[發明專利]一種異形懸挑鋼結構及其施工方法

有效

• 申請號: 201410092620.2
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103806530A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 張開武;彭石磊;張洪濤;劉達琦;鄭晨;曹金橋;鄒聰
• 申請（專利權）人: 中國建筑第二工程局有限公司;中建二局安裝工程有限公司
• 主分類號: E04B1/34
• 分類號: E04B1/34;E04G21/14
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所 11004
• 代理人: 唐曉麗

技術領域

本發明屬于鋼結構工程，特別是一種異形懸挑鋼結構及其施工方法。

背景技術

隨著現代建筑設計的飛速發展，建筑外觀造型越來越多元化。冰壺造型的異形鋼結構包括底部的壺杯、頂部的壺栓和壺栓上連接的壺柄，與普通的規則的圓壺造型相比，冰壺造型的鋼結構截面尺寸較大。

壺柄屬于連接在壺栓上的大跨度懸挑結構，懸挑距離較遠，壺柄的尺寸大、重量重，與壺栓（底座鋼結構）連接點少，除了壺栓以外沒有其它支撐點，普通的懸挑結構和鋼結構連接形式無法達到安裝要求，因此對兩者的連接節點強度和連接形式要求均較高。壺柄距吊車位置較遠，在安裝過程中存在較大難度，另外壺柄處焊接量比較大，空間相當狹窄，進行焊接工作時難度及危險程度都相當大。

發明內容

本發明的目的是提供一種異形懸挑鋼結構及其施工方法，要解決冰壺造型的異形懸挑鋼結構，由于懸挑距離遠、壺柄尺寸大、重量重，使用普通的懸挑結構和連接形式無法達到兩者連接節點的安裝要求，無法滿足承重要求的技術問題。另外要解決壺柄距吊車位置較遠，在安裝過程中存在較大難度，壺柄處焊接量比較大，空間相當狹窄，焊接工作較危險復雜的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種異形懸挑鋼結構，包括鋼結構的壺形體，是由壺杯、與壺杯頂部連接的壺栓、與壺栓連接的壺柄組成，所述壺柄是包括至少八根對稱分布的主桿以及連接主桿間的腹桿組成的管形桁架，管形桁架分為懸挑于壺栓上方、一端封閉的懸挑段以及由懸挑段的另一開口端向下延伸成上窄下寬的漏斗形、用于與壺栓的頂部一側固定連接的支撐段。

所述壺杯包括杯內部豎向的框架柱、框架柱的柱頂之間連接的水平的框架梁、框架梁外側形成杯體的經向曲柱、連接經向曲柱之間的緯向曲梁以及框架梁內側的壺頂曲梁。

所述壺栓是由多個壺栓曲面構件組成，所述壺栓曲面構件呈放射狀間隔分布于經向曲柱和壺頂曲梁之間，并與兩者均固定連接，所述框架梁穿過壺栓曲面構件的下側并與之固定連接。

所述支撐段位于三個相鄰的壺栓曲面構件的上方，依次為第一壺栓曲面構件、第二壺栓曲面構件和第三壺栓曲面構件，

所述支撐段內側受壓區的三根主桿為受壓桿，其末端分別連接至第一壺栓曲面構件、第二壺栓曲面構件和第三壺栓曲面構件與壺頂曲梁的三個連接結點處，

所述支撐段左右兩側支點區的兩根主桿為支點桿，其末端分別連接至第一壺栓曲面構件和第三壺栓曲面構件與框架梁的兩個連接結點處，

所述支撐段外側受拉區的三根主桿為受拉桿，左右兩根受拉桿的末端分別連接至第一壺栓曲面構件和第三壺栓曲面構件與經向曲柱的兩個連接結點之間的緯向曲梁上，中間的受拉桿的末端連接至第二壺栓曲面構件與經向曲柱的連接結點上。

一種異形懸挑鋼結構的施工方法，施工步驟如下：

步驟一，工廠內預制壺杯、壺栓、壺柄的鋼結構構件；

步驟二，安裝杯體的框架結構；

步驟三，安裝壺栓，即安裝壺栓曲面構件；

步驟四，拼裝壺柄：將壺柄構件運輸至現場后進行編號，對壺柄的懸挑段和支撐段兩部分進行拼裝，以準備分別懸挑段和支撐段兩部分進行吊裝；

步驟五，利用全站儀在場地中間確定管形桁架的主管位置及其標高；

步驟六，在步驟五所確定的位置上，利用定位裝置對將支撐段的主管進行位置固定；

步驟七，在場地上對支撐段的腹桿進行安裝和焊接；

步驟八，吊裝安裝完成后的支撐段構件，并將支撐段分別與杯體的框架結構、壺栓、壺頂曲梁進行固定連接；

步驟九，在場地上對懸挑段的構件進行安裝和焊接；

步驟十，吊裝懸挑段，吊裝及焊接過程中由于重力影響會使懸挑段水平位置發生變化，為了防止吊裝完成后出現下垂現象，在焊接時需使懸挑段與水平方向形成仰角；

步驟十一，拼合支撐段和懸挑段，按照步驟五中的構件編號對接口位置進行焊接處理，接口部分進行加固焊接工作，全部采用全熔透焊縫。

所述步驟六中的定位裝置包括位于同一平面上呈放射狀對稱分布、中心重合的多根定位管，定位管的兩端頭分別設有用于固定主管的夾具。

所述步驟一中的鋼結構構件，包括經向曲柱、維向曲梁、壺栓曲面構件、壺柄、框架柱、框架梁和壺頂曲梁。

所述步驟二中安裝杯體的框架結構，包括安裝內部的豎向框架柱、安裝框架柱的柱頂之間的水平的框架梁、安裝經向曲柱以及沿經向曲柱逐層安裝維向曲梁；