多层空间曲面网壳骨架支撑式膜结构屋面施工方法技术

本发明专利技术涉及一种多层空间曲面网壳骨架支撑式膜结构屋面施工方法，包括：现场勘测并根据设计图纸在绘图软件中建立三维模型；根据三维模型，在编程软件中进行编程，生成三维模型所需杆件相贯口的切割数据，再根据切割数据对杆件进行加工切割；将加工切割好的杆件运输至施工现场，并根据设计图纸对单元网壳进行原位拼装；根据设计图纸，设置临时支撑胎架，临时支撑胎架的高度与设计图纸上的单元网壳的固定位置一致，将拼装完成的单元网壳吊装至临时支撑胎架的顶部，为单元网壳焊接支撑杆件及其他联系杆件后，移除临时支撑胎架；重复上述步骤，直至多层网壳安装完成，然后对多层网壳进行膜面安装。本发明专利技术方法操作方便，提高了施工效率及安全性。

Construction method of multi-layer space curved reticulated shell framework supported membrane structure roof

The invention relates to a construction method of a multilayer space curved reticulated shell skeleton supported membrane structure roof, which includes: field survey and establishing a three-dimensional model in the drawing software according to the design drawings; programming in the programming software according to the three-dimensional model, generating cutting data of the penetration of the members required by the three-dimensional model, and then processing and cutting the members according to the cutting data; processing and cutting The good members shall be transported to the construction site, and the unit latticed shell shall be assembled in situ according to the design drawings; the temporary support moulding bed shall be set according to the design drawings, and the height of the temporary support moulding bed shall be consistent with the fixed position of the unit latticed shell on the design drawings, and the assembled unit latticed shell shall be hoisted to the top of the temporary support moulding bed to weld the support members and other connecting members for the unit latticed shell After that, remove the temporary support jig frame; repeat the above steps until the installation of multi-layer latticed shell is completed, and then install the membrane surface of multi-layer latticed shell. The method has the advantages of convenient operation, improved construction efficiency and safety.

【技术实现步骤摘要】
多层空间曲面网壳骨架支撑式膜结构屋面施工方法
本专利技术涉及一种多层空间曲面网壳骨架支撑式膜结构屋面施工方法，属于建筑工程

技术介绍
现阶段随着经济水平的提高和计算机模拟技术的发展，大空间、异形等空间复杂的膜结构得到广泛应用，现阶段膜结构屋面分为四类：空气支承式、骨架支承式、整体张拉式、索系支撑式，而骨架支撑式膜结构则为应用最为广泛的膜结构体系，该体系将膜材作为覆面材料，支撑在平面或空间结构(如拱、网壳等)上。随着膜结构向大空间、异形发展，对其支撑骨架的结构形式、制作及安装也提出较高要求，现有技术中的支撑式膜结构的骨架结构多为网壳结构，网壳支撑柱为圆管柱、箱型柱，网壳分为单层、多层，网壳构件常规采用圆钢管、H型钢梁、箱型钢梁，其杆件规格多、焊接工作量大；且网壳屋面为追求形式美观，故网壳屋面多为弯扭构件，为贴近建筑要求构件按照弯扭拟合处理，因此对构件的深化、加工提出较高要求；网壳屋面多适用于场馆类体量较大项目，安装高度也较高，为保证安装过程中安全、稳定，故需选择可靠、高效的安装方式。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多层空间曲面网壳骨架支撑式膜结构屋面施工方法，其操作方便，且安全可靠性高。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多层空间曲面网壳骨架支撑式膜结构屋面施工方法，所述方法包括：现场勘测并根据设计图纸在绘图软件中建立三维模型；根据所述三维模型，在编程软件中进行编程，生成所述三维模型所需杆件相贯口的切割数据，再根据所述切割数据对杆件进行加工切割；将加工切割好的杆件运输至施工现场，并根据设计图纸在地面上对单元网壳进行原位拼装；根据设计图纸，设置临时支撑胎架，所述临时支撑胎架的高度与设计图纸上的所述单元网壳的固定位置一致，将拼装完成的单元网壳吊装至所述临时支撑胎架的顶部，为所述单元网壳焊接支撑杆件及其他联系杆件后，移除所述临时支撑胎架；重复上述步骤，直至多层网壳安装完成，然后对所述多层网壳进行膜面安装。进一步地，所述方法还包括：当单元网壳原位拼装完成后，对单元网壳采用三维拟合坐标法进行复核。进一步地，所述复核过程具体为：通过绘图软件在三维模型图中建立水平基准平面，所述水平基准平面为拼装单元网壳基地平面；在三维模型图中标注出所述单元网壳各拼装节点的三维坐标，并形成三维坐标汇总表；根据所述三维坐标汇总表对拼装完成的单元网壳的各拼装节点的实际坐标进行复核。进一步地，所述方法还包括：在设置临时支撑胎架前，在绘图软件中对所需吊装的单元网壳进行变形及应力分析。进一步地，所述变形及应力分析具体为：在绘图软件中建立所述单元网壳的有限元模型，对拟设置所述临时支撑胎架的位置的节点设定边界约束条件；分析所述单元网壳在其自重荷载情况下，所述单元网壳的变形及应力是否满足设计要求，若不满足，则调整节点位置或数量，直至所述单元网壳的变形及应力满足设计要求。进一步地，所述“移除所述临时支撑胎架”具体为：在绘图软件中对三维模型需要释放所述临时支撑胎架的节点位置进行竖向约束，并对所述支撑杆件底部固端约束，并通过有限元分析计算移除过程中多层网壳的整体结构变形及应力变化情况，以对移除过程进行预控。进一步地，所述临时支撑胎架与单元网壳之间还设置有千斤顶，所述“移除所述临时支撑胎架”还包括：所述千斤顶将网壳顶升以使得网壳与所述临时支撑胎架产生缝隙，千斤顶缓慢回落使得所述网壳脱离所述临时支撑胎架，然后移除所述临时支撑胎架。进一步地，对所述单元网壳进行吊装前，计算确定吊点位置和吊装钢丝绳的粗细及长度，每两个连接的钢丝绳之间的夹角角度小于或等于60°。本专利技术的有益效果在于：通过绘图软件及编程软件的相互配合，保证网壳拼装及吊装的安全可靠性；通过将网壳分单元进行拼装及吊装，可减少人员、机械的一次性投入；单元网壳在地面拼装完成，减少高空焊接工作，达到减少满堂支撑体系的搭设、降低施工成本的效果。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为本专利技术的多层空间曲面网壳骨架支撑式膜结构屋面施工方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。请参见图1，本专利技术的一较佳实施例中的多层空间曲面网壳骨架支撑式膜结构屋面施工方法包括：三维建模：现场勘测并根据设计图纸在绘图软件中建立三维模型。杆件加工：根据所述三维模型，在编程软件中进行编程，生成所述三维模型所需杆件相贯口的切割数据，再根据所述切割数据对杆件进行加工切割。多层空间网壳其主要特点为：多层、空间层叠，结构内大量圆形管件多杆相贯，其主要体现在腹杆与弦杆相交处、树形支撑分支支撑交接处。因此，杆件安装应重点控制圆管构件相贯口的加工精度。在本实施例中，所述编程软件为AutoPIPE，在该编程软件内生成各杆件相贯口的切割数据，输入数控切割机床进行杆件加工，切割设备可以根据杆件直径进行选择。相贯口加工完成后，通过计算机把相贯线的展开图按照1:1比例绘制在透明的塑料薄膜上，制成检验样板，样板上标明管件编号。检验时将样板根据标示线紧贴在相贯线管口，检验吻合程度。多层空间曲面网壳结构由于造型需要，屋面网壳弦杆、腹杆呈波形布置，且杆件曲率多样。树形支撑分支支撑钢管多为变截面弧形圆钢管，不同网壳对应的分支支撑圆钢管截面、曲率均不相同。因此，构件弯管加工时的曲率控制尤为重要。采用计算机模拟，将单曲率弧线管件两端位于同一水平线内，确定弯管半径。对于变曲率杆件或波形杆件，则分段确定弯管半径，并根据计算机模型，确定不同区域杆件的弦长，并在杆件上标注不同曲率的起弯点和终弯点。起弯点和终弯点根据实际情况而定，在此不做具体限定。单元网壳拼装：将加工切割好的杆件运输至施工现场，并根据设计图纸在地面上对单元网壳进行原位拼装。在本实施例中，单元网壳的拼装采用地面拼装的方式，通过采用此拼装方式单元，可减少高空焊接工作，达到减少满堂支撑体系的搭设、降低施工成本的效果。当单元网壳原位拼装完成后，对单元网壳采用三维拟合坐标法进行复核。所述复核过程具体为：通过绘图软件在三维模型图中建立水平基准平面，所述水平基准平面为拼装单元网壳基地平面；在三维模型图中标注出所述单元网壳各拼装节点的三维坐标，并形成三维坐标汇总表；根据所述三维坐标汇总表对拼装完成的单元网壳的各拼装节点的实际坐标进行复核。临时支撑胎架的搭设及移除：根据设计图纸，设置临时支撑胎架，所述临时支撑胎架的高度与设计图纸上的所述单元网壳的固定位置一致，将拼装完成的单元网壳吊装至所述临时支撑胎架的顶部。对所述单元网壳进行吊装前，计算确定吊点位置和吊装钢丝绳的粗细及长度，每两个连接的钢丝绳之间的夹角角度小于或等于60°。为所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层空间曲面网壳骨架支撑式膜结构屋面施工方法，其特征在于，所述方法包括：/n现场勘测并根据设计图纸在绘图软件中建立三维模型；/n根据所述三维模型，在编程软件中进行编程，生成所述三维模型所需杆件相贯口的切割数据，再根据所述切割数据对杆件进行加工切割；/n将加工切割好的杆件运输至施工现场，并根据设计图纸在地面上对单元网壳进行原位拼装；/n根据设计图纸，设置临时支撑胎架，所述临时支撑胎架的高度与设计图纸上的所述单元网壳的固定位置一致，将拼装完成的单元网壳吊装至所述临时支撑胎架的顶部，为所述单元网壳焊接支撑杆件及其他联系杆件后，移除所述临时支撑胎架；/n重复上述步骤，直至多层网壳安装完成，然后对所述多层网壳进行膜面安装。/n

【技术特征摘要】
1.一种多层空间曲面网壳骨架支撑式膜结构屋面施工方法，其特征在于，所述方法包括：
现场勘测并根据设计图纸在绘图软件中建立三维模型；
根据所述三维模型，在编程软件中进行编程，生成所述三维模型所需杆件相贯口的切割数据，再根据所述切割数据对杆件进行加工切割；
将加工切割好的杆件运输至施工现场，并根据设计图纸在地面上对单元网壳进行原位拼装；
根据设计图纸，设置临时支撑胎架，所述临时支撑胎架的高度与设计图纸上的所述单元网壳的固定位置一致，将拼装完成的单元网壳吊装至所述临时支撑胎架的顶部，为所述单元网壳焊接支撑杆件及其他联系杆件后，移除所述临时支撑胎架；
重复上述步骤，直至多层网壳安装完成，然后对所述多层网壳进行膜面安装。


2.如权利要求1所述的多层空间曲面网壳骨架支撑式膜结构屋面施工方法，其特征在于，所述方法还包括：
当单元网壳原位拼装完成后，对单元网壳采用三维拟合坐标法进行复核。


3.如权利要求2所述的多层空间曲面网壳骨架支撑式膜结构屋面施工方法，其特征在于，所述复核过程具体为：
通过绘图软件在三维模型图中建立水平基准平面，所述水平基准平面为拼装单元网壳基地平面；
在三维模型图中标注出所述单元网壳各拼装节点的三维坐标，并形成三维坐标汇总表；
根据所述三维坐标汇总表对拼装完成的单元网壳的各拼装节点的实际坐标进行复核。


4.如权利要求1所述的多层空间曲面网壳骨架支撑式膜结构屋面施工方法，其特征在于，所述方法还包括：
在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王侃侃，孙晟，沈志锋，黄峰，吴志杰，
申请(专利权)人：中亿丰建设集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32