[发明专利]一种联方网格型单层拱形网壳屋面结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种屋面钢结构，具体涉及一种联方网格型单层拱形网壳屋面结构，本发明还涉及这种屋面结构的制备方法。

背景技术

弯曲构件在大型重点的工程中屡见不鲜，尤以本公司承担的国家体育场和昆明新机场为代表，大、厚、扭的特征贯穿整个构件，其截面均为箱形截面。整个拱形屋面网壳由多组两个不同方向的箱型双曲拱编织而成，因屋面采用单层结构形式，各拱相互交叉形成联方网格状，另外由于拱形方向是斜向布置，同时要保证拱的上、下平面圆滑过渡(即两个圆弧面)，因此各个单拱的箱形截面形成了不规则的菱形截面形式，且为变截面结构；除此之外由于建筑的要求在拱形屋面的两端中间部位的节点呈双向的，因此给加工带来更大的难题。屋面采用何种方式进行分段，分段后节点是否满足工厂加工要求，节点形式如何制定，分段能否满足运输及现场施工吊装要求，这些都是本工程的难点。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种加工方便的联方网格型单层拱形网壳屋面结构。

本发明的另一目的在于提供这种联方网格型单层拱形网壳屋面结构的制备方法。

技术方案：本发明所述的联方网格型单层拱形网壳屋面结构，由多组两个不同方向的箱型双曲拱交叉相连，编织成网状，所述屋面结构由X形节点、Y形节点及箱型斜杆组装而成。

所述X形节点、Y形节点及箱型斜杆的截面为不规则的菱形，截面采用口3000*1000*16(30)～口2000*1000*16(30)不等的变截面，且呈弧形。

本发明中，发明人根据本工程结构形式，在满足规范要求的前提下，综合考虑现场吊装、构件运输、工厂组装等因素的条件下，技术人员结合以往类似工程的经验进行综合分析比较和专家论证，最后确定将该屋面分段采用X形节点、Y形节点及箱型斜杆，这样分段既能够满足以上两方面的要求，同时也能满足结构及建筑外观等设计要求。

本发明所述的联方网格型单层拱形网壳屋面结构的制备方法，包括如下步骤：

（1）采用电脑软件对X形节点、Y形节点和箱型斜杆各个构件分别进行放样、采用数控等离子进行切割；

（2）对构件样品与钢胎架结合的形式进行综合检查；

（3）从整体模型中将单根节点一一取出，进行二次深化，单独重新绘制适于车间加工制作的胎架，这样不仅提高了制作的精度，同时加工制作效率也得到了很大的提高；另外检测时采用地样法和全站仪综合检测，以保证构件的制作精度；

（4）在保证单件精度的基础上，采用电脑模拟拼装方法，对整体屋面网格进行构件的回归分析和检测，这样大大提高了现场的吊装精度，解决了实体预拼装的场地等因素限制的局限性。

为避免拼接带来的精度误差，步骤（1）中，对各个构件采取整体下料，端面的坡口之间下料时进行数控切割，以保证整体的加工精度。

有益效果：本发明与现有技术相比，其有益效果是：1、本发明产品在保证结构要求的前提下，便于加工；2、本发明方法加工精度高，满足整体建筑的使用和外观要求。

附图说明

图1为本发明产品的结构示意图；

图2为本发明X形节点的结构示意图；

图3为本发明Y形节点的结构示意图；

图4为本发明箱型斜杆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

某火车站主站房主体结构由下到上为轨道层结构、高架层结构、高架辅楼结构及拱形屋面结构，共五层。层高自下而上分别为9.5m、12.5m、5m、5m、37m，总高度69m。拱形屋面为联方网格型单层网壳，高架辅楼钢框架作为拱形屋面结构的支座及主要的抗侧力构件。

其中屋面采用菱形截面钢构件编织而成，形成一曲形网格拱，此种结构形式，各构件环环相扣，相互间的关联尺寸在加工制作时控制的精度要求特别高。

根据本工程的结构形式，本发明联方网格型单层拱形网壳屋面结构，具体结构形式如图1所示，由多组两个不同方向的箱型双曲拱交叉相连，编织成网状，所述屋面结构由X形节点1、Y形节点2及箱型斜杆3组装而成，X形节点、Y形节点及箱型斜杆的截面为不规则的菱形。

本发明所述的联方网格型单层拱形网壳屋面结构的制备方法，包括如下步骤：

（1）采用电脑软件对X形节点、Y形节点和箱型斜杆各个构件分别进行放样；对各个构件采取整体下料，端面的坡口之间下料时进行数控切割；

（2）对构件样品与钢胎架结合的形式进行综合检查；