一种大跨度屋盖环径向桁架组合骨架结构及其安装方法与流程

本发明属于大跨度钢结构，具体涉及一种大跨度屋盖环径向桁架组合骨架结构及其安装方法。

背景技术：

1、随着当前建筑行业的高速发展，科技的日新月异，体育馆、航站楼、展览馆、候车大厅等一系列的公共建筑的需求日益增长，与以往的建筑结构不同，当前这类公共建筑的建筑风格要求趋于美观、独特，从而造成了屋面结构的异型、曲面，为了满足该类屋面结构支撑承载的特点，故屋盖常采用环径向桁架及单层网壳组合的结构安装。

2、环径向桁架及单层网壳组合的结构包括内桁架、外桁架和径向桁架，内桁架和外桁架之间设有单层网壳，外桁架的外侧也设有单层网壳。内桁架与单层网壳的连接节点、外桁架与单层网壳的连接节点、径向桁架与单层网壳的连接节点一般采用多杆件交汇焊接固定，节点间受力情况较为复杂，且结构高空连接时，节点连接空间不足导致杆件无法进行插入连接，同时在结构未形成整体前无法以地上钢柱作为结构的有效支撑，现场施工安装难度较大等问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种大跨度屋盖环径向桁架组合骨架结构及其安装方法，单层网壳与桁架之间的连接节点采用插板，预留足够的节点连接空间，增加节点间焊接面，从而保证节点间安装的可靠性，杆件受力于插板上，受力情况简单，同时设置环梁及内桁架的临时支撑体系，给与钢结构的临时支撑作用，使结构未形成整体前的安全性得以保证；而且先对内侧钢结构安装，再对外侧钢结构安装，采用合理的施工方法，保证该类结构稳定、精准安装。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种大跨度屋盖环径向桁架组合骨架结构，包括内桁架、外桁架和径向桁架，内桁架为圆环形状，外桁架为圆环形状，内桁架设于外桁架的孔中，内桁架和外桁架之间设有单层网壳一，外桁架的外侧设有单层网壳二，径向桁架设于内桁架和外桁架之间，同时径向桁架和单层网壳一固定连接，径向桁架和单层网壳二固定连接。其特征在于，还包括环梁，环梁为圆环形状，单层网壳二设于环梁和外桁架之间，环梁和径向桁架固定连接。单层网壳一和内桁架之间的连接节点、单层网壳一和外桁架之间的连接节点、单层网壳一和径向桁架之间的连接节点均采用插板，单层网壳二和内桁架之间的连接节点、单层网壳二和外桁架之间的连接节点、单层网壳二和径向桁架之间的连接节点均通过插板。

4、进一步，内桁架和外桁架均采用桁架结构，桁架结构包括下弦杆一、腹杆一和上弦杆一，上弦杆一首尾焊接成圆环形状，下弦杆一首尾焊接成圆环形状，单段下弦杆一设于两段上弦杆一的下方。

5、进一步，径向桁架包括下弦杆二、腹杆二和上弦杆二，上弦杆二首尾焊接向外伸展，下弦杆二首尾焊接向外伸展，单段下弦杆二设于两段上弦杆二的下方。

6、进一步，内桁架和径向桁架之间、外桁架和径向桁架之间均设置加强杆，加强杆固定在上弦杆一和上弦杆二之间，加强杆的直径大于上弦杆一的直径，加强杆的直径大于上弦杆二的直径。

7、进一步，单层网壳一和单层网壳二均采用网壳结构，网壳结构包括钢管和毂节点，毂节点采用圆柱形状，钢管焊接在毂节点的外侧。

8、进一步，毂节点的内部设有空腔，空腔中焊接有加劲板。

9、一种大跨度屋盖环径向桁架组合骨架结构的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

10、步骤a、对内桁架、外桁架、径向桁架、单层网壳一和单层网壳二进行区域划分：

11、将内桁架分为4个分块单元成榀拼装，分别为：nhj1、nhj2、nhj3和nhj4。

12、将外桁架分为7个分块单元成榀拼装，分别为：whj1、whj2、whj3、whj4、whj5、whj6和whj7。

13、将径向桁架分为7个分块单元成榀拼装，分别为：jxhj1、jxhj2、jxhj3、jxhj4、jxhj5、jxhj6和jxhj7。

14、单层网壳一分为7个分块单元整体拼装，分别为：单元1、单元2、单元3、单元4、单元5、单元6和单元7。

15、单层网壳二分为14个分块单元整体拼装，分别为：单元8、单元9、单元10、单元11、单元12、单元13、单元14、单元15、单元16、单元17、单元18、单元19、单元20、单元21。

16、步骤b、根据施工图纸，并结合环梁的圆管直径大小，在现场安装符合环梁的圆管直径的支撑架一。

17、步骤c、根据施工图纸，并结合内桁架中下弦杆一和上弦杆一的直径大小，在现场安装符合该直径的支撑架二。

18、步骤d、通过吊车将内桁架的2个分块单元nhj1和nhj2吊放到支撑架二上。

19、步骤e、选择径向桁架4个分块单元jxhj1、jxhj2、jxhj3、jxhj4，选择外桁架3个分块单元whj1、whj2、whj3，同时选择单层网壳一3个分块单元单元1、单元2、单元3，选择单层网壳二6个分块单元单元8、单元9、单元10、单元11、单元12、单元13。

20、通过吊车的吊放，将径向桁架的分块单元jxhj1、jxhj2、jxhj3、jxhj4安装在步骤d中内桁架的分块单元上，相邻两个径向桁架的分块单元之间形成安装区域，形成3个安装区域。针对其中一个安装区域，将单个单层网壳一的分块单元安装在相邻两榀径向桁架的分块单元之间，单层网壳一的分块单元和内桁架的分块单元固定连接，再将单榀外桁架的分块单元安装在相邻两榀径向桁架的分块单元之间，单榀外桁架的分块单元和单层网壳一的分块单元固定连接，然后将两个单层网壳二的分块单元安装在相邻两榀径向桁架的分块单元之间，两个单层网壳二的分块单元和外桁架的分块单元固定连接，然后将环梁吊放到支撑架一上，再将环梁和外桁架的分块单元固定连接，同时将环梁和径向桁架的分块单元固定连接，按照上述安装区域的施工方法，完成所有的安装区域施工。

21、步骤f、通过吊车将内桁架的剩余2个分块单元nhj3和nhj4吊放到支撑架二上。

22、步骤g、选择径向桁架剩余3个分块单元jxhj5、jxhj6、jxhj7，选择外桁架4个分块单元whj4、whj5、whj6和whj7，同时选择单层网壳一4个分块单元单元4、单元5、单元6和单元7，选择单层网壳二8个分块单元单元14、单元15、单元16、单元17、单元18、单元19、单元20、单元21。

23、通过吊车的吊放，将径向桁架的分块单元jxhj5、jxhj6、jxhj7安装在步骤f中内桁架的分块单元上，相邻两个径向桁架的分块单元之间形成安装区域，形成4个安装区域。针对其中一个安装区域，将单个单层网壳一的分块单元安装在相邻两榀径向桁架的分块单元之间，单层网壳一的分块单元和内桁架的分块单元固定连接，再将单榀外桁架的分块单元安装在相邻两榀径向桁架的分块单元之间，单榀外桁架的分块单元和单层网壳一的分块单元固定连接，然后将两个单层网壳二的分块单元安装在相邻两榀径向桁架的分块单元之间，两个单层网壳二的分块单元和外桁架的分块单元固定连接，然后将环梁吊放到支撑架一上，再将环梁和外桁架的分块单元固定连接，同时将环梁和径向桁架的分块单元固定连接，按照上述安装区域的施工方法，完成所有的安装区域施工。

24、进一步，支撑架二包括格构柱和支撑体系，支撑体系包括h型钢、圆管一和圆管二，h型钢固定在格构柱的顶部，h型钢和格构柱之间固定有斜撑一，圆管二和圆管一均固定在h型钢上，圆管一和h型钢之间固定有斜撑二，单根圆管二设于两根圆管一之间，圆管二的长度小于圆管一的长度。圆管一的顶部设有支撑座一，支撑座一设有槽口一，槽口一用于放置上弦杆一，圆管二的顶部设有支撑座二，支撑座二设有槽口二，槽口二用于放置下弦杆一。

25、进一步，支撑座一的底部设有螺纹杆一，螺纹杆一螺纹连接有限位螺母，圆管一设有安装孔，螺纹杆一竖向设于安装孔中，限位螺母支撑在圆管一的顶部上。圆管二设有连接孔，连接孔中设有弹簧，支撑座二的底部设有导向杆，导向杆竖向设于连接孔中，并支撑在弹簧上，使得弹簧被压缩，h型钢设有限位管，限位管设有螺纹孔，螺纹孔中螺纹连接有螺纹杆二，螺纹杆二焊接有调整螺母，螺纹杆二的顶部设有支撑盘，支撑盘对支撑座二的底部进行支撑。支撑座一设有两组对称设置的压紧结构，压紧结构包括移动板和滚轮，移动板固定有连接轴,滚轮设于连接轴上，支撑座一设有通孔，移动板设于通孔中，并在通孔中水平移动，滚轮用于压紧上弦杆一，支撑座一螺纹连接有锁紧螺栓，锁紧螺栓顶紧移动板。

26、进一步，格构柱和地面之间设有缆风绳。

27、本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

28、(1)本发明的单层网壳一和内桁架之间的连接节点、单层网壳一和外桁架之间的连接节点、单层网壳一和径向桁架之间的连接节点均采用插板，单层网壳二和内桁架之间的连接节点、单层网壳二和外桁架之间的连接节点、单层网壳二和径向桁架之间的连接节点均通过插板。

29、使得单层网壳与桁架之间的连接节点采用插板，预留足够的节点连接空间，增加节点间焊接面，从而保证节点间安装的可靠性，杆件受力于插板上，受力情况简单。

30、(2)本发明在单层网壳二的外侧设置环梁，保证单层网壳二杆件的端部均作用在同一钢结构上，使得整个组合骨架结构更具整体性。同时本发明在安装时，对环梁及内桁架设置临时支撑体系，给与钢结构的临时支撑作用，使结构未形成整体前的安全性得以保证。

31、(3)本发明将整个组合骨架结构安装分为两个区域安装，先对内侧钢结构安装，具体为：内桁架的2个分块单元nhj1和nhj2；径向桁架4个分块单元jxhj1、jxhj2、jxhj3、jxhj4；外桁架3个分块单元whj1、whj2、whj3；单层网壳一3个分块单元单元1、单元2、单元3；单层网壳二6个分块单元单元8、单元9、单元10、单元11、单元12、单元13。

32、再对外侧钢结构安装，具体为：内桁架的剩余2个分块单元nhj3和nhj4；径向桁架剩余3个分块单元jxhj5、jxhj6、jxhj7；外桁架4个分块单元whj4、whj5、whj6和whj7；单层网壳一4个分块单元单元4、单元5、单元6和单元7；单层网壳二8个分块单元单元14、单元15、单元16、单元17、单元18、单元19、单元20、单元21。

33、内侧钢结构安装时，外侧钢结构未施工，预留有充足的操作空间，将内侧钢结构分段拼装，形成稳定结构。再根据内侧钢结构对外侧钢结构进行安装，内侧钢结构对外侧钢结构起到参照、支撑作用。采用合理的施工方法，保证该类结构稳定、精准安装。