[發(fā)明專利]一種吊裝自成型GFRP網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710306260.5
• 申請(qǐng)日: 2017-05-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107152084B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程斌;向升;鄒樂(lè)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/342
• 分類號(hào): E04B1/342;E04B7/10
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

1.一種吊裝自成型GFRP網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：

所述吊裝自成型GFRP網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)包括：GFRP柔性長(zhǎng)桿，用于桿件連接的桿間連接節(jié)點(diǎn)，以及錨固支座(7)；

所述GFRP柔性長(zhǎng)桿由第一層GFRP桿件(1)、第二層GFRP桿件(2)、第三層GFRP桿件(3)組成；

所述桿間連接節(jié)點(diǎn)包括桿端節(jié)點(diǎn)(5)和層間連接節(jié)點(diǎn)(6)；

第一層GFRP桿件(1)、第二層GFRP桿件(2)、第三層GFRP桿件(3)均采用拉擠成型的GFRP空心圓管；第一層GFRP桿件(1)、第二層GFRP桿件(2)、第三層GFRP桿件(3)的桿端分別通過(guò)桿端節(jié)點(diǎn)(5)與錨固支座(7)連接；第一層GFRP桿件(1)放置在第二層GFRP桿件(2)的下方，且第一層GFRP桿件(1)與第二層GFRP桿件(2)的交匯處通過(guò)層間連接節(jié)點(diǎn)(6)連接；第三層GFRP桿件(3)放置在第二層GFRP桿件(2)的上方，且第三層GFRP桿件(3)與第二層GFRP桿件(2)的交匯處通過(guò)層間連接節(jié)點(diǎn)(6)連接；

所述錨固支座(7)用于將第一層GFRP桿件(1)、第二層GFRP桿件(2)、第三層GFRP桿件(3)中需要支座約束的桿件桿端固定，以形成穩(wěn)定的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)；

所述層間連接節(jié)點(diǎn)(6)位于不同層桿件的交匯處，并通過(guò)環(huán)扣方式連接不同層桿件；所述層間連接節(jié)點(diǎn)(6)僅限制所連接的不同層桿件在節(jié)點(diǎn)處的相對(duì)位移以及桿件平面外的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，而不限制不同層桿件在節(jié)點(diǎn)處的桿件平面內(nèi)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述層間連接節(jié)點(diǎn)(6)包括雙環(huán)節(jié)點(diǎn)、三環(huán)節(jié)點(diǎn)，其中：雙環(huán)節(jié)點(diǎn)用于連接相鄰兩層桿件，即第一層GFRP桿件(1)與第二層GFRP桿件(2,)，或者第二層GFRP桿件(2)與第三層GFRP桿件(3)；三環(huán)節(jié)點(diǎn)用于同時(shí)連接第一層GFRP桿件(1)、第二層GFRP桿件(2)、第三層GFRP桿件(3)，且所述三環(huán)節(jié)點(diǎn)的三個(gè)環(huán)方向不同，所述第一層GFRP桿件(1)、第二層GFRP桿件(2)、第三層GFRP桿件(3)不在一個(gè)平面；

所述錨固支座(7)同時(shí)限制桿端節(jié)點(diǎn)(5)的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，以形成固結(jié)支座；或者，所述錨固支座(7)僅限制桿端節(jié)點(diǎn)(5)的平動(dòng)但不限制桿端節(jié)點(diǎn)(5)的轉(zhuǎn)動(dòng)，而形成鉸支座；

在吊裝之前，所述第一層GFRP桿件(1)與第二層GFRP桿件(2)雙向正交布置于平整場(chǎng)地之上，同方向的第一層GFRP桿件(1)、同方向的第二層GFRP桿件(2)分別平行布置于同一層，第一層GFRP桿件(1)與第二層GFRP桿件(2)之間在兩層桿件交匯處通過(guò)層間連接節(jié)點(diǎn)(6)進(jìn)行連接，從而形成平面雙層網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；

在所述第一層GFRP桿件(1)和所述第二層GFRP桿件(2)組成的平面雙層網(wǎng)格結(jié)構(gòu)起吊形成空間曲面雙層網(wǎng)格并通過(guò)桿端節(jié)點(diǎn)(5)與錨固支座(7)連接之后，第三層GFRP桿件(3)沿空間曲面雙層網(wǎng)格的各網(wǎng)格單元的對(duì)角線方向布置于第二層GFRP桿件(2)之上，并通過(guò)層間連接節(jié)點(diǎn)(6)與下方的雙層桿件即第一層GFRP桿件(1)和第二層GFRP桿件(2)連接，從而形成由三層桿件，即第一層GFRP桿件(1)、第二層GFRP桿件(2)和第三層GFRP桿件(3)組成的曲面網(wǎng)殼穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；

所述施工方法采用整體吊裝的施工方法，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的曲面成形依賴于GFRP柔性桿件在吊裝過(guò)程中的自變形；包括如下步驟：

1)錨固支座布置

將錨固支座(7)安裝固定于指定位置；

2)桿件切割及拼接

將GFRP型材切割成指定長(zhǎng)度，制作得到第一層GFRP桿件(1)、第二層GFRP桿件(2)、第三層GFRP桿件(3)，各層桿件中當(dāng)單根標(biāo)準(zhǔn)桿件長(zhǎng)度不足時(shí)采用桿件延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)(4)進(jìn)行拼接延長(zhǎng)，若單根標(biāo)準(zhǔn)桿件長(zhǎng)度足夠則無(wú)需采用桿件延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)(4)進(jìn)行延長(zhǎng)，桿端節(jié)點(diǎn)(5)分別臨時(shí)固定至第一層GFRP桿件(1)和第二層GFRP桿件(2)的桿端；

3)地面安裝

將第一層GFRP桿件(1)和第二層GFRP桿件(2)按照指定位置和間距雙向正交平鋪于施工場(chǎng)地上，并使第一層GFRP桿件(1)在下、第二層GFRP桿件(2)在上，同時(shí)于第一層GFRP桿件(1)和第二層GFRP桿件(2)的交匯處采用層間連接節(jié)點(diǎn)(6)進(jìn)行連接，形成平面雙層網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；

4)起吊成形

根據(jù)設(shè)計(jì)起吊點(diǎn)，將3)得到的平面雙層網(wǎng)格起吊至空中，形成空間曲面形態(tài)，即空間曲面雙層網(wǎng)格，并通過(guò)施工監(jiān)測(cè)確保第一層GFRP桿件(1)和第二層GFRP桿件(2)桿端的高程在誤差范圍內(nèi)；

5)落地錨固

將起吊形成的空間曲面雙層網(wǎng)格平移至預(yù)定安裝位置并下放，將各桿端節(jié)點(diǎn)(5)調(diào)整至合適角度后分別與相應(yīng)的錨固支座(7)連接，并進(jìn)一步將桿端節(jié)點(diǎn)(5)與第一層GFRP桿件(1)、第二層GFRP桿件(2)牢固連接；待所有錨固支座(7)連接完成后，放松吊點(diǎn)；

6)第三層GFRP桿件安裝

落地錨固完成之后，在第二層GFRP桿件(2)之上、沿空間曲面雙層網(wǎng)格的各網(wǎng)格單元的對(duì)角線方向鋪設(shè)第三層GFRP桿件(3)，并通過(guò)層間連接節(jié)點(diǎn)(6)將第三層GFRP桿件(3)與下方的雙層桿件即第一層GFRP桿件(1)、第二層GFRP桿件(2)連接，從而形成由三層桿件即第一層GFRP桿件(1)、第二層GFRP桿件(2)和第三層GFRP桿件(3)組成的曲面網(wǎng)殼穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。