超长弧形曲面玻璃穹顶结构及其施工方法与流程

本发明涉及穹顶施工的，特别是涉及一种超长弧形曲面玻璃穹顶结构及其施工方法。

背景技术：

1、随着城市建设的快速发展，城市建筑也变得越来越新奇。其中，超高层建筑的顶部直接影响到超高层建筑的整体外观，目前，一般在建筑顶部通过弯曲、斜切以及错位等一系列的方式完成造型设计，形成塔冠。

2、现有的申请号为cn202110830147.3的中国发明专利申请公开了一种塔冠结构的施工方法，包括：将基座安装在建筑主体的顶部，其中，基座包括预埋钢柱、预埋件以及顶节柱；将塔冠桁架自基座往高处逐层进行临时固定，并在建筑主体的顶部搭建支撑胎架以支撑悬空搭设的塔冠桁架，其中，塔冠桁架包括立柱以及与立柱连接的横梁；在完成预设数量的塔冠桁架的临时固定后，将已临时固定的任意相邻二个塔冠桁架之间进行再次固定。

3、上述塔冠结构的施工方法仅适用于规则直线型的塔冠结构进行施工，然而随着建筑行业的逐步发展，人们的审美需求更多的倾向曲面、造型等新奇建筑，针对于曲面、曲直结合等新奇建筑，钢结构中的弯圆构件的安装精度不易控制，上述从下到上逐步安装塔冠结构的方法无法保证塔冠结构的安装精度，且上述塔冠结构的形式单一，无法满足人们的审美需求，针对上述问题，本申请提供一种超长弧形曲面玻璃穹顶结构及其施工方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种超长弧形曲面玻璃穹顶结构及其施工方法，针对于曲面、曲直结合等新奇建筑，钢结构中的弯圆构件的安装精度不易控制，塔冠结构的形式单一，无法满足人们的审美需求等问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明超长弧形曲面玻璃穹顶结构，包括钢立柱、转角钢立柱、钢横梁、钢环梁以及幕墙玻璃；

4、钢立柱沿着穹顶的周向间隔设置多道，所述转角钢立柱设置在穹顶转角位置，所述钢立柱的下端与底部建筑结构连接，上端与对应位置处的顶部建筑结构或者转角钢立柱连接；所述钢立柱和转角钢立柱均包括竖直段、水平段以及连接竖直段和水平段的弯圆段；

5、钢横梁连接在钢立柱间以及钢立柱与转角钢立柱间；

6、钢环梁分为多段，位于钢立柱的上端，连接在钢立柱间或者钢立柱与转角钢立柱间；

7、幕墙玻璃安装在钢立柱、转角钢立柱、钢横梁以及钢环梁组成的幕墙骨架上。

8、本发明超长弧形曲面玻璃穹顶结构，进一步的，所述转角钢立柱包括工字钢、设置在工字钢的腹板两侧并与腹板螺栓连接的第一镀锌钢板以及连接在工字钢上下翼缘板之间的封口钢板。

9、本发明超长弧形曲面玻璃穹顶结构，进一步的，所述底部建筑结构上于转角钢立柱的位置设有预埋钢板，所述预埋钢板与第一镀锌钢板之间焊接有钢肋板；所述预埋钢板上于转角钢立柱内侧固设有直角件，所述直角件通过螺栓与工字钢的翼缘板连接。

10、本发明超长弧形曲面玻璃穹顶结构，进一步的，所述顶部建筑结构上对应钢立柱和转角钢立柱的位置设有预埋钢板，所述钢立柱和转角钢立柱与顶部建筑结构连接端的两侧分别设有直角件，所述直角件固设在预埋钢板上，所述钢立柱或者转角钢立柱通过螺栓与直角件连接。

11、本发明超长弧形曲面玻璃穹顶结构，进一步的，所述钢立柱与转角钢立柱连接处于钢立柱的两侧分别设有连接肋板，所述连接肋板与转角钢立柱固结，所述钢立柱通过螺栓与连接肋板连接。

12、本发明超长弧形曲面玻璃穹顶结构，进一步的，所述转角钢立柱的翼缘板两侧对称焊接有转角件，所述钢横梁与转角件焊接固定，所述转角件上成型有插入钢横梁内部的钢衬板。

13、本发明超长弧形曲面玻璃穹顶结构，进一步的，所述钢立柱上固设有插入钢横梁内的钢衬板，所述钢横梁端部设有坡口，所述钢横梁于坡口处与钢立柱和钢衬板焊接固定。

14、本发明超长弧形曲面玻璃穹顶结构，进一步的，所述钢立柱外安装有铝合金底座，所述铝合金底座外侧螺栓连接有铝合金压块，所述幕墙玻璃安装在铝合金底座和铝合金压块之间，所述铝合金压块外扣接有扣盖；

15、所述幕墙玻璃横向通过副框和铝合金压块与钢横梁螺栓连接。

16、本发明超长弧形曲面玻璃穹顶结构，进一步的，所述转角件上分别安装有铝合金底座，所述转角钢立柱处的两块幕墙玻璃通过同时与两个铝合金底座连接的直角压块固定，所述直角压块外扣接有铝合金盖板，所述铝合金盖板通过螺钉与直角压块锁定；

17、两个所述铝合金底座之间通过镀锌钢板封闭，所述镀锌钢板的两端分别与对应的铝合金底座螺钉连接。

18、一种施工超长弧形曲面玻璃穹顶结构的方法，包括以下步骤：

19、步骤1：将钢立柱、转角钢立柱划分为竖直段、弯圆段以及水平段，在弯圆段内弧处焊接临时支撑角钢；利用cad软件进行穹顶结构展开零件，与设计联动提供弯圆段各位置的控制点坐标；

20、步骤2：在顶部建筑结构和底部建筑结构上测量放线出钢立柱以及转角钢立柱的安装位置；

21、步骤3：分段吊装竖直段、水平段以及弯圆段，先进行竖直段和水平段的安装，在竖直段和水平段安装就位后，测量端部连接点的坐标是否准确，安装弯圆段，施工过程中采用多点复测，每安装一端复测一次，校正完成后，采用连接板进行临时连接，然后进行焊接，对已安装完成的立柱构件进行精度复测后，方可进行下一步安装；重复上述过程，进行其余钢立柱和转角钢立柱的安装；

22、步骤4：进行钢横梁、钢环梁的安装以及焊接；

23、步骤5：进行幕墙玻璃的安装。

24、本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

25、1.结构上，本申请穹顶结构曲直结合，造型新奇，能够满足人们的审美需求；

26、2.将钢立柱分为竖直段、水平段以及弯圆段，便于钢构件的运输，合理的划分钢立柱的分段，竖直段和水平段作为端部构件提前安装，弯圆段安装在两段钢立柱之间，通过端部竖直段和水平段钢立柱的安装精度以及端部控制点，控制弯圆段的安装精度；采用以整体控局部的方式，通过控制端部构件的精度保证整体吊装精度；

27、3.在弯圆段吊装前，于弯圆段的内弧处增设临时支撑角钢，保证弯圆段的弯圆一致；

28、4.施工方法上，擦窗机、塔吊、钢平台相互配合，辅助幕墙骨架、玻璃的安装，确保施工安装以及满足玻璃幕墙安装的施工需求；

29、5.由于转角钢立柱不但要作为玻璃幕墙的竖龙骨进行施工，而且还要与钢立柱连接，同时承受来自幕墙玻璃和钢立柱的作用力，本申请改变转角钢立柱的结构形式，增强转角钢立柱的强度，确保钢结构的稳定；

30、6.在工字钢的翼缘板两侧对称焊接转角件，用于作为横梁的连接点，满足横梁的连接，以及钢结构转角需求，转角件上设有插入横梁内的衬板，确保连接点的强度。

31、下面结合附图对本发明作进一步说明。

技术特征：

1.超长弧形曲面玻璃穹顶结构，其特征在于：包括钢立柱(1)、转角钢立柱(2)、钢横梁(3)、钢环梁(4)以及幕墙玻璃(5)；

2.根据权利要求1所述的超长弧形曲面玻璃穹顶结构，其特征在于：所述转角钢立柱(2)包括工字钢（2.1）、设置在工字钢（2.1）的腹板两侧并与腹板螺栓连接的第一镀锌钢板(2.2)以及连接在工字钢（2.1）上下翼缘板之间的封口钢板(2.3)。

3.根据权利要求2所述的超长弧形曲面玻璃穹顶结构，其特征在于：所述底部建筑结构(6)上于转角钢立柱(2)的位置设有预埋钢板，所述预埋钢板与第一镀锌钢板(2.2)之间焊接有钢肋板(8)；所述预埋钢板上于转角钢立柱(2)内侧固设有直角件(9)，所述直角件(9)通过螺栓与工字钢（2.1）的翼缘板连接。

4.根据权利要求1所述的超长弧形曲面玻璃穹顶结构，其特征在于：所述顶部建筑结构(7)上对应钢立柱(1)和转角钢立柱(2)的位置设有预埋钢板，所述钢立柱(1)和转角钢立柱(2)与顶部建筑结构(7)连接端的两侧分别设有直角件(9)，所述直角件(9)固设在预埋钢板上，所述钢立柱(1)或者转角钢立柱(2)通过螺栓与直角件(9)连接。

5.根据权利要求1所述的超长弧形曲面玻璃穹顶结构，其特征在于：所述钢立柱(1)与转角钢立柱(2)连接处于钢立柱(1)的两侧分别设有连接肋板(10)，所述连接肋板(10)与转角钢立柱(2)固结，所述钢立柱(1)通过螺栓与连接肋板(10)连接。

6.根据权利要求2所述的超长弧形曲面玻璃穹顶结构，其特征在于：所述转角钢立柱(2)的翼缘板两侧对称焊接有转角件(12)，所述钢横梁(3)与转角件(12)焊接固定，所述转角件(12)上成型有插入钢横梁(3)内部的钢衬板(11)。

7.根据权利要求1所述的超长弧形曲面玻璃穹顶结构，其特征在于：所述钢立柱(1)上固设有插入钢横梁(3)内的钢衬板(11)，所述钢横梁(3)端部设有坡口，所述钢横梁(3)于坡口处与钢立柱(1)和钢衬板(11)焊接固定。

8.根据权利要求1所述的超长弧形曲面玻璃穹顶结构，其特征在于：所述钢立柱(1)外安装有铝合金底座(13)，所述铝合金底座(13)外侧螺栓连接有铝合金压块(14)，所述幕墙玻璃(5)安装在铝合金底座(13)和铝合金压块(14)之间，所述铝合金压块(14)外扣接有扣盖(15)；

9.根据权利要求6所述的超长弧形曲面玻璃穹顶结构，其特征在于：所述转角件(12)上分别安装有铝合金底座(13)，所述转角钢立柱(2)处的两块幕墙玻璃(5)通过同时与两个铝合金底座(13)连接的直角压块(17)固定，所述直角压块(17)外扣接有铝合金盖板(18)，所述铝合金盖板(18)通过螺钉与直角压块(17)锁定；

10.一种施工权利要求1-9任一所述的超长弧形曲面玻璃穹顶结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种超长弧形曲面玻璃穹顶结构及其施工方法，结构包括钢立柱、转角钢立柱、钢横梁、钢环梁以及幕墙玻璃；钢立柱沿着穹顶的周向间隔设置多道，转角钢立柱设置在穹顶转角位置，钢立柱的下端与底部建筑结构连接，上端与对应位置处的顶部建筑结构或者转角钢立柱连接；钢立柱包括竖直段、水平段以及连接竖直段和水平段的弯圆段；钢横梁连接在钢立柱间以及钢立柱与转角钢立柱间；钢环梁分为多段，位于钢立柱的上端，连接在钢立柱间或者钢立柱与转角钢立柱间；幕墙玻璃安装在钢立柱、转角钢立柱、钢横梁以及钢环梁组成的幕墙骨架上。本申请穹顶结构曲直结合，造型新奇，能够满足人们的审美需求，钢结构中的弯圆构件的安装精度高。

技术研发人员：叶荣海,李伟,张波,赵奇,苏家奇,杨肖,叶伟敏,郑康杰,晏种坤,付振华,陈乔杰,黄晋,秦彬东,王伟志,张少君,胡承权,纪锐滨,王昊,陈继毅,韦家祥,于晓辰
受保护的技术使用者：中建一局集团华南建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16