,划分好作业禁区。
3)拆卸金属构件应堆放整齐,并有防倾斜安全措施;并及时运出场地以保证现场文明施工。
2 结语
使用移动式贝雷架模板支撑体系施工方便,速度快,费用节省,并且安全稳定性比较好,在上面满铺脚手板,工人操作安全可靠,消除了高大脚手架失稳、坍塌等安全隐患。广州大功率基地30 m跨厂房利用吊车轨道钢梁采用移动式贝雷平台来安装屋面内衬板,施工快捷安全,地面可以穿插同时施工,大大加快了施工进度,取得了良好的经济效益和社会效益。
摘要：以大跨度工业厂房屋面内衬板安装实例为背景,介绍了采用贝雷架移动式操作平台施工屋面板的施工方法。采用移动式贝雷架操作平台施工比搭设满堂脚手架施工等施工方式要快捷安全方便、且地面可以交叉施工,因此对于类似大跨度厂房施工屋面内衬板具有借鉴意义。
关键词：移动式,贝雷架,屋面内衬板
参考文献
大跨度综合性屋面论文 篇4
国电克拉玛依2×350MW机组热电联产工程,汽车卸煤沟屋面板采用V形折板,卸煤沟为单层框排架结构,柱顶标高9.5m,卸煤沟纵向长度119.8m,共19个轴线,横向跨度12m,屋面板尺寸为15600mm×2452mm,板厚50mm,混凝土强度等级为C40,每块屋面板重4.59t,共52块。该V形折板采用在施工现场预制的方式,预制时将V形板从中间断开100 mm (钢筋不断开)形成平板,使构件平面叠层预制,最后利用吊装形成设计要求的V形构件。由于该V形折板具有薄壁和超长的特点,其脱模和吊装过程均具有一定困难。
2 吊装工艺选择
结合其他工业及民用建筑屋面V形折板的吊装方法及经验,特别是对以往吊装方法出现的问题进行研究,通过对常规吊装装置进行改进,采用定滑轮、动滑轮来穿挂钢丝绳形成滑轮组,保证脱模和吊装过程中构件受力均匀,成功解决此类构件吊装时构件易损及不易控制构件平衡的施工难题。
3 工艺特点
结合V形折板及卸煤沟工程屋面的结构形式,采用滑轮组吊装工艺既方便固定吊索,又加快吊装进度缩短工程施工工期,也大幅降低了高空施工安全防护的难度;通过分析和计算,制作合适的运输工具,选择合理的吊装工况,降低工程施工成本。
4 工艺流程
4.1 施工程序
施工程序如图1所示。
4.2 熟悉图纸
首先根据图纸中设计的屋面板形式,详细了解V形折板的形式特点,通过查图集、找资料了解吊装此类构件的工艺要求及注意事项,为下一步制订吊装方案做准备。
4.3 制订方案
通过熟悉图纸及该类屋面板吊装时需注意的事项,计算每块屋面折板的重量,根据屋面折板的形式及图集上提供的吊装装置示意图,现场通过详细计算和试验,加工制作完成专用的吊装装置,并由卸煤沟现场场地确定站车位置,合理确定起重机技术性能参数,经现场实际试吊充实、完善吊装方案。
4.4 V形折板预制
(1) V形折板可采用预制厂预制和现场预制,本工程根据现场条件采用在卸煤沟附近现场预制。
(2)在卸煤沟北侧浇筑两块尺寸为16m×3m,100mm厚C15混凝土的预制场地,混凝土表面抹平压光。
(3) V形折板预制前,在预制场地混凝土表面均匀涂刷一遍滑石粉,并铺设塑料薄膜,便于V形折板脱模。
(4)支设50mm宽模板,在模板上画出钢筋位置,用电钻开出大于钢筋直径2mm的孔,便于板钢筋绑扎。
(5)按图集要求,绑扎吊环,间距1 500mm。
(6)混凝土浇筑采用Ⅰ级配,控制石子粒径,用平板振动器振捣密实。
(7)待混凝土终凝后,以此类推,叠加施工下一块板。
4.5 吊装准备
(1)吊装前须将吊装场地压实平整,确保汽车式起重机能安全站位。
(2)将屋面框架上的预埋件清理干净,弹出预埋件中心线,复核预埋件标高。
(3)将托放屋面板的混凝土三角架按照图纸设计精确焊接固定在屋面框架的预埋件上,三角架固定时务必注意其标高及位置偏差,并拉好安全绳。
(4)在吊装构件和预埋件上弹好轴线,安装定位线,注明方向、轴线号及标高线。
4.6 吊装装置加工
(1)根据确定好的吊装方案准备加工吊装装置所需材料,本次吊装装置经设计计算确定加工主扁担采用H340×250,加工副扁担采用[2,滑轮40个,Φs24主钢丝绳,穿绕滑轮采用Φs13钢丝绳等(所有材料选用需经过计算确定)。
(2)根据屋面折板的尺寸大小确定主扁担及副扁担的规格(本工程主扁担长15m,副扁担长1.1m),现场放样精确下料,主扁担与副扁担焊接牢固,主扁担每端3.5m处焊接一吊环,用于吊装;根据V形折板预埋吊环间距确定副扁担间距(本工程采用1500mm间距),副扁担每端焊接一吊环,用于固定滑轮(图2)。
(a)主扁担;(b)吊装示意
(3)运输支架采用现场现有材料及废旧材料二次利用(选用H340×250及L180×180),尺寸为12000mm×1 100mm×800mm,焊接牢固后吊至拖车上(图3)。
(4)临时拉杆夹具采用16mm厚钢板,其尺寸为200mm×150mm,开55mm×100mm槽,并开直径25mm孔穿直径16mm的圆钢拉杆;中间花兰螺丝便于调节临时拉杆长度(图4)。
4.7 吊装屋面V形折板
4.7.1 吊车选用
吊装屋面板选用75t汽车式起重机,吊臂长度34m,主扁担与屋面板间距2m,柱高9.5m,大臂高出卸煤沟梁1m,吊式起重机站位距柱边5m,作业半径13.5m。
4.7.2 主扁担钢丝绳验算
主扁担钢丝绳选用Φs24钢丝绳2根,长8m,其最小破断拉力270kN,吊装时四道绳受力,考虑夹角(60°),单根受力7/(2/sin60°)=3.04t=30.4kN,270kN/30.4kN=8.88>[8],安全系数满足要求。
4.7.3 副扁担钢丝绳验算
副扁担钢丝绳选用Φs13钢丝绳2根,长度为45m,最小破断拉力87.6kN,起吊总重7t (每块板4.59t,主扁担1.2t,副扁担及钢丝绳、滑轮总重1.16t),负载为:7t/9.3=75.2%。满足要求。
4.7.4 脱模
汽车式起重机吊起吊装装置距屋面折板上方2m处,定滑轮固定于副扁担吊环上,滑轮间用直径13mm的钢丝绳通长贯穿,每两个定滑轮间穿一个动滑轮并挂在屋面板侧面预留的吊环上,形成动滑轮组。
将钢丝绳两端用卡环卡死,缓慢起吊,通过滑轮组来收放滑轮组钢丝绳以调整屋面板的平衡,待屋面板吊起弯折至安装角度后,在屋面折板间安装临时拉杆并加方木支撑屋面板,以免屋面板过度弯折。在吊装装置两端拉设溜绳,然后可继续起吊,脱模后吊至运输支架上,动滑轮脱钩后,运至安装吊点(图5-8)。
4.7.5 吊装就位
75t汽车式起重机站在卸煤沟北侧,站位距柱边5m,动滑轮挂钩后,缓慢吊起屋面折板,转动汽车吊臂,在转动过程中要拉住固定在吊装装置一端的溜绳,根据屋面折板的平衡情况适时调整溜绳的松紧度以使板平衡。当屋面折板就位时,在卸煤沟支架上的施工人员拉住另一端溜绳,辅助屋面折板就位到混凝土梁柱已焊接完成的三角架上,对好轴线就位后,将折板上的埋件与三角架的八字铁预埋件点焊,然后缓缓脱钩。拆除临时拉杆及支撑方木,再将屋面折板与八字铁焊接牢固,对于伸缩缝处的屋面板须将折板拉条连接牢固(图9-11)。
5 屋面V形折板施工重点管理措施
5.1 科学组织,合理施工
根据屋面折板的结构类型,精心准备,计算结构重量,
科学确定吊装装置及方案,精确加工吊装装置,根据屋面结构重量及吊装场地,合理选用吊车工况及站位,吊装过程中严格控制是屋面板吊装的重点。
5.2 鼓励技术创新,持续工艺改进
屋面V形折板吊装工艺拥有很多改进空间,加强经验总结,建立技术创新鼓励机制,持续开展工艺改进,是提高工程进度、降低工程成本最便捷的渠道。
参考文献
大跨度综合性屋面论文 篇5
1 工程概况
某加油站项目建筑面积约1600m2,单层建筑。加油站以6对圆柱为竖向承载杆件,屋面是以8根大梁承载为主的辐射延伸大面积梁板体系,横向2根大梁断面尺寸为600×1800mm,纵向6根大梁断面尺寸为600×2000mm,外围锁口梁为300×1500mm,其余梁断面均较小,有250×700mm,300×700mm,200×800mm。所有梁均采用上翻式,梁(或板)底标高为+8.7m,施工自然地坪标高约为-2.2m。
2 模板支撑系统
2.1 支模架方案选择
该加油站屋面梁板模板支撑设计的总高度达10.9m,属高撑架体系。经过分析,关键点是解决2根横向大梁(600×1800mm)及6根纵向大梁(600×2000mm)的模板支撑,其余大面积的支撑体系就会迎刃而解。
2.1.1 采用落地式普通钢管支撑架,上部施工总荷载大于10KN/m2或线荷载小于1 5 KN/m,而且支撑高度超过8 m。
2.1.2 采用重型门式脚手架作支撑,所需门架数量多,定尺的门架搭设高度受到限制,现场切割加工比较复杂,另外门架租赁比较困难,支撑搭设和拆除耗时比较长,耗工也比较大。同时考虑到由于施工组织的要求,加油站屋面施工时,其下还为自然地面和回填土地基,为保证支撑系统不下沉,我们对地基的处理成了必要,这也是一笔可观的费用。
综合上述考虑,我们决定采用型钢结构体系做承重支撑架。
2.2 承重支模架设计
型钢结构支撑体系,采用立柱与主次横梁相结合。立柱采用稳定性较好的热轧无缝钢管,主次横梁采用工字钢。模板支撑承载传力路线:砼浇注时砼荷载、冲击荷载及活荷载→模板及木檩→次工字钢梁→主工字钢梁→钢管立柱→地基。
本方案中,立柱采用φ325×8型热轧无缝钢管;I20a工字钢做主梁:2根横向大梁及6根纵向大梁两侧各布置通长I20a工字钢,外围锁口梁底布置通长I20a工字钢;I12工字钢做次梁,按间距1000mm进行布置。
该方案的结构受力较明确,通过验算,采用一定构造措施即可使支模架的安全稳定性能够较好地得到保证,且对整个支模架体系的挠度等能较好控制,能够保证屋面砼结构质量。无缝钢管、工字钢吊装搭设方便,虽然钢材投入量一次性较大,但租赁费用较为便宜、加工方便,又可以重复使用,相对成本也不大。
3 节点构造及施工要求
3.1 钢管立柱顶部采用-600×600×12盖封,四周围焊,焊缝高度不小于6mm。
3.2 钢管立柱底部采用-600×600×15底封,四周围焊,焊缝高度不小于8mm,且钢板底面与自然地坪接触处必须做座浆。
3.3 钢管立柱与工字钢主梁,工字钢主梁与工字钢次梁之间可以点焊的形式连接,但单侧点焊不少于3点。
3.4 钢管立柱必须垂直设置,上下两块钢板必须保证其水平度。
3.5 钢管立柱之间均须以φ48×3.25钢管做水平剪刀撑、竖向垂直面剪刀撑。水平剪刀撑设三道,分别位于钢管立柱的上、中、下部位,剪刀撑与钢管立柱之间均采用焊接连接(确保接触面满焊,焊缝高度不小于3mm)。
3.6 承重支模架施工顺序:
3.7 大梁混凝土浇筑时,从大梁两侧向中间对称、均匀地浇筑,并分层分批进行,以确保高支撑架体受力均匀,防止架体整体失稳,从而保证了高支撑架的安全。
4 经济效益分析
4.1 本方案的经济费用
4.1.1 φ325×8钢管
方案使用φ325×8钢管共190根,每根长度10.48m,钢管总长度为1991.2m,合124.53t,每天每吨的租赁费用为20元。
4.1.2 I20a工字钢
方案使用I20a工字钢共720m,合20.11t,每天每吨租赁费用为18元。
4.1.3 I12工字钢
方案使用I12工字钢共1450m,合20.62t,每天每吨租赁费用为18元。
4.1.4 费用综合
该方案从搭设加工到拆除,历时25天,共产生租赁费用87000元。
4.2 采用门架的经济费用
4.2.1 本工程模板支撑系统若采用门架式支模,需门架约3600榀,每榀每天的租赁费用约0.
9元,则门架租赁总费用为81000元。
4.2.2 地基加固用素砼约2000m2,按150mm厚计约300m3,合60000元。
4.3 费用对比
经以上两方案的经济费用对比,本方案具有明显的优势。
5 施工效果总结
大跨度综合性屋面论文 篇6
1 工程概况
某加油站项目建筑面积约1 600m2, 单层建筑。加油站以6对圆柱为竖向承载杆件, 屋面是以8根大梁承载为主的辐射延伸大面积梁板体系, 横向2根大梁断面尺寸为600mm×1800mm, 纵向6根大梁断面尺寸为600mm×2 000mm, 外围锁口梁为300mm×1 500mm, 其余梁断面均较小, 有250mm×700mm, 30mm0×700mm, 200mm×800mm。所有梁均采用上翻式, 梁 (或板) 底标高为+8.7m, 施工自然地坪标高约为-2.2m。
2 模板支撑系统
2.1 支模架方案选择
该加油站屋面梁板模板支撑设计的总高度达10.9m, 属高撑架体系。经过分析, 关键点是解决2根横向大梁 (600mm×1800mm) 及6根纵向大梁 (600mm×2 000mm) 的模板支撑, 其余大面积的支撑体系就会迎刃而解。在这几根大梁支撑设计的过程中还要考虑系统侧向位移、抗剪等因素的影响。
1) 采用落地式普通钢管支撑架, 上部施工总荷载大于10k N/m2或线荷载小于15k N/m, 而且支撑高度超过8m。普通的钢管支撑体系难以在这样的高度和荷载下保持稳定。且钢管、扣件以租赁形式使用, 成本逐月增加;
2) 采用重型门式脚手架作支撑, 需要对桁架结构进行严格的计算及压载测验。所需门架数量多, 并且桁架周转率很低。定尺的门架搭设高度受到限制, 现场切割加工比较复杂, 另外门架租赁比较困难, 支撑搭设和拆除耗时比较长, 耗工也比较大。若用落地支撑, 搭建这么脚手架难度很大。同时这么大的脚手架工程, 也会对施工组织造成一定的影响。同时为保证支撑系统不下沉, 也要花费客观的费用处理地基。
经过多方面的验证, 型钢体系可以比较适应本工程的结构面得各种要求。所以采用型钢结构体系做承重支撑架。
2.2 承重支模架设计
型钢结构支撑体系, 采用立柱与主次横梁相结合。立柱采用稳定性较好的热轧无缝钢管, 主次横梁采用工字钢。模板支撑承载传力要保证梁中型钢部分的弯矩能传递给柱中的型钢, 梁中钢筋混凝土部分的弯矩能传递给柱中的钢筋混凝土。一般情况下传递路线:砼浇注时砼荷载、冲击荷载及活荷载→模板及木檩→次工字钢梁→主工字钢梁→钢管立柱→地基。
在本项目中, 立柱采用φ325×8型热轧无缝钢管;I20a工字钢做主梁:2根横向大梁及6根纵向大梁两侧各布置通长I20a工字钢, 外围锁口梁底布置通长I20a工字钢;I12工字钢做次梁, 按间距1 000mm进行布置。每步设双向水平横杆。为了增加稳定性, 还可以在纵横两个方向设竖向剪刀差。
该方案的结构受力较明确, 通过验算, 采用一定构造措施, 例如在梁支架与楼板支架水平拉杆连通并与浇铸完成的柱子拉结牢靠, 可以防止支撑系统侧向位移。可使支模架的安全稳定性能够较好地得到保证, 且对整个支模架体系的挠度等能较好控制。通过这样的构造措施, 保证屋面砼结构质量。且相对成本不大。造价低, 加工方便, 经济社会效益好。
3 节点构造及施工要求
梁柱节点是结构受力的关键部位, 必须保证安全可靠, 施工方便。
1) 钢管立柱顶部采用-600×600×12盖封, 四周围焊, 焊缝高度不小于6mm。以延缓钢管腐蚀, 且可以保护混凝土和钢管之间良好的粘结性;
2) 钢管立柱底部采用-600×600×15底封, 四周围焊, 焊缝高度不小于8mm, 且钢板底面与自然地坪接触处必须做座浆。防止底部的水进入结构;
3) 钢管立柱与工字钢主梁, 工字钢主梁与工字钢次梁之间可以点焊的形式连接, 但单侧点焊不少于3点。梁中的钢筋必须穿过柱型钢腹板, 锚至柱边, 并设置90°得弯钩, 长度不小于20d。以起到箍筋的作用;
4) 钢管立柱必须垂直设置, 上下两块钢板必须保证其水平度。以保证钢管之间垂直相交;
5) 钢管立柱之间均须以φ48×3.25钢管做水平剪刀撑、竖向垂直面剪刀撑。分别位于钢管立柱的上、中、下部位设三道水平剪刀撑, 剪刀撑与钢管立柱之间均采用焊接连接 (确保接触面满焊, 焊缝高度不小于3mm) 。以确保钢管混凝土的密实性;
6) 在柱钢钢中设置连续加筋, 加筋肋钢板厚度及竖向位置同梁型钢上下翼缘;
7) 为保证承重支模架的承重性, 稳定性, 其施工顺序应大概为:首先, 检定钢尺、仪器是否满足设计及规范的使用。合格后将钢管立柱。本工程采用工字钢作为主梁次梁, 先施工工字钢, 然后工字钢次梁, 次梁中包括水平剪刀撑和竖直剪刀撑。然后施工格栅和模板;
8) 大梁混凝土浇筑时, 从大梁两侧向中间对称、均匀地浇筑, 并分层分批进行, 以确保高支撑架体受力均匀, 防止架体整体失稳, 从而保证了高支撑架的安全。混凝土的浇铸要一次性完成。以保证钢筋混凝土与型钢混凝土柱的紧密连接。
4 施工效果总结
这次加油站面板施工采用型钢结构体系作承重支模架, 型钢 (上接第64页) 理后。
5 结论
综上所述, 仿古建筑作为民族传统承载着浓厚的地方时代民族特色, 对这种传统的建筑施工工艺要加以保护。屋面琉璃瓦施工工艺是一项很重要的工序, 施工工艺的好坏不仅对整体效果有一定的影响外, 也对仿古建筑的使用功能和观赏效果器重要的作用。
参考文献
[1]邓天然.坡屋面琉璃瓦施工[J].施工技术, 1997 (2) .
[2]王健.琉璃瓦、西式瓦生产工艺概述[J].山东陶瓷,
结构体系具备了足够的强度、刚度、稳定性和抗震性。使这个大跨度梁板工程保质保量按时完成。并且通过了质监、业主、监理的一致通过。施工过程模板支架稳固, 没有沉降及位移, 对当地的地基也没有明显影响, 达到了预期的效果。
参考文献
[1]杨勇, 邵永建, 郭子雄.型钢混凝土结构设计规程对比[J].苏州科技学院学报 (工程技术版) , 2005 (9) .
[2]冶金工业部建筑研究总院GB50205-2001.钢结构工程施工质量验收规范, 2002.
大跨度综合性屋面论文 篇7
该体育馆位于广东省某市,网架结构形式为马鞍形,下弦支承于主体结构柱上,最高柱顶标高为25.14m,钢网架跨度为61.82m×75.4m,四周悬挑,最大悬挑尺寸为12.4m。网架为螺栓球连接,屋盖檩条采用镀锌钢檩条,屋面板材料为75mm厚1040型夹心复合板。
2008年9月24日,该市体育馆遭受强台风“黑格比”正面袭击造成屋盖严重损坏。据统计,西北面屋面板被风吹跑了约1000m2,南面屋面板被吹跑了约200m2;同时,被风吹落的屋面板及连接件在散落过程中,砸到下游屋面板和下部的玻璃幕墙上,进一步造成了屋面板损坏及玻璃破损等次生灾害。主要损坏情况见图1。
2 围护结构破坏原因的计算分析
造成本次严重风灾事故的原因是多方面的,这里主要从围护结构的计算方面进行分析。
2.1 围护结构计算公式
我国《建筑结构荷载规范》[1](以下简称为《荷载规范》)对围护结构设计风荷载取值做出了规定:
计算围护结构时,垂直于建筑物表面的风荷载标准值:
式中,βgz为高度Z处的阵风系数(取值详见《荷载规范》7.5.1条);μsl为局部风压体型系数;μz为风压高度变化系数;w0为基本风压。
在具体设计中,围护结构风荷载各系数相应定义如下。
1)围护结构设计采用的局部风压体型系数μsl,《荷载规范》规定:对于屋面局部区域(周边和屋面坡度大于10°的屋脊部位),局部风压体型系数取。-2.2;对屋檐等突出构件,局部风压体型系数取-2.0。
2)围护结构设计采用的是阵风系数,此时假设围护构件为刚性体,并考虑短时间(通常3s)作用风速对设计风速的增强作用。阵风系数取值按《荷载规范》正文7.5.1条及条文说明7.1.1条综合考虑。本工程围护结构风荷载各参数的取值如表1。
2.2 关于基本风压w0的取值
一般工程50a一遇的基本风压按《荷载规范》附表D.4取值,按工程所在地市取w0=0.6 kN/m2是可以的。但按《荷载规范》7.1.2条,本工程属大跨度且对风荷载比较敏感的网架结构,基本风压应适当提高,设计未作充分考虑。
超过50a一遇的强台风“黑格比”的基本风压不可能从规范取得,根据广东省气象局的证明,“黑格比”强台风出现时,市区大部分地方平均风力达7级~9级,阵风11级~14级。按《荷载规范》条文说明7.1.2按风速确定基本风压公式(kN/m 2),计算结果如表2。
2.3 围护结构抗风设计计算
由于本工程造型比较复杂,因此选取受力最大的边缘悬挑部分区域(此区域屋面板最大跨度6.35m,板宽1.04m,每块板设置4根抗风钉),针对不同的基本风压进行计算分析,如表3所示。
注:本表参数与《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)2006年版公式7.1.1-2对应。
每根抗风钉实际可承受的抗拔力为(抗风钉直径为6.3mm):
从表3计算中可得出结论,当基本风压取值为0.6(50a一遇)及0.7(100a一遇)时,抗风钉承受风荷载产生的拉力小于抗风钉本身的抗拉强度。当风力达到12级及以上时,抗风钉承受风荷载产生的拉力大于抗风钉本身的抗拉强度,抗风钉将会受拉破坏。
从以上计算可知,此次台风局部阵风远大于规范设计风速是造成屋盖严重破坏的主要因素。
3 对大跨度屋盖围护结构风荷载实用计算的建议
大跨度屋盖系统遭受风灾破坏的主要特点是,屋面板被掀开、撕裂、揭顶乃致被风吹跑造成覆面破坏,破坏最严重的区域均为挑檐、屋檐等周边区域或屋脊附近[2]。因此,加强屋盖风致破坏机制研究,认真总结分析风灾发生的原因,找出合理的抗风措施,在设计和施工中加强屋盖薄弱部位的抗风处理,提高围护系统的抗风能力,对于未来防范和减轻台风灾害是非常必要的。通过本工程风灾的计算分析,对大跨度屋盖围护结构的风荷载实用计算建议如下。
1)鉴于沿海地区常遇台风灾害,且大跨度屋盖系统常遭受风灾,从本文的计算分析中可知,当遇较大台风时,风速(特别是阵风)经常性大于设计时所取规范风载,围护系统(特别是挑檐、屋檐等周边悬挑区域)很容易受到破坏,因此在设计时应尽量考虑各地气象台风杯式自记风速仪记录的风速数据(非风压板换算数据),并在围护结构容易受到破坏区域采用更保险的措施(如增加抗风钉数量等)。
2)对于大跨度屋盖系统,由于本身对风荷载比较敏感,且一般均处于较空旷的区域,其地面粗糙度类别及风荷载的重现值应适当给予提高。
3)对于围护结构,在计算风荷载时,不同的构件区域采用对应的局部风压体型系数,更能准确反应各部位受力的真实情况。
摘要：结合一般大跨屋盖结构风灾破坏的特点,对某体育馆屋面围护结构风荷载作用的计算进行了分析,并对大跨度屋盖围护结构的实用计算重点提出看法。
关键词：大跨度屋盖结构,围护结构,风荷载
参考文献
[1]GB50009-2001建筑结构荷载规范[S].