[发明专利]一种异形悬挑钢结构及其施工方法

权利要求书

1.一种异形悬挑钢结构，包括钢结构的壶形体，是由壶杯（1）、与壶杯顶部连接的壶栓、与壶栓连接的壶柄（3）组成，其特征在于：所述壶柄是包括至少八根对称分布的主杆（3.1）以及连接主杆间的腹杆（3.2）组成的管形桁架，管形桁架分为悬挑于壶栓上方、一端封闭的悬挑段（3a）以及由悬挑段（3a）的另一开口端向下延伸成上窄下宽的漏斗形、用于与壶栓的顶部一侧固定连接的支撑段（3b）。

2.根据权利要求1所述的一种异形悬挑钢结构，其特征在于：所述壶杯（1）包括杯内部竖向的框架柱（4）、框架柱（4）的柱顶之间连接的水平的框架梁（5）、框架梁（5）外侧形成杯体的经向曲柱（1.1）、连接经向曲柱（1.1）之间的纬向曲梁（1.2）以及框架梁（5）内侧的壶顶曲梁（6）。

3.根据权利要求2所述的一种异形悬挑钢结构，其特征在于：所述壶栓是由多个壶栓曲面构件（2）组成，所述壶栓曲面构件（2）呈放射状间隔分布于经向曲柱（1.1）和壶顶曲梁（6）之间，并与两者均固定连接，所述框架梁（5）穿过壶栓曲面构件（2）的下侧并与之固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种异形悬挑钢结构，其特征在于：所述支撑段（3b）位于三个相邻的壶栓曲面构件的上方，三个壶栓曲面构件依次为第一壶栓曲面构件（2.1）、第二壶栓曲面构件（2.2）和第三壶栓曲面构件（2.3），

所述支撑段内侧受压区的三根主杆为受压杆（3.11），其末端分别连接至第一壶栓曲面构件（2.1）、第二壶栓曲面构件（2.2）和第三壶栓曲面构件（2.3）与壶顶曲梁（6）的三个连接结点处，

所述支撑段左右两侧支点区的两根主杆为支点杆（3.12），其末端分别连接至第一壶栓曲面构件（2.1）和第三壶栓曲面构件（2.3）与框架梁（5）的两个连接结点处，

所述支撑段外侧受拉区的三根主杆为受拉杆（3.13），左右两根受拉杆（3.13）的末端分别连接至第一壶栓曲面构件（2.1）和第三壶栓曲面构件（2.3）与经向曲柱（1.1）的两个连接结点之间的纬向曲梁（1.2）上，中间的受拉杆（3.13）的末端连接至第二壶栓曲面构件（2.2）与经向曲柱（1.1）的连接结点上。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种异形悬挑钢结构的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：

步骤一，工厂内预制壶杯（1）、壶栓、壶柄（3）的钢结构构件；

步骤二，安装杯体的框架结构；

步骤三，安装壶栓，即安装壶栓曲面构件（2）；

步骤四，拼装壶柄：将壶柄构件运输至现场后进行编号，对壶柄的悬挑段（3a）和支撑段（3b）两部分进行拼装，以准备分别悬挑段和支撑段两部分进行吊装；

步骤五，利用全站仪在场地中间确定管形桁架的主管（3.1）位置及其标高；

步骤六，在步骤五所确定的位置上，利用定位装置（7）对将支撑段的主管（3.1）进行位置固定；

步骤七，在场地上对支撑段（3b）的腹杆（3.2）进行安装和焊接；

步骤八，吊装安装完成后的支撑段构件，并将支撑段（3b）分别与杯体的框架结构、壶栓、壶顶曲梁进行固定连接；

步骤九，在场地上对悬挑段（3a）的构件进行安装和焊接；

步骤十，吊装悬挑段，吊装及焊接过程中由于重力影响会使悬挑段水平位置发生变化，为了防止吊装完成后出现下垂现象，在焊接时需使悬挑段与水平方向形成仰角；

步骤十一，拼合支撑段和悬挑段，按照步骤五中的构件编号对接口位置进行焊接处理，接口部分进行加固焊接工作，全部采用全熔透焊缝。

6.根据权利要求5所述的一种异形悬挑钢结构的施工方法，其特征在于：所述步骤六中的定位装置（7）包括位于同一平面上呈放射状对称分布、中心重合的多根定位管（7.1），定位管（7.1）的两端头分别设有用于固定主管（3.1）的夹具（7.2）。

7.根据权利要求5所述的一种异形悬挑钢结构的施工方法，其特征在于：所述步骤一中的钢结构构件，包括经向曲柱（1.1）、维向曲梁（1.2）、壶栓曲面构件（2）、壶柄（3）、框架柱（4）、框架梁（5）和壶顶曲梁（6）。