一种超大净高平顶钢构施工方法与流程

本发明涉及建筑构件的运输或装配，特别是涉及一种超大净高平顶钢构施工方法。

背景技术：

1、建筑的净高指的是房间的天花板到底板的高度差，不同的室内活动对建筑的净高要求不同，绝大部分室内活动需要的净高在3米以下，室内体育活动对建筑净高的要求会高一些，但即使是要求最高的排球馆，12.5米以上的净高也已能够满足国际赛事的需求了。当然，田径赛事可能会对层高有更高的要求，例如链球可能会被抛到更高的空中，但考虑到田径赛事对水平方向的空间的要求，其不适合在室内举行，一般在室外举行。

2、出于以上原因，现有建筑中，超大层高的单间很少出现。仅在某些特定的超大装配车间（如火箭总装车间）以及某些地标性的建筑（如一些大教堂）中出现，其建筑性质相当于“奇观”。工期和成本对这类建筑而言不构成阻碍。其可以采用不计工本的方式进行施工，通过挖很深的基坑确保地基稳固，通过大量堆砌高刚度的建材（如石材/高标号的钢筋混凝土）来确保在超大单体尺寸下仍有足够的刚度。其施工工期可达数年甚至数世纪。

3、虽然民用建筑中很少有对超大层高的需求，但这并不是因为用不到，而是因为成本难以接受。超大层高对于一些特型表演/特型拍摄而言是很有必要的，举例来讲，以奥特曼为代表的特摄剧，其涉及到大量复杂的空中场景的拍摄，需要具有很大净高的影棚，影棚净高越高，就能布置越多的空中道具并增大空中场景的景深。而资金紧张导致近年来的特摄剧无力租借大净高的影棚，导致很多复杂空中场景只能以精细度较低的cg来呈现。另一个对超大层高有很高要求的案例是室内高空杂技的日常排练。实际的表演可以在地标建筑级别的大剧场中进行，哪怕大剧场的使用成本较高，也能通过更高的演出收入来解决。但日常排练过程没有收入，也就没法负担起高昂的建筑使用成本。

4、本发明涉及的中国杂技艺术中心c区合成排练厅就属于这种情况，该建筑用于供室内高空杂技的日常排练，建筑的成本以及工期都不能太高，不然使用者负担不起。但排除掉那些棚子样式的临时建筑，目前已有的永久性大净高结构中，普遍需要用到钢筋混凝土剪力墙来确保建筑刚度（因为钢结构的刚度较低，而大净高的单间会严重降低建筑刚度），钢筋混凝土剪力墙需要逐层浇筑，需要合适的气温来施工，需要较深的基坑来确保稳固，从而导致施工成本提升且工期延长。当然，穹顶钢构可以用可接受的成本和工期得到很大的净高，但问题在于这种建筑中只有中心部位的净高是符合需求的。而如果要让穹顶钢构中所有部位的净高符合需求，其成本又会明显增大。

技术实现思路

1、本发明提供一种超大净高平顶钢构施工方法。

2、解决的技术问题是：现有建筑结构中，由于需要满足刚度要求，大净高平顶结构需要用剪力墙维持建筑刚度，从而使施工成本提升且工期延长。

3、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种超大净高平顶钢构施工方法，用于施工纯钢结构的平顶建筑，所述平顶建筑中带有一个用于室内高空表演、记作大净高井的房间，所述大净高井为由钢结构围护而成、横截面呈矩形的平顶房间，大净高井四面的钢结构中，三面记作小形变围护，一面记作大形变围护，所述小形变围护为多层钢结构建筑，所述大形变围护为由一排钢柱以及钢柱之间的钢梁连接而成的梁柱网格；

4、所述大净高井的顶棚主梁垂直于大形变围护设置，每根顶棚主梁从一端到另一端逐段安装并焊接连接为一体；

5、所述施工方法包括以下步骤：

6、步骤一：完成小形变围护及大形变围护的施工；

7、步骤二：在大净高井底部悬空安装拉结钢梁网，所述拉结钢梁网为分别与大形变围护及各小形变围护固定连接的钢梁网格；

8、步骤三：在拉结钢梁网上安装用于临时支撑顶棚主梁的临时支撑柱，所述临时支撑柱设置在各顶棚主梁的分段的接缝位置；

9、步骤四：安装顶棚主梁，并完成大净高井的顶棚安装。

10、进一步，所述大净高井的高度不小于24米。

11、进一步，步骤四中，各根顶棚主梁从一个小形变围护向另一个小形变围护逐个安装，每根顶棚主梁安装完成后立即安装后方的顶棚次梁。

12、进一步，步骤三中，临时支撑柱上设置有用于稳固临时支撑柱的缆风绳，所述缆风绳以临时支撑柱为中心呈放射状排布，缆风绳下端固定在拉结钢梁网的网格节点上。

13、进一步，所述大净高井内还设置有多个用于安装高空表演设备的马道层，所述马道层为绕大净高井内部一周设置的马道，上下相邻的马道层之间设置有爬梯，至少一个马道层与小形变围护中的一层楼板等高且连通。

14、进一步，所述大形变围护中的梁的材质为有弹性的钢材。

15、进一步，所述临时支撑柱为由塔吊标准节叠合而成的桁架柱。

16、进一步，所述临时支撑柱顶部设置有柱顶板且底部设置有柱底板，柱顶板及柱底板分别与临时支撑柱固定连接，所述柱顶板及柱底板边沿分别设置有用于避免在柱顶板及柱底板上作业的施工人员跌落的围栏。

17、进一步，所述桁架柱设置在拉结钢梁网的网格节点位置，桁架柱的四根立杆分别设置在四根钢梁上；柱底板的四角分别通过底板固定板与拉结钢梁网固定连接，所述底板固定板为板面竖直设置且分别与柱底板及拉结钢梁网焊接连接的钢板，柱底板的每个角上设置两块相互垂直的底板固定板。

18、本发明一种超大净高平顶钢构施工方法与现有技术相比，具有如下有益效果：

19、本发明中，通过先在三面修建多层钢结构建筑（刚度相对较大，且形变后能够恢复），一面修建梁柱网格（允许形变，起到类似变形缝的作用），围合成大净高井，使大净高井的形变在一个有限的、可自行恢复的范围内且不会因形变而开裂；然后用拉结钢梁网对大净高井进行拉结，使大净高井在发生形变时内部横截面的尺寸不发生明显变化，不会因形变而影响大净高井的使用；在大净高井的内部横截面的尺寸不会发生明显变化的情况下，分段安装顶棚主梁并组合成大净高井的顶棚，使顶棚可在大净高井会发生形变的前提下顺利安装。以上各点结合，通过让形变不影响施工以及使用，克服了超大净高平顶钢构刚度较低而带来的不利影响，不需要增加结构刚度硬抗形变，从而能以极低的成本和极短的工期（实际仅施工了大形变围护、拉结钢梁网、顶棚，别的部分是共用的）完成建筑施工。

技术特征：

1.一种超大净高平顶钢构施工方法，用于施工纯钢结构的平顶建筑，所述平顶建筑中带有一个用于室内高空表演、记作大净高井（1）的房间，其特征在于：所述大净高井（1）为由钢结构围护而成、横截面呈矩形的平顶房间，大净高井（1）四面的钢结构中，三面记作小形变围护（21），一面记作大形变围护（22），所述小形变围护（21）为多层钢结构建筑，所述大形变围护（22）为由一排钢柱以及钢柱之间的钢梁连接而成的梁柱网格；

2.根据权利要求1所述的一种超大净高平顶钢构施工方法，其特征在于：所述大净高井（1）的高度不小于24米。

3.根据权利要求1所述的一种超大净高平顶钢构施工方法，其特征在于：步骤四中，各根顶棚主梁（4）从一个小形变围护（21）向另一个小形变围护（21）逐个安装，每根顶棚主梁（4）安装完成后立即安装后方的顶棚次梁。

4.根据权利要求1所述的一种超大净高平顶钢构施工方法，其特征在于：步骤三中，临时支撑柱（5）上设置有用于稳固临时支撑柱（5）的缆风绳（6），所述缆风绳（6）以临时支撑柱（5）为中心呈放射状排布，缆风绳（6）下端固定在拉结钢梁网（3）的网格节点上。

5.根据权利要求1所述的一种超大净高平顶钢构施工方法，其特征在于：所述大净高井（1）内还设置有多个用于安装高空表演设备的马道层（9），所述马道层（9）为绕大净高井（1）内部一周设置的马道，上下相邻的马道层（9）之间设置有爬梯，至少一个马道层（9）与小形变围护（21）中的一层楼板等高且连通。

6.根据权利要求1所述的一种超大净高平顶钢构施工方法，其特征在于：所述大形变围护（22）中的梁的材质为有弹性的钢材。

7.根据权利要求1所述的一种超大净高平顶钢构施工方法，其特征在于：所述临时支撑柱（5）为由塔吊标准节叠合而成的桁架柱。

8.根据权利要求7所述的一种超大净高平顶钢构施工方法，其特征在于：所述临时支撑柱（5）顶部设置有柱顶板且底部设置有柱底板（7），柱顶板及柱底板（7）分别与临时支撑柱（5）固定连接，所述柱顶板及柱底板（7）边沿分别设置有用于避免在柱顶板及柱底板（7）上作业的施工人员跌落的围栏。

9.根据权利要求8所述的一种超大净高平顶钢构施工方法，其特征在于：所述桁架柱设置在拉结钢梁网（3）的网格节点位置，桁架柱的四根立杆分别设置在四根钢梁上；柱底板（7）的四角分别通过底板固定板（8）与拉结钢梁网（3）固定连接，所述底板固定板（8）为板面竖直设置且分别与柱底板（7）及拉结钢梁网（3）焊接连接的钢板，柱底板（7）的每个角上设置两块相互垂直的底板固定板（8）。

技术总结
本发明涉及建筑构件的运输或装配技术领域，公开了一种超大净高平顶钢构施工方法，本发明中，通过先在三面修建多层钢结构建筑一面修建梁柱网格围合成大净高井，使大净高井的形变在一个有限的、可自行恢复的范围内且不会因形变而开裂；然后用拉结钢梁网对大净高井进行拉结，使大净高井在发生形变时内部横截面的尺寸不发生明显变化，不会因形变而影响大净高井的使用；最后分段安装顶棚主梁并组合成大净高井的顶棚，使顶棚可在大净高井会发生形变的前提下顺利安装。以上各点结合，通过让形变不影响施工以及使用，克服了超大净高平顶钢构刚度较低而带来的不利影响，不需要增加结构刚度硬抗形变，从而能以极低的成本和极短的工期完成建筑施工。

技术研发人员：王瑞琦,涂尊敬,刘扬,温宇腾,王益民,王路兵,闫乐壮,燕泊阳,彭湃,陈清铄
受保护的技术使用者：北京建工集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25