屋頂反光器的施工方法
【專利說明】屋頂反光器的施工方法
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001] 本發(fā)明涉及建筑工程施工技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種屋頂反光器的施工方法。
[【背景技術(shù)】]
[0002] 屋頂反光器是一種新的建筑結(jié)構(gòu)，可使建筑造型美觀。但是屋頂反光器的造型美 觀同時(shí)，結(jié)構(gòu)形式非常復(fù)雜，主結(jié)構(gòu)為鋼管桁架，所有豎向荷載均由八組索承擔(dān)，結(jié)構(gòu)制作 難度大，而且由于大多是安裝在高層建筑或超高層建筑的頂層，因此標(biāo)高大，施工及安裝的 難度系數(shù)高。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0003] 本發(fā)明就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中屋頂反光器施工困難等不足和缺陷，提供一種施 工方法新穎，安全可靠，施工效率高且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高的屋頂反光器的施工方法，其特征在于所 述的屋頂反光器包括下部支撐結(jié)構(gòu)、支撐框架、屋頂反光器主體結(jié)構(gòu)和鋼索，屋頂反光器 主體結(jié)構(gòu)包括內(nèi)部構(gòu)架和外部構(gòu)架，其中內(nèi)部構(gòu)架又包括內(nèi)部上構(gòu)架和內(nèi)部下構(gòu)架，該屋 頂反光器的施工方法步驟如下：
[0004] a.制作反光器鋼結(jié)構(gòu)：通過三維軟件實(shí)際模擬放樣出鋼結(jié)構(gòu)并切割，鋼管相貫面 切割采用數(shù)控切割；
[0005] b.鋼結(jié)構(gòu)分段；
[0006] C.自下而上逐段安裝屋頂反光器主體結(jié)構(gòu)；
[0007] d.鋼桁架計(jì)算；
[0008] e.預(yù)埋件計(jì)算，包括預(yù)埋件強(qiáng)度驗(yàn)算和預(yù)埋件構(gòu)造驗(yàn)算。
[0009] 在步驟a中，當(dāng)切割的鋼管管徑為300mm、管壁多10mm、半徑多12m以上或當(dāng)鋼管 管徑為350mm、管壁^ 10mm、半徑^ 16m或當(dāng)鋼管管徑為400mm、管壁為16mm以上且半徑 為20米以上或當(dāng)鋼管管徑為500mm、管壁多16mm、半徑多20m或當(dāng)鋼管管徑為600mm、管壁 多20mm、半徑多20m時(shí)，鋼管彎曲采用液壓冷彎技術(shù)；當(dāng)切割的鋼管管徑或管壁不滿足上述 要求時(shí)，鋼管彎曲采用熱彎技術(shù)。
[0010] 在步驟c中的自下而上逐段安裝屋頂反光器具體步驟為：
[0011] a.首先安裝臨時(shí)桁架及工作平臺(tái)；
[0012] b.將分段的內(nèi)部下構(gòu)架組裝并安裝在臨時(shí)桁架的工作平臺(tái)上，用攬風(fēng)繩將其固定 防止傾倒；
[0013] c.將下部支撐結(jié)構(gòu)及支撐框架與內(nèi)部下構(gòu)架連接；
[0014] d.將內(nèi)部上構(gòu)架與支撐框架連接，將內(nèi)部上構(gòu)架通過纜風(fēng)繩與屋頂反光器主體結(jié) 構(gòu)固定以防止失穩(wěn)傾倒；
[0015] e.安裝外部構(gòu)架及外部構(gòu)建與內(nèi)部構(gòu)架的拉桿；
[0016] f.安裝拉鎖使屋頂反光器主體結(jié)構(gòu)漲緊直至臨時(shí)工作吊起；
[0017] 在步驟d中，采用有限元分析軟件MIDAS/GEN V 7.0.2,其中荷載取集中荷載，活 載按檢修荷載取值，得到桁架計(jì)算恒載圖和桁架計(jì)算活載圖，通過有限元分析軟件MIDAS/ GEN V 7. 0.2進(jìn)行變形分析，得到變形計(jì)算結(jié)果，并得出集中力作用在桁架上時(shí)，在恒載、活 荷作用下結(jié)構(gòu)整體得最大豎向變形值以及桁架允許最大撓度，由此判定桁架的變形是否滿 足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003》第3. 5. 1條要求，計(jì)算在載荷作用下各構(gòu)件穩(wěn)定驗(yàn)算最 大應(yīng)力比是否滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003》4. 2. 3條穩(wěn)定設(shè)計(jì)要求。
[0018] 在步驟e中的預(yù)埋件強(qiáng)度驗(yàn)算為：首先記錄預(yù)埋件錨筋的初始參數(shù)，包括型號(hào)、排 列方式、尺寸、基材混凝土、基材厚度，接著計(jì)算預(yù)埋件的X向上的剪力、彎矩，Y向上的剪 力、彎矩，錨板上錨筋總個(gè)數(shù)，錨筋總面積，預(yù)埋件抗拉強(qiáng)度，X、Y方向上的錨筋排數(shù)的影響 系數(shù)，錨筋的受剪承載力系數(shù)，錨板的彎曲變形折減系數(shù)，沿X、Y向最外層錨筋的中心間 距，然后通過《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范2002版》中的公式10. 9. 1-1和10. 9. 1-2得出錨筋的 截面面積并計(jì)算出截面實(shí)際產(chǎn)生的承載力和實(shí)際允許的承載力，當(dāng)截面實(shí)際產(chǎn)生的承載力 小于實(shí)際允許的承載力時(shí)，則滿足設(shè)計(jì)要求。
[0019] 在步驟e中的預(yù)埋件構(gòu)造驗(yàn)算為：錨固長(zhǎng)度按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》2002版公 式9. 3. 1-1來取，可得鋼筋的外形系數(shù)、鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、鋼筋的公稱直徑、混凝土 軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和錨固長(zhǎng)度限值，鋼筋采用機(jī)械錨固方式，取包括錨固端頭在內(nèi)的錨 固長(zhǎng)度為錨固長(zhǎng)度限值0. 7倍，由于錨固長(zhǎng)度為350,大于包括錨固端頭在內(nèi)的錨固長(zhǎng)度， 故滿足設(shè)計(jì)要求；錨板的厚度限值計(jì)算方法為：取錨板厚度為錨筋直徑的0. 6倍，錨筋的間 距取列間距的1/8,由此得出錨板厚度限值，錨板厚度限值小于錨板厚度則符合設(shè)計(jì)要求； 同理將錨板行間距、列間距、行邊距、列邊距分別與其最小限值比較得出是否符合相應(yīng)的設(shè) 計(jì)要求。
[0020] 所述的鋼索包括內(nèi)部構(gòu)架的豎向支撐鋼索、內(nèi)部構(gòu)架與外部構(gòu)架之間的水平支撐 鋼索以及天窗交叉鋼索；其中主索為8組，每組為雙索結(jié)構(gòu)，鋼索表面均采用混合稀土合金 鍍層處理；拉索的安裝穿插在鋼構(gòu)件的安裝過程中，對(duì)應(yīng)部分的鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后就可以 進(jìn)行拉索的安裝，安裝時(shí)保證主索對(duì)稱張緊，張緊值通過設(shè)計(jì)提供的軸力計(jì)算其應(yīng)變位移， 張緊通過錨具調(diào)節(jié)桿，使其長(zhǎng)度達(dá)到理論值，先安裝四組長(zhǎng)索，再安裝四組短索；主索安裝 完畢鋼平臺(tái)卸載后，通過應(yīng)力測(cè)試索的受力以使其保證受力符合設(shè)計(jì)要求。
[0021] 本發(fā)明的施工方法保證鋼結(jié)構(gòu)施工的安全、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)、合理、快捷、方便，滿足結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。采用本施工方法制造出的屋頂反光器造型還原度高，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度牢固，克服了 結(jié)構(gòu)制作及安裝難度大的問題，提供了安全可靠且實(shí)用的屋頂反光器的施工方法，方案合 理可行，保證了該結(jié)構(gòu)施工的安全性。
[【附圖說明】]
[0022] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例中屋頂反光器的集合形狀剖面圖；
[0023] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中安裝臨時(shí)桁架及工作平臺(tái)的示意圖；
[0024] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中將分段的內(nèi)部構(gòu)架組裝并安裝在臨時(shí)桁架工作平臺(tái)上的 示意圖；
[0025] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中將下部支撐結(jié)構(gòu)及支撐框架與內(nèi)部下構(gòu)架連接的示意圖；
[0026] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例中將內(nèi)部上構(gòu)架與支撐框架連接示意圖；
[0027] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例中安裝外部構(gòu)架及外部構(gòu)建與內(nèi)部構(gòu)架的拉桿示意圖；
[0028] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例中安裝拉鎖使屋頂反光器主體結(jié)構(gòu)漲緊直至臨時(shí)工作吊起 示意圖；
[0029] 圖8是本發(fā)明實(shí)施例中桁架計(jì)算恒載圖；
[0030] 圖9是本發(fā)明實(shí)施例中桁架計(jì)算活載圖；
[0031] 圖10(a)是本發(fā)明實(shí)施例中的錨筋布置平面圖；
[0032] 圖10(b)是本發(fā)明實(shí)施例中的錨筋布置另一角度平面圖；
[0033] 圖11是本發(fā)明實(shí)施例中在有限元分析軟件中桿件截面計(jì)算結(jié)果界面截圖；
[0034] 1.內(nèi)部構(gòu)架2.結(jié)構(gòu)斜撐圓鋼管3.豎向結(jié)構(gòu)圓鋼管4.水平鋼索5.水平結(jié)構(gòu)圓鋼 管6.外部構(gòu)架8.天窗結(jié)構(gòu)徑向主鋼管9.塔樓中心軸線10.支撐框架11.臨時(shí)吊裝桁架 及工作平臺(tái)12.核心筒墻13.下部支撐結(jié)構(gòu)14.內(nèi)部上構(gòu)架15.預(yù)應(yīng)拉鎖；
[0035] 指定圖1為本發(fā)明的摘要附圖。
[【具體實(shí)施方式】]
[0036] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對(duì)本專業(yè)的人來說 是非常清楚的。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本 發(fā)明。
[0037] 本發(fā)明為一種屋頂反光器的施工方法，為詳細(xì)說明計(jì)算過程，擬定一規(guī)格為如下 參數(shù)的屋頂反光器作為實(shí)施例舉例說明：反光器結(jié)構(gòu)為空間懸索結(jié)構(gòu)形式，主要受力構(gòu)件 采用鋼管相貫連接，鋼材材質(zhì)Q345C，管徑為φ 194*12、φ 194"0、φ 250*10、φ 299*10、φ 244*7、φ 325*20、φ 325*25、φ 325*30、φ 500Φ20、φ 900$30等；所有荷載均有八組索承擔(dān)，主索為雙索，鋼索直徑為φ 48,材質(zhì) 為1670Mpa，索表面應(yīng)采用GALFAN，即混合稀土合金鍍層處理。該屋頂反光器主要包括下部 支撐結(jié)構(gòu)、支撐框架、屋頂反光器主體結(jié)構(gòu)和鋼索，屋頂反光器主體結(jié)構(gòu)包括內(nèi)部構(gòu)架和 外部構(gòu)架，其中內(nèi)部構(gòu)架又包括內(nèi)部上構(gòu)架和內(nèi)部下構(gòu)架。
[0038] 本發(fā)明的施工方法步驟為：
[0039] 1.制作反光器鋼結(jié)構(gòu)。反光器鋼結(jié)構(gòu)為鋼管桁架，相交管數(shù)量多，管徑品種多，鋼 結(jié)構(gòu)深化采用三維軟件實(shí)際模擬放樣，鋼管相貫面切割采用數(shù)控切割技術(shù)，力求做到精確 無誤。對(duì)于管徑小，管壁薄的鋼管，彎曲采用液壓冷彎技術(shù)，管徑大，管壁厚的鋼管，彎曲采 用熱彎技術(shù)。
[0040] 2.鋼結(jié)構(gòu)分段。分段原則：現(xiàn)場(chǎng)塔機(jī)起重性能> 10. 9噸大件運(yùn)輸高度不大于4. 8 米，含汽車自身的高度。反光器表面要求熱鍍鋅，熱鍍鋅槽要求構(gòu)件最大外形尺寸長(zhǎng)寬高分 別為：16x4x2,單位：米。
[0041] 3.根據(jù)反光器結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)，要求所有荷載均由八組索承擔(dān)，施工時(shí)自下而上逐 段安裝，且水平鋼管環(huán)Φ 900*30、天窗徑向管φ 500*20先鉸后剛的技術(shù)要求，制定了以 下的安裝順序：
[0042] 第一步：安裝臨時(shí)桁架及工作平臺(tái)，如圖2所示。
[0043] 第二步：將分段的花蕊下部分用塔機(jī)轉(zhuǎn)入建筑的一半高度左右樓層，現(xiàn)場(chǎng)組裝成 內(nèi)部下構(gòu)架，安裝在臨時(shí)桁架的工作平臺(tái)上，用攬風(fēng)繩將其主結(jié)構(gòu)固定以防傾倒，如圖3所 不ο
[0044] 第三步：將下部支撐結(jié)構(gòu)及支撐框架與內(nèi)部下構(gòu)架連接，如圖4所示。
[0045] 第四步：將內(nèi)部上構(gòu)架與支撐框架連接，將內(nèi)部上構(gòu)架通過攬風(fēng)繩與主體固定以 防失穩(wěn)傾倒，如圖5所示。
[0046] 第五步：安裝內(nèi)部構(gòu)架及外部構(gòu)架與內(nèi)部構(gòu)架的拉桿，如圖6所示。
[0047] 第六步：安裝拉索使其漲緊直至臨時(shí)工作吊起，如圖7所示。
[0048] 4.鋼桁架計(jì)算。如圖8?圖9所示，臨時(shí)鋼平臺(tái)采用兩榀桁架作為主要受力構(gòu) 件，桁架長(zhǎng)1100mm，兩榀桁架間距為2000mm，分析軟件采用有限元分析軟件MIDAS/GEN V 7. 0. 2,恒載取集中荷載375KN，活載按檢修荷載IKN取值，自重系數(shù)1. 1。在有限元分析軟 件MIDAS/GEN V 7.0. 2中可看出變形結(jié)果，由變形計(jì)算結(jié)果可知，集中力作用在桁架上時(shí)， 在恒載、活荷作用下結(jié)構(gòu)整體最大豎向變形為-5. 02mm，桁架允許最大撓度為11000/400 =27. 5mm，桁架的變形滿足鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范要求。由計(jì)算結(jié)果可知，集中力作用在桁架連梁， 在荷載作用下各構(gòu)件穩(wěn)定驗(yàn)算最大應(yīng)力比為〇. 75〈1. 0,滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范穩(wěn)定設(shè)計(jì)要 求。由有限元分析軟件MIDAS/GEN V 7. 0. 2分析得出反力包絡(luò)圖（FX = 658. 39KN，F(xiàn)Z = 494. 57KN, MX = 42. 03KN. MM, MZ = 164KN. MM)。桿件截面計(jì)算結(jié)果文件如圖11所示。
[0049] 5.預(yù)埋件計(jì)算。采用錨筋：焊接焊板錨筋庫(kù)」?Β335-Φ16;排列為非環(huán)形布 置，7行5列，其中行間距100mm，列間距75mm ;錨板選用：SB20_Q235 ;錨板尺寸：L*B = 400mmX 700mm，T = 20 (其中，L為埋板寬度，B為埋板長(zhǎng)度，T為埋板厚度）；基材混凝土： C40基