[发明专利]一种环形罩棚复杂弯扭组件及其制作方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种钢构件，具体是涉及一种环形罩棚复杂弯扭组件。

背景技术

凤凰卫视传媒中心钢结构属超大跨度空间结构，钢结构屋盖由双向交叉双全梁结构及竖向支撑系统组成，长约130m，宽约124m，由箱型截面构件（轮廓尺寸700mm×500mm）形成的梯形网格构成，且构件具有不向程度的空间弯扭特征。凤凰卫视传媒中心钢结构外表面为自由曲面，采用整体钢结构将办公楼和演播楼覆盖起来，整体钢结构为双向交叉双全梁结构体系，外层（上层）钢梁为梯形箱梁截面，内层（下层）钢梁为圆钢管截面。在办公楼部分钢结构附于混凝土结构上，在演播楼部分钢结构支承于±0.0处的混凝土结构上，为减小钢结构的跨度，在演播楼顶部还设置了15对摇摆柱支承屋顶钢结构，在办公楼和演播楼东西两侧的连接部位，各有一个空腹结构。钢结构位于两大功能区内外侧及顶部设有一个钢结构罩棚，罩棚底端坐落在±0.000 F1楼层上，顶端最大标高为+54m，钢结构投钢量约7000T左右。

钢结构罩棚表面积约为27500平方米，重量达5200吨左右，分内外两层，各自采用大小不等的梯形截面的弯扭箱型构件相互交叉编织而成，其顶部通过V型支撑与裙楼和主楼的屋顶混凝土结构相连，建筑造型十分复杂。

本工程中屋盖构件除少量为单曲形箱梁外，其余均为空间弯扭箱形结构，其施工质量好坏，直接影响到本工程主体的建筑造型，由于屋盖构件的箱体壁厚从16mm～115mm厚薄相差较大，同时扭曲度非常大，加工成型和焊接变形较难控制，导致屋盖构件的加工制作难度非常大，因此本工程中屋盖构件的制作工艺显得尤为重要。

本工程中的屋盖构件与其他弯扭构件相比较存在的差异如下。

1、截面形式

国家体育场弯扭构件其截面为箱形1200mm*1200mm，昆明机场弯扭构件其截面为矩形750mm*（2500mm-3800mm），而本工程中弯扭主肋其截面为梯形，截面大小仅为700mm*330mm*500mm，梯形截面相对于箱形截面更不易扭曲成形。

2、弯扭参数

国家体育场弯扭柱及昆明机场弯扭彩带构件每米的扭曲角度为2度左右，长度方向的弯曲半径大于7米；

本工程构件弯扭幅度较大，平均每米构件的扭曲角度达5度(即端口的相对偏转角度)，且沿构件长度方向存在的弯曲半径较小(最小弯曲半径仅6米左右)。一根构件最长近300米。

3、构件板厚

国家体育场弯扭构件板厚为20-80mm，昆机机场弯扭彩带板厚为25-90mm，而本工程弯扭主肋最大板厚达115m，最小仅为16mm，由于结构受力较复杂，厚薄板交替频繁，给板件加工及构件制作带来前所未有的加工难度。

4、节点

国家体育场弯扭构件上的附件较少，昆明机场弯扭彩带上基本无附件，而本工程梯形弯扭主肋上，平台牛腿、门头梁牛腿、拱桥牛腿、次肋牛腿以及幕墙杆件等多种节点形式并存，且节点繁多交错连接，空间连接形式复杂；次肋、幕墙杆件亦为空间扭转圆弧管结构；幕墙杆件管结构位于主、次肋结构之间。

所以，综上，要做好本工程，必须解决好屋盖构件的制作问题。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种屋盖空间钢结构体，该屋盖空间钢结构体的整体连接完成了凤凰卫视传媒中心屋盖的罩棚钢结构，同时本发明中还提供了上述屋盖空间钢结构体的制作方法。

技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种环形罩棚复杂弯扭组件，它包括罩棚弯扭构件和次肋杆件；

罩棚弯扭构件由主肋本体、次肋牛腿连接件、幕墙杆件连接件、幕墙杆件、次肋牛腿和箱形牛腿等构成。

所述幕墙杆件连接件、次肋牛腿连接件、次肋牛腿、幕墙杆件和箱形牛腿装焊于主肋本体的体侧；幕墙杆件装焊于幕墙杆件连接件上；次肋牛腿装焊于次肋牛腿连接件上；次肋杆件与次肋牛腿连接将两组罩棚弯扭构件连接在一起。

本发明中所述主肋本体横截面为梯形；所述幕墙杆件为梯子形弯扭管结构；所述次肋牛腿为弧形钢管构件。

本发明还公开了所述环形罩棚复杂弯扭组件的制作方法，它的具体步骤为：

（1）先根据预拼装罩棚弯扭构件的实际投影尺寸， 在地面上划出罩棚弯扭构件的地面基准线；

（2）在地面基准线上制作罩棚弯扭构件组装胎架，胎架标高定位采用全站仪进行精确定位，确保胎架的标高误差小于0.5mm；

（3）在罩棚弯扭构件组装胎架上制作主肋本体，制作完成后，主肋本体与地面基准线对齐定位；