一种索承网格体育场钢屋盖结构的制作方法

本发明涉及体育场钢结构安装技术领域，具体涉及一种索承网格体育场钢屋盖结构。

背景技术：

随着体育场钢结构支撑体系的发展，索承网格钢结构因具有显著的受力特点而获得广泛应用。但是对于体育场的索承网格钢结构，悬挑钢屋盖的檐口变形很难控制。索承网格钢结构施工的关键是保持张拉索、撑杆和网格钢结构的“力”与“形”协调。通过张拉径向索，绷紧环向索和撑杆，其中与钢屋盖檐口相连接的斜撑杆是调节“力”与“形”相适应的关键构件。

现有的技术条件下，可以采用“先装斜撑杆法”或者“后装斜撑杆法”进行斜撑杆的安装。如公开号cn111424822a涉及一种环形大悬挑索承网格结构的无支架施工方法，包括首先进行钢结构外围的结构安装，接着铺放环索，并安装环索索夹；再完成径向索的铺放安装；先铺设安装支撑架，然后完成上部内顶钢结构、上部外顶钢结构和环梁的钢结构安装；再安装上部内斜拉索、上部外斜拉索和上部底斜拉索；实现完成径向索、环索索夹与撑杆相连接；而后通过整体张拉张拉径向索使结构成形至外圈胎架脱离，再完成内侧斜撑杆的安装，之后拆卸上部内斜拉索、上部外斜拉索和上部底斜拉索；最后完成屋面、马道等，完成整体结构的施工，其解决了屋盖前端产生向下变形的问题，但是由于斜撑杆采用钢管杆件直接与铸钢件耳板焊接而成，缺乏可调节性，施工工艺存在柔性结构的钢屋盖檐口变形调节困难、施工附加应力影响安全性、施工操作困难及施工成本高的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的不足，提供了一种索承网格体育场钢屋盖结构，通过创新设计斜撑杆为核心技术的索承网格结构，增加结构安装过程中和全生命周期使用过程的可调节性，保持索承网格结构的受力和变形协调，提高了安全性能。

为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

一种索承网格体育场钢屋盖结构，包括网格钢结构、桁架支承柱、混凝土看台、径向钢索、环向钢索、竖直撑杆和斜撑杆，所述桁架支承柱一端设于混凝土看台上并固定连接，另一端与网格钢结构铰接连接；

所述网格钢结构下方均匀的设有若干竖直撑杆，所述竖直撑杆上连接有径向钢索和环向钢索，与若干竖直撑杆连接的环向钢索为闭合的圆环，所述斜向撑杆一端与网格钢结构铰接连接，另一端与径向钢索和环向钢索的铸钢节点铰接连接；

所述斜撑杆包括杆件、设于杆件两端的调节螺纹组件和设于杆件两端的角度调整组件；

斜向撑杆通过调节螺纹组件分别与径向钢索和环向钢索的铸钢节点及网格钢结构形成铰接连接，所述角度调整组件包括球铰耳件和与球铰耳件相适配的滚针轴承；所述角度调整组件用以调整杆件与其两端铰接连接的支座的连接角度实现斜撑杆完全处于轴心受力状态，减少了由于安装误差、柔性结构受力变形、温度作用等情况引起杆端附加弯曲应力的风险，显著增强了索承网格钢结构的安全性。

作为本发明的进一步改进，所述杆件为钢管柱，所述钢管柱的直径为180～200mm，所述钢管柱的管壁厚度为8～10mm。

作为本发明的进一步改进，所述调节螺纹组件的行程调节范围为0～60mm。

作为本发明的进一步改进，所述球铰耳件的角度调节范围为0～15度。

作为本发明的进一步改进，所述滚针轴承的承载力范围为2500～3000kn。

作为本发明的进一步改进，所述网格钢结构、桁架支承柱、混凝土看台、径向钢索、环向钢索、竖直撑杆和斜撑杆相互连接形成一整体连接结构。

作为本发明的进一步改进，所述环向钢索呈封闭的环形布置，所述环向钢索为六根钢绞线的组合索,单根钢绞线的直径为125～140mm，所述环向钢索重量为每延米90～150kg。

作为本发明的进一步改进，所述径向钢索呈放射状布置，所述径向钢索为钢绞线单索，所述钢绞线单索的直径为122～140mm。

基于上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下技术优点：

本发明通过在索承网格体育场钢屋盖的檐口设置可调节长度的斜撑杆，增加了安装方法的可选择性，既可以采用“先装斜撑杆法”，也可以采用“后装斜撑杆法”，而且两种安装方法施工效率都显著提升：“先装斜撑杆法”可以一次性张拉成形，通过调节螺纹组件实现檐口标高的微调整，快速实现钢屋盖悬挑端檐口标高的一致性；“后装斜撑杆法”可以通过调节螺纹组件快速实现环向钢索与斜撑杆的连接，减少了现场安装误差引起的斜撑杆现场切割、重新焊接等工序。

斜撑杆两端设置了球铰耳件和滚针轴承，斜撑杆与两端支座之间能够自动地进行角度微调整，可以实现斜撑杆完全处于轴心受力状态，减少了由于安装误差、柔性结构受力变形、温度作用等情况引起杆端附加弯曲应力的风险，显著增强了索承网格钢结构的安全性。

且通过若干次的有效实验，本发明的整体组件及连接关系能够在满足钢结构安装过程和全生命周期内的使用安全，通过长度可调节、角度自动调节的功能，使得柔性结构在张拉过程的变形与应力协调的调节工作变得简单，大大降低了调节网格钢结构应力参数和变形参数“双控制”的难度，显著降低施工劳动强度、减少材料浪费、节省施工时间，从而降低施工成本。

附图说明

图1是本发明的斜撑杆部件正面视角示意图。

图2是本发明的斜撑杆部件侧面视角示意图。

图3是本发明索承网格体育场钢屋盖结构的构造剖面示意图。

图4是本发明的网格钢结构平面布置示意图。

图5是本发明的径向钢索和环向钢索的平面布置示意图。

图中：1-网格钢结构，2-桁架支承柱，3-混凝土看台，4-径向钢索，5-环向钢索，6-竖直撑杆，7-斜撑杆，701-杆件，702-调节螺纹组件，703-球铰耳件、704-滚针轴承。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的解释说明。

如图1-图5所示，一种索承网格体育场钢屋盖结构，包括网格钢结构1、桁架支承柱2、混凝土看台3、径向钢索4、环向钢索5、竖直撑杆6和斜撑杆7，桁架支承柱2一端设于混凝土看台3上并固定连接，另一端与网格钢结构1铰接连接；

网格钢结构1下方均匀的设有若干竖直撑杆6，竖直撑杆6上连接有径向钢索4和环向钢索5，与若干竖直撑杆6连接的环向钢索5为闭合的圆环，斜向撑杆7一端与网格钢结构1铰接连接，另一端与径向钢索4和环向钢索5的铸钢节点铰接连接；

斜撑杆7包括杆件701、设于杆件701两端的调节螺纹组件702和设于杆件701两端的角度调整组件；

斜向撑杆7通过调节螺纹组件702分别与径向钢索4和环向钢索5的铸钢节点及网格钢结构1形成铰接连接，角度调整组件包括球铰耳件703和与球铰耳件703相适配的滚针轴承704；

角度调整组件用以调整杆件701与其两端铰接连接的支座的连接角度实现斜撑杆完全处于轴心受力状态，减少了由于安装误差、柔性结构受力变形、温度作用等情况引起杆端附加弯曲应力的风险，显著增强了索承网格钢结构的安全性。

实施例2

其余与实施例1的方案一致，杆件701为钢管柱，钢管柱的直径为180～200mm，钢管柱的管壁厚度为8～10mm。

实施例3

其余与实施例1或2的方案一致，调节螺纹组件702的行程调节范围为0～60mm。

实施例4

其余与实施例1-3任一项的方案一致，球铰耳件703的角度调节范围为0～15度。

实施例5

其余与实施例1-4任一项的方案一致，滚针轴承704的承载力范围为2500～3000kn。

实施例6

其余与实施例1-5任一项的方案一致，网格钢结构1、桁架支承柱2、混凝土看台3、径向钢索4、环向钢索5、竖直撑杆6和斜撑杆7相互连接形成一整体连接结构。

实施例7

其余与实施例1-6任一项的方案一致，环向钢索5呈封闭的环形布置，环向钢索5为六根钢绞线的组合索，单根钢绞线的直径为125～140mm，环向钢索5重量为每延米90～150kg。

实施例8

其余与实施例1-7任一项的方案一致，径向钢索4呈放射状布置，径向钢索4为钢绞线单索，钢绞线单索的直径为122～140mm。

实施例9

其余与实施例1-8任一项的方案一致，杆件701为钢管柱，钢管柱的直径为190mm，钢管柱的管壁厚度为9mm。

实施例10

其余与实施例1-9任一项的方案一致，调节螺纹组件702的行程调节范围为20-40mm。

实施例11

其余与实施例1-10任一项的方案一致，球铰耳件703的角度调节范围为8-12度。

实施例12

其余与实施例1-11任一项的方案一致，滚针轴承704的承载力范围为2700-2800kn。

实施例13

其余与实施例1-12任一项的方案一致，环向钢索5呈封闭的环形布置，环向钢索5为六根钢绞线的组合索，单根钢绞线的直径为130mm，环向钢索5重量为每延米110-120kg。

实施例14

其余与实施例1-13任一项的方案一致，径向钢索4呈放射状布置，径向钢索4为钢绞线单索，钢绞线单索的直径为130mm。

上述内容为本发明的示例及说明，但不意味着本发明可取得的优点受此限制，凡是本发明实践过程中可能对结构的简单变换、和/或一些实施方式中实现的优点的其中一个或多个均在本申请的保护范围内。