[发明专利]大跨度异形曲面单层空间网壳钢膜结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种大跨度异形曲面单层空间网壳钢膜结构及施工方法，该钢膜结构包括：钢膜结构中心处的圆主管，所述圆主管外部两侧均连接侧向钢板和端板，所述端板和侧向钢板与圆主管形成一空腔，所述空腔内部填充混凝土，所述空腔顶部设置顶板，所述顶板内表面设置栓钉，外表面设置以放射状均匀分布的支管构件；所述圆主管一侧的侧向钢板通过多条横向加劲肋连接另一侧的侧向钢板，所述多条横向加劲肋之间通过纵向加劲肋连接。该结构结构的传力明确、直接，焊缝质量具有可控性，能充分满足结构受力的要求，同时减轻结构自重，工厂加工及现场施工方便简单，钢膜结构承载力、钢膜结构刚度及延性有显著提高，减少了钢膜结构成本，比较适用于空间网壳结构中。

技术领域

本发明属于钢结构建筑领域，涉及LED灯，尤其涉及一种大跨度异形曲面单层空间网壳钢膜结构及施工方法。

背景技术

钢结构具有强度高、施工速度快、抗震性能好等优点因而被广泛应用。随着钢结构在实际工程中被越来越广泛地使用，空间网架结构作为钢结构中的一种，适用于体育馆、展览厅、工业厂房等建筑中。根据不同的结构形式，空间网架结构的钢膜结构设计也多种多样，目前应用比较广泛的有焊接空心球钢膜结构、螺栓球钢膜结构、相贯钢膜结构等钢膜结构形式，这些钢膜结构有其各自的优缺点。焊接空心空心球优点是钢膜结构加工简单；支杆件与球焊接自然对中，避免钢膜结构偏心；受力合理、安全可靠、造价低廉；但是焊接球钢膜结构处自重较大。螺栓球钢膜结构的螺栓球直径需要根据实际结构构造要求确定，杆件之间通过高强度螺栓连接交汇于球钢膜结构，拆装方便，受力合理，综合经济技术好，但是其杆件施工要求较高，螺栓球是实心球，自重也大；相贯钢膜结构是将各个支杆杆件直接交汇的钢膜结构，结构形式简单，节省材料，但是支杆杆端加工较为复杂，钢膜结构处受力也较为复杂。

根据各种钢膜结构各自的优缺点，如何提升钢膜结构处的力学性能也越来越重要，各种钢膜结构的加固形式也越来越多，几种常见形式：在钢膜结构处增加加劲肋或者加劲板、在支杆件连接处灌注混凝土等。通过增加其他材料来增强空间钢膜结构处的力学性能的方法被越来越广泛的应用。

发明内容

本发明针对上述的问题，提供了一种大跨度异形曲面单层空间网壳钢膜结构及施工方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，

一种大跨度异形曲面单层空间网壳钢膜结构，包括：钢膜结构中心处的圆主管、端板、侧向钢板、顶板、支管构件、横向加劲肋、栓钉、纵向加劲肋和混凝土；

所述圆主管外部两侧均通过焊缝连接侧向钢板和端板，所述侧向钢板两端焊缝连接端板，所述侧向钢板和端板顶部焊缝连接顶板；

所述两端板、两侧向钢板、顶板与圆主管形成一空腔，所述空腔内部填充有混凝土，所述顶板设置于所述空腔顶部；所述顶板内表面设置有栓钉，

所述顶板外表面设置以放射状均匀分布的支管构件；

所述圆主管一侧的侧向钢板通过多条横向加劲肋连接所述圆主管另一侧的侧向钢板，所述多条横向加劲肋之间通过纵向加劲肋连接。

作为优选，所述支管构件截面为各种规则形状或异形。

作为优选，所述端板为与圆主管外表面弧度配套的月牙形。

作为优选，所述侧向钢板平行于所述圆主管的轴线垂直焊接于圆主管外部，所述端板垂直于侧向钢板垂直焊接于所述圆主管外部。

作为优选，所述多条横向加劲肋和纵向加劲肋焊缝连接于所述圆主管外表面，所述多条横向加劲肋相互平行设置。

一种大跨度异形曲面单层空间网壳钢膜结构的施工方法，包括以下步骤：

a)首先在顶板上焊接栓钉；

b)其次将圆主管上焊接两块侧向钢板和所述两块侧向钢板一端的端板，并且通过焊缝将该端板和两块侧向钢板连接；