一种安全型钢结构建筑的制作方法

本实用新型属于钢结构制造领域，特别涉及一种安全型钢结构建筑。

背景技术：

随着建筑工程的高速发展，出现了很多超大跨度的结构和很多新型建筑造型，这些结构和造型非常复杂，为了使结构适应建筑造型的要求，就需要结构中的一些构件随着结构的曲率变化而变化，这些变化包括构件的弯曲、扭转和异形，混凝土结构因自身沉重和后期承载力已经不能单独实现这些造型。因此，对于异形建筑而言，其施工质量将关系到本工程主体的建筑造型，因此对该类结构构件的施工和设计提出了更高的要求，而如何保证叶面钢模在具有较大的扭曲幅度的同时，还具有优异的结构强度等特性，需要技术人员进行精确的设计。

本工程是一个体育场馆，其总建筑面积42122.47㎡；包含四个单体建筑：艺术楼（艺术馆）建筑、体育馆建筑、游泳馆建筑、展示馆（会展馆）建筑、体育场建筑及连廊，其中艺术馆建筑无钢结构，本施工方案不做具体阐述。本工程总建筑面积42122.47㎡；其中：艺术楼（艺术馆）建筑面积8740㎡、体育馆建筑面积6513㎡、游泳馆建筑面积4575.52㎡、展示馆（会展馆）建筑面积7143.88㎡、体育场建筑面积15150.07㎡。

钢结构在由于其主要是通过钢管拼装而成，其对结构的设计合理性要求很高，其不仅是简单的搭建出一个造型出来，其还得需要符合力学原理，让其保证整个建筑的支撑和承载性。

技术实现要素：

实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种安全型钢结构建筑，其结构简单，设计合理，自动化程度高，减少人工劳动量，提高了工作效率。

技术方案：为了实现上述目的，本实用新型提供了一种安全型钢结构建筑，包括桁架和天窗，其中，所述桁架由左桁架和右桁架构成，所述左桁架和右桁架均由主桁架、次桁架和环桁架构成，所述主桁架的下方设有胎架，所述次桁架设有两主桁架之间，且所述主桁架之间位于次桁架的一侧设有连接梁，所述主桁架的外侧设有外侧主桁架，所述外侧主桁架的另一端通过环桁架连接，所述主桁架靠近地面的一端通过埋件固定，所述左桁架和右桁架之间设有中间主钢桁架和中间次桁架，所述天窗设于两中间主钢桁架之间，所述左桁架和右桁架呈对称设计，所述天窗与桁架限相配合。

本实用新型中所述的一种安全型钢结构建筑，其结构简单，安装方便，通过在左桁架和右桁架之间设置天窗，且，所述的天窗与左右桁架相配合，让其不仅能够满足客户在异型上的需求，同时，也让其能够更好的满足力学要求，在保证异型效果的同时，让其能够更好的满足建筑自身稳定性以及后期使用的承载力和支撑力的要求，有效的保证其使用的安全性和稳定性。

本实用新型中所述天窗采用圆顶式天窗，其中圆顶式天窗的设计不仅提高了其采光的面积，也大大的提升了其支撑性能，进一步提高整个建筑的稳定性。

本实用新型中所述主桁架位于地面的一端与环桁架之间设有次杆件，所述次杆件下方设有临时支撑，次杆件的设置，进一步提高其结构的稳定性和连接的安全性。

本实用新型中所述次杆件的外侧以及主桁架和环桁架之间设有悬挑，且所述悬挑之间设有单片桁架。

本实用新型中所述天窗包括中心桁架、天窗环桁架、中弦箱形梁、中弦连系梁和上弦桁架，所述天窗环桁架设于中心桁架的外侧，所述中弦箱形梁设于天窗环桁架上，所述中弦连系梁设于中弦箱形梁上；所述上弦桁架设于中弦连系梁的上方，所述中弦箱形梁与天窗环桁架和上弦桁架通过支撑架连接；所述上弦桁架设于中心桁架和上弦桁架之间。本实用新型中该天窗结构的设计，不仅让其采光达到最大效果，同时也让其与两侧的左右桁架达到完美的匹配，从而让其既满足了结构设计以及采光的需求，同时也进一步提高了整个结构稳定性和后期使用的安全性。

本实用新型中所述主桁架由多段主钢桁架构成大跨度桁架，让其能够根据实际的需求对其长度进行，实现尺寸的可调节。

上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型中所述的一种安全型钢结构建筑，其结构简单，安装方便，通过在左桁架和右桁架之间设置天窗，且，所述的天窗与左右桁架相配合，让其不仅能够满足客户在异型上的需求，同时，也让其能够更好的满足力学要求，在保证异型效果的同时，让其能够更好的满足建筑自身稳定性以及后期使用的承载力和支撑力的要求，有效的保证其使用的安全性和稳定性。

2、本实用新型中所述天窗包括中心桁架、天窗环桁架、中弦箱形梁、中弦连系梁和上弦桁架，所述天窗环桁架设于中心桁架的外侧，所述中弦箱形梁设于天窗环桁架上，所述中弦连系梁设于中弦箱形梁上；所述上弦桁架设于中弦连系梁的上方，所述中弦箱形梁与天窗环桁架和上弦桁架通过支撑架连接；所述上弦桁架设于中心桁架和上弦桁架之间。本实用新型中该天窗结构的设计，不仅让其采光达到最大效果，同时也让其与两侧的左右桁架达到完美的匹配，从而让其既满足了结构设计以及采光的需求，同时也进一步提高了整个结构稳定性和后期使用的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中左桁架和右桁架的结构示意图；

图3为本实用新型中天窗的局部放大图；

图中：桁架-1、天窗-2、左桁架-3、右桁架-4、次杆件-5、临时支撑-6、主桁架-31、次桁架-32、环桁架-33、胎架-34、外侧主桁架-35、中间主钢桁架-36、中间次桁架-37、中心桁架-21、天窗环桁架-22、中弦箱形梁-23、中弦连系梁-24、上弦桁架-25、支撑架-26、悬挑-7、单片桁架-71。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

实施例

如图1至图3所示的一种安全型钢结构建筑，包括：桁架1和天窗2，其中，所述桁架1由左桁架3和右桁架4构成，所述左桁架3和右桁架4均由主桁架31、次桁架32和环桁架33构成；

上述各部件关系：

所述主桁架31的下方设有胎架34，所述次桁架32设有两主桁架31之间，且所述主桁架31之间位于次桁架32的一侧设有连接梁5，所述主桁架31的外侧设有外侧主桁架35，所述外侧主桁架35的另一端通过环桁架33连接，所述主桁架31靠近地面的一端通过埋件固定，所述左桁架3和右桁架1之间设有中间主钢桁架36和中间次桁架37，所述天窗2设于两中间主钢桁架36之间，所述左桁架3和右桁架4呈对称设计，所述天窗2与桁架1限相配合。

本实施例中所述天窗2采用圆顶式天窗2。

本实施例中所述主桁架31位于地面的一端与环桁架33之间设有次杆件5，所述次杆件5下方设有临时支撑6。

本实施例中所述次杆件5的外侧以及主桁架31和环桁架33之间设有悬挑7，且所述悬挑7之间设有单片桁架71。

本实施例中所述天窗2包括中心桁架21、天窗环桁架22、中弦箱形梁23、中弦连系梁24和上弦桁架25，所述天窗环桁架22设于中心桁架21的外侧，所述中弦箱形梁23设于天窗环桁架22上，所述中弦连系梁24设于中弦箱形梁23上；所述上弦桁架25设于中弦连系梁24的上方，所述中弦箱形梁23与天窗环桁架22和上弦桁架25通过支撑架26连接；所述上弦桁架25设于中心桁架21和上弦桁架25之间。

本实施例中所述主桁架31由多段主钢桁架构成大跨度桁架。

实施例2

如图所示的一种安全型钢结构建筑，包括：桁架1和天窗2，其中，所述桁架1由左桁架3和右桁架4构成，所述左桁架3和右桁架4均由主桁架31、次桁架32和环桁架33构成；

上述各部件关系：

所述主桁架31的下方设有胎架34，所述次桁架32设有两主桁架31之间，且所述主桁架31之间位于次桁架32的一侧设有连接梁5，所述主桁架31的外侧设有外侧主桁架35，所述外侧主桁架35的另一端通过环桁架33连接，所述主桁架31靠近地面的一端通过埋件固定，所述左桁架3和右桁架1之间设有中间主钢桁架36和中间次桁架37，所述天窗2设于两中间主钢桁架36之间，所述左桁架3和右桁架4呈对称设计，所述天窗2与桁架1限相配合。

本实施例中所述天窗2采用圆顶式天窗2。

本实施例中所述主桁架31位于地面的一端与环桁架33之间设有次杆件5，所述次杆件5下方设有临时支撑6。

本实施例中所述次杆件5的外侧以及主桁架31和环桁架33之间设有悬挑7，且所述悬挑7之间设有单片桁架71。

本实施例中所述天窗2包括中心桁架21、天窗环桁架22、中弦箱形梁23、中弦连系梁24和上弦桁架25，所述天窗环桁架22设于中心桁架21的外侧，所述中弦箱形梁23设于天窗环桁架22上，所述中弦连系梁24设于中弦箱形梁23上；所述上弦桁架25设于中弦连系梁24的上方，所述中弦箱形梁23与天窗环桁架22和上弦桁架25通过支撑架26连接；所述上弦桁架25设于中心桁架21和上弦桁架25之间。

本实施例中所述主桁架31由多段主钢桁架构成大跨度桁架。

本实施例中一种安全型钢结构建筑的施工工艺，具体的施工工艺如下：

（1）：首先在地面对所需要的各种桁架即：主桁架31、次桁架32、环桁架33、外侧主桁架35、中间主钢桁架36、中间次桁架37和单片桁架1以及天窗2中涉及的各种桁架进行拼装；

（2）：当施工过程中需要的各种桁架拼装好后，首先对左桁架3进行组装，先在地面上指定的位置进行胎架34搭建；

（3）：当胎架34搭建好后，对主桁架31中的第一段主钢桁架进行测量定位，并设置两组缆风绳进行临时固定，然后通过吊车将其吊起，放到搭建好的胎架34上；

（4）：待上一步骤中第一段主钢桁架放置好后，按照上述的方式再通过吊车将第二段主钢桁架吊起放到指定的位置，并将其第一段主钢桁架之间标高保持一致，再调整桁架之间的间隙；

（5）：当第二段主钢桁架吊装好后，将其与第一段主钢桁架进行连接处进行焊接，焊接完成后切除安装耳板，再对该部位进行补焊。焊接完成后，对接口进行打磨，让其成光滑过度；

（6）：根据施工的实际需要，重复步骤（4）和（5）进行主桁架31的组装，直至其达到施工所需的尺寸要求；

（7）：然后按照上述相同的方法，重复步骤（2）至（7）对另一面右桁架4进行安装；

（8）：然后在主桁架2两主钢桁架中间设置次桁架32，并对其两边进行固定；

（9）：待次桁架32吊装完成后，在主桁架31之间位于次桁架32的一侧吊装连接梁5；

（10）：待连接梁5吊装完成后，在指定的位置，对环桁架33进行吊装，并在主桁架31和环桁架33之间吊装外侧主桁架35；

（11）：然后按照上述的方式，重复步骤（8）到（10）对右桁架4剩余的部分进行安装；

（12）：待上一步骤中右桁架4安装完成后，在左桁架3和右桁架4之间设置中间主钢桁架36，并将其与左桁架3和右桁架4的接口处进行焊接，然后在中间主钢桁架36的侧面安装中间次桁架37并将其与中间主钢桁架36和环桁架33的连接处进行焊接；

（13）：待中间次桁架37安装焊接完成后，再在两中间主钢桁架36之间设置天窗2，使用两台吊车抬吊天窗2；

（14）：待天窗2安装结束后，在主桁架31和环桁架33之间搭建临时支撑，并通过吊车在两者之间吊装次杆件5，对次杆件5和主桁架31和环桁架33之间的连接处进行焊接；

（15）：待次杆件5吊装完成后，在主桁架31以及次杆件5的外侧吊装悬挑7，在吊装悬挑7，并对其进行焊接固定；

（16）：在悬挑7吊装的过程中，在其之间对两片桁架组合和用临时支撑连接在一起后进行吊装；

（17）：然后再在悬挑7的外侧吊装单片桁架71，按照上述步骤（15）至（16）相同的方法完成整个建筑的悬挑7安装即可。

本实施例中在各部件的对接时，保证拼接口的精度，同时预留桁架焊接产生的收缩量，对接焊接完成后，切除安装耳板，再对该部位进行补焊，等全部焊接工作完成后，应对接口进行打磨成光滑过度。

本实施例中所述天窗2的加工工艺如下：

（1）：首先根据施工的需要在地面上搭设胎架，然后根据施工的图纸以及参数在胎架上对中心桁架21进行拼装；

（2）：待其拼装完成后，在中心桁架21外侧的指定位置对环桁架22上的进行拼装；

（3）：待环桁架22拼装完成后，再在环桁架22上安装中弦箱形梁23；

（4）：待中弦箱形梁23安装完成后，在中弦箱形梁23上安装中弦连系梁24，然后再在中弦连系梁24的上方设置上弦桁架25；

(5):待上弦桁架25安装好后，在中弦箱形梁23和上弦桁架25之间设置支撑架26，并对其进行拼装即可。

本实施例中一种安全型钢结构建筑的施工工艺，各部件的对接注意事项：

A、桁架高空对接拼装时应严格按照设计的标高及轴线位置进行对接拼装；

B、焊接时应根据每一榀的实际拼装测量长度或者侧弯情况，指定合理的焊接顺序，使焊接变形达到最小；

C、测量应跟踪进行，及时观测支承架的沉降等情况，而对桁架的节点的标高、轴线作出调整；

D、桁架安装过程中在高空作业，应在高空支承架上设置上下行走的爬梯，在桁架的弦管上铺设通长的跳板作为走道，方便来回通行；

E、吊装前先将对接口焊接操作平台在地面上进行搭设，吊装时随桁架一起吊装到高空。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。