[發明專利]一種空間雙曲面漏斗形單層網殼結構的安裝方法

有效

• 申請號: 202010317489.0
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111622352B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 韓向科;江小滿;劉新國;王震;付元東;莊鵬翔;何明
• 申請（專利權）人: 上海二十冶建設有限公司;中國二十冶集團有限公司
• 主分類號: E04B1/34
• 分類號: E04B1/34;E04B1/35
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 宋纓

本發明提供了一種空間雙曲面漏斗形單層網殼結構的安裝方法，包括焊接分區劃分、選取特征定位點、確定焊接順序、確定空間幾何坐標、加工構件、安裝圓柱區和漏斗錐形區網殼和拆撐卸載等步驟。本發明將網殼分為圓柱區及漏斗錐形區，根據各自特點進行焊層、焊區劃分，使焊接分區更加合理，有效減少了焊接變形，并進行全過程有限元仿真模擬驗算，根據分析結果預先采取反向變形措施，提高網殼的成形精度，每個焊區內選取關鍵控制節點為特征定位點，對特征定位點預先采取精準定位固定措施，有效控制整個網殼的空間坐標，各焊區交界面間預留伸縮節點，起到應力隔斷作用，通過控制網殼節點坐標容許差值，滿足不同精度的要求。

技術領域

本發明屬于土木建筑領域，具體涉及一種空間雙曲面漏斗形單層網殼結構的安裝方法。

背景技術

當前，空間網殼結構在國內外得到了空前的應用和發展，其中空間雙曲面漏斗形單層網殼結構由于其造型優美、受力合理、穩定性高、節省材料、可適用較大跨度等優點，目前在建筑結構中被經常使用，具有廣泛的應用空間。

但該類結構對桿件的尺寸及桿件節點的空間定位精度控制要求較高，較小的桿件和節點幾何尺寸的偏差以及曲面的改變，往往會對網殼結構的內力、整體穩定有較大影響，直接影響到網殼的內力分布和后續工序的施工。

實踐中，該類結構桿件壁厚較薄，相貫節點桿件較多，往往由于焊接工序控制不當，造成桿件節點的空間定位較大偏差；同時該類結構一般設立在建筑結構內部，且依附與主體結構，周圍作業空間受限，加之施工過程中的交叉作業等條件限制，往往不具備預先工廠模塊化拼裝然后組裝成形的施工條件，給該類結構的現場施工提出的不小的挑戰。

發明內容

本發明提供了提供一種空間雙曲面漏斗形單層網殼結構的安裝方法，降低結構的受力及焊接累計誤差，從而有效防止結構受力及焊接收縮引起的變形。

為實現上述目的，本發明提供了一種空間雙曲面漏斗形單層網殼結構的安裝方法，包括以下步驟:

步驟1、焊接分區劃分：根據空間雙曲面漏斗形單層網殼的結構特點，在下部的圓柱面網殼與上部網殼的交界處，將其分解為下部的圓柱區和上部的漏斗錐形區，圓柱區沿高度方向劃分若干焊接層，每個焊接層內沿周長方向劃分為若干焊接區域；漏斗錐形區沿高度方向劃分為若干焊接層，焊接層內劃分時，先選取每一焊接層周長上的對稱點為特征節點，然后以特征節點為中心，向兩邊各計取若干網格為一個焊接區域，然后依次類推，直至該焊接層劃分完畢；

步驟2、選取特征定位點：每個焊接區域內選取一個特征定位點，圓柱區的特征定位點選取在距每個焊接區內中點最近的主節點，漏斗錐形區的特征定位點選取在距每個焊接區內中點最近的主節點，如果該焊接區域含有對稱點，則選取特征定位點必須同時是對稱點，否則重新劃分焊接區域；

步驟3、確定焊接順序：在高度方向，先焊接圓柱區再焊接漏斗錐形區，采取從下至上的焊接順序，逐層焊接；在周長方向，圓柱區內根據現場實際施焊條件，從兩端沿周邊對稱向中間推進焊接；漏斗錐形區內，先焊接含有對稱點的兩端焊接區，然后沿周邊對稱向中間推進；

步驟4、確定空間幾何坐標：根據網殼的設計參數建立相應的有限元分析模型模擬施工過程，獲得網殼結構最終成形態時各空間節點的坐標值及與初始設計節點坐標之間的坐標差值；

步驟5、加工構件：按照步驟4獲得的最終桿件幾何尺寸，進行桿件加工；

步驟6、安裝圓柱區網殼：按照每個節點的空間坐標，采取從下至上逐層拼裝的方式完成整個圓柱區的拼裝；將圓柱區每個特征定位點在施工現場采取臨時支撐等措施進行定位，確保穩固可靠；焊接圓柱區時，從下至上逐區焊接；

步驟7、安裝漏斗錐形區網殼：按照和步驟6相同的方法拼裝漏斗錐形區，將漏斗錐形區每個特征定位點在施工現場采取臨時支撐等措施進行定位，確保穩固可靠，根據結構具體特點，在特征定位點之外其他點均勻布設支撐點，但只約束垂直向下的位移；焊接漏斗錐形區時，從下至上逐區焊接；