一种大型分叉柱与复杂曲面网架结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及建筑施工领域，尤其是一种大型分叉柱与复杂曲面网架结构。
【背景技术】
[0002]目前在国内外的航站楼、体育场馆、会展中心、车站等大跨度建筑结构中，屋面结构采用复杂曲面网架的非常多，其下部支承结构通常采用框架柱(钢柱或钢筋混凝土柱以及型钢混凝土柱)，近年来出现的分叉柱由于具有美观、结构受力合理等优点，越来越受到建筑师和结构师的青睐。对于传统的大型分叉柱支承的复杂曲面网架结构，具有施工周期长，满堂脚手架费用高等缺点。另外，当分叉柱顶部的节点采用向心轴节点时，采用常规结构不易保证向心轴节点的准确定位，对结构的受力可能产生不利影响。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是:针对传统曲面网架施工的施工周期长、费用高及结构安全问题等特点研究开发的一种施工周期短、费用低及安全性高的一种大型分叉柱与复杂曲面网架结构。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种大型分叉柱与复杂曲面网架结构，包括由钢柱及钢梁组成的下部框架结构、设置在地面上的直钢柱、大型分叉柱以及架设在直钢柱及大型分叉柱之上的曲面网架，所述的曲面网架通过大型分叉柱及直钢柱支撑，所述的大型分叉柱下段为安装在地面上的分叉柱先装段，所述的大型分叉柱上段为安装在分叉柱先装段顶端的分叉柱后装段，所述的曲面网架包括网架杆件以及螺栓球，所述的网架杆件之间通过焊接球及连接耳板相连接，所述的连接耳板上开设有向心轴节点连接孔，所述的分叉柱后装段末端通过向心轴节点连接孔与曲面网架相连接。
[0005]为了起到更好的支撑作用，大型分叉柱采用两种结构，一种为四叉型分叉柱，所述的分叉柱先装段下段为直柱，顶端为四叉铸钢件，所述的分叉柱后装段为与所述分叉柱先装段顶端的四叉钢铸件相配合的四叉结构，第二种采用Y型分叉柱结构，所述的分叉柱先装段下段为直柱，顶端为Y型铸钢件，所述的分叉柱后装段为与所述分叉柱先装段顶端的Y型钢铸件相配合的Y型结构。
[0006]其中，所述的大型分叉柱的分叉柱先装段和分叉柱后装段均采用焊接箱型截面及大直径焊接圆管或变截面圆管。
[0007]另外，为了方便网架杆件之间的拼装，所述的螺栓球上开设有复数个螺纹孔，所述的螺栓球表面涂覆有防锈漆，能够起到有效的防锈作用。
[0008]为了起到进一步防锈的作用，所述的网架杆件和焊接球表面均涂覆有防锈层。
[0009]本实用新型的有益效果是，本实用新型的一种大型分叉柱与复杂曲面网架结构适用于屋面采用复杂曲面网架，曲面网架下部采用大型分叉柱的空间钢结构，实现了曲面网架、分叉柱立体交叉进行，有着广阔的应用前景，社会和经济效益显著。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0011]图1是本实用新型的结构示意图。
[0012]图2是本实用新型中焊接球及连接耳板的结构示意图。
[0013]图3是本实用新型中分叉柱后装段的结构示意图。
[0014]图中1.下部框架结构，2.直钢柱，3.分叉柱先装段，4.分叉柱后装段，5.曲面网架，6.焊接球，7.连接耳板，8.向心轴节点轴承孔，9.分叉柱后装段杆件。
【具体实施方式】
[0015]现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0016]如图1?图3所示的一种大型分叉柱与复杂曲面网架结构，包括下部框架结构1、直钢柱2、大型分叉柱以及曲面网架5，曲面网架通过大型分叉柱及直钢柱2支撑，大型分叉柱下段为安装在地面上的分叉柱先装段3，大型分叉柱上段为安装在分叉柱先装段3顶端的分叉柱后装段4，曲面网架5包括网架杆件以及螺栓球，网架杆件之间通过焊接球6及连接耳板7相连接，连接耳板7上开设有向心轴节点连接孔8，分叉柱后装段4末端通过向心轴节点连接孔8与曲面网架5相连接。
[0017]—种大型分叉柱与复杂曲面网架结构，包括一个单位曲面段的施工及各个安装区段的交叉施工，施工前采用有限元分析软件Midas对整个施工过程进行全过程仿真分析，通过分析优化施工方案，并且对施工过程分析中的应力较大杆件进行加强或替换；
[0018]施工流程如下:
[0019]a.完成下部框架结构I安装；
[0020]b.区段1:直钢柱2、分叉柱先装段3的安装；临时格构柱的安装；
[0021]c.同时进行:区段1:曲面网架5的安装其中又含曲面网架5基准块的安装以及之后的向横向两侧进行高空安装、与向心轴节点连接的焊接球6及连接耳板7安装等；区段2:直钢柱2、分叉柱先装段3的安装；临时格构柱的安装；
[0022]d.同时进行:区段1:分叉柱后装段4的安装；区段2:曲面网架5的安装；区段3:直钢柱2、分叉柱先装段3的安装；临时格构柱的安装；
[0023]e.同时进行区段1:临时格构柱的拆除；区段2:分叉柱后装段4的安装；区段3:曲面网架5的安装；区段4:直钢柱2、分叉柱先装段3的安装；临时格构柱的安装，；
[0024]f.同时进行:区段2:临时格构柱的拆除；区段3:分叉柱后装段4的安装；区段4:曲面网架5的安装；区段5:直钢柱2、分叉柱先装段3的安装；临时格构柱的安装；
[0025]g.同时进行:所有区段曲面网架5及分叉柱安装并卸载完毕；
[0026]为了起到更好的支撑作用，大型分叉柱采用两种结构，一种为四叉型分叉柱，分叉柱先装段3下段为直柱，顶端为四叉铸钢件，分叉柱后装段4为与分叉柱先装段3顶端的四叉钢铸件相配合的四叉结构，第二种采用Y型分叉柱结构，分叉柱先装段3下段为直柱，顶端为Y型铸钢件，分叉柱后装段4为与分叉柱先装段3顶端的Y型钢铸件相配合的Y型结构。
[0027]其中，大型分叉柱的分叉柱先装段3和分叉柱后装段4均采用焊接箱型截面及大直径焊接圆管或或变截面圆管。
[0028]另外，为了方便网架杆件之间的拼装，螺栓球上开设有复数个螺纹孔，螺栓球表面涂覆有防锈漆，能够起到有效的防锈作用。为了起到进一步防锈的作用，网架杆件和焊接球表面均涂覆有防锈层。
[0029]工艺原理:是在下部框架结构I施工完成基础上，先进行直钢柱2及分叉柱先装段3的安装，与此同时，临时格构柱也进行安装，之后进行曲面网架5的安装，可采用“基准块”方法，即在地面将曲面网架5的一部分拼装成基准块，其大小可根据吊机的吊装能力确定，基准块地面拼装后吊至高空就位于临时格构柱；以基准块为基础，往两侧采用高空散拼法拼装其余曲面网架，直至该区段安装完毕。与向心轴节点连接的焊接球6及连接耳板7在曲面网架5安装时高空就位。
[0030]该区段的曲面网架5安装完成后即可进行分叉柱后装段4的安装。该分叉柱后装段4之所以需要“后装”是基于如下考虑:
[0031]1.大型分叉柱的长度较大，且为斜柱，其底端为梭形，若先行安装，在不对其进行临时支撑的情况下，其自重将导致顶端的位移相当大，由此将大大增加安装误差；
[0032]2.若分叉柱安装时增加临时支撑，将大大增加临时支撑的数量。
[0033]分叉柱安装之后进彳丁临时格构柱的卸载。必须注意的是，临时格构柱的卸载顺序必须根据整体结构的受力情况，按照仿真计算分析的结果逐步进行。
[0034]以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种大型分叉柱与复杂曲面网架结构，其特征是:包括由钢柱及钢梁组成的下部框架结构(I)、设置在地面上的直钢柱(2)、大型分叉柱以及架设在直钢柱(2)及大型分叉柱之上的曲面网架(5)，所述的曲面网架(5)通过大型分叉柱及直钢柱(2)支撑，所述的大型分叉柱下段为安装在地面上的分叉柱先装段(3)，所述的大型分叉柱上段为安装在分叉柱先装段(3)顶端的分叉柱后装段(4)，所述的曲面网架(5)包括网架杆件以及螺栓球，所述的网架杆件之间通过焊接球(6)及连接耳板(7)相连接，所述的连接耳板(7)上开设有向心轴节点连接孔(8)，所述的分叉柱后装段(4)末端通过向心轴节点连接孔(8)与曲面网架(5)相连接。2.根据权利要求1所述的一种大型分叉柱与复杂曲面网架结构，其特征是:所述的分叉柱先装段(3)下段为直柱，顶端为四叉铸钢件，所述的分叉柱后装段(4)为与所述分叉柱先装段(3)顶端的四叉钢铸件相配合的四叉结构。3.根据权利要求1所述的一种大型分叉柱与复杂曲面网架结构，其特征是:所述的分叉柱先装段(3)下段为直柱，顶端为Y型铸钢件，所述的分叉柱后装段(4)为与所述分叉柱先装段(3)顶端的Y型钢铸件相配合的Y型结构。4.根据权利要求1所述的一种大型分叉柱与复杂曲面网架结构，其特征是:所述的大型分叉柱的分叉柱先装段(3)和分叉柱后装段(4)采用焊接箱型截面及大直径焊接圆管或变截面圆管。5.根据权利要求1所述的一种大型分叉柱与复杂曲面网架结构，其特征是:所述的螺栓球上开设有复数个螺纹孔，所述的螺栓球表面涂覆有防锈漆。6.根据权利要求1所述的一种大型分叉柱与复杂曲面网架结构，其特征是:所述的网架杆件和焊接球(6)表面均涂覆有防锈层。
【专利摘要】本实用新型涉及一种大型分叉柱与复杂曲面网架结构，包括下部框架结构、直钢柱、大型分叉柱以及曲面网架，曲面网架通过大型分叉柱及直钢柱支撑，大型分叉柱下段为安装在地面上的分叉柱先装段，大型分叉柱上段为安装在分叉柱先装段顶端的分叉柱后装段，曲面网架包括网架杆件以及螺栓球，网架杆件之间通过焊接球及连接耳板相连接，连接耳板上开设有向心轴节点连接孔，分叉柱后装段末端通过向心轴节点连接孔与曲面网架相连接。本实用新型的一种大型分叉柱与复杂曲面网架结构适用于屋面采用复杂曲面网架，曲面网架下部采用大型分叉柱的空间钢结构，实现了曲面网架、分叉柱立体交叉进行，有着广阔的应用前景，社会和经济效益显著。
【IPC分类】E04B7/00, E04G21/14, E04B1/58
【公开号】CN204850196
【申请号】CN201520498441
【发明人】任金岭, 黄玉萍, 白永辉, 白安生, 刘钢, 王新妍
【申请人】中铁十八局集团建筑安装工程有限公司, 中铁十八局集团有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月11日