鋼網(wǎng)構架結構是目前國內體育場(chǎng)館、工業(yè)廠(chǎng)房、影劇院、候車(chē)廳等建筑物的常用屋面形式。這一新型結構形式依賴(lài)于鋼體本身的受力,通過(guò)螺栓球將一根鋼柱子相互連接,彼此交叉支撐,網(wǎng)狀結成各種形狀的屋蓋空間。從小至數米的會(huì )議室到大至數百米的工業(yè)廠(chǎng)房,這些都是網(wǎng)架空間結構的適宜范圍。
哈爾濱網(wǎng)架結構的型態(tài)伸展寬闊。其蘊含著(zhù)古典主義建筑的韻律美和現代造型藝術(shù)的浪漫色彩。所以越來(lái)越多的建筑師運用其堅硬和藝術(shù)的特點(diǎn)來(lái)設計建造大型屋頂框架。這是一種新穎、美觀(guān)的結構。新的物體形像被用于現代建筑。
鋼結構網(wǎng)架是一種多級超穩空間結構。其原因就是結構的多次超穩態(tài)特性以及與之相關(guān)的結構所特有的造型靈活性。計算結構內力一般采用矩陣法。根據工程實(shí)際情況,矩陣介次可以確定,簡(jiǎn)單工程其矩陣介次也可以達到上萬(wàn)次。矩陣介次在數計中應用十分困難。即便是使用了高斯迭代法的計算機,每次計算也要數小時(shí)。由于結構內力計算工作量大,施工圖設計難度高,在計算機輔助設計程度尚未完成之前,網(wǎng)架結構的推廣應用受到極大限制。
在當今眾多的大型場(chǎng)館中,鋼結構網(wǎng)架結構得以應用,從建筑學(xué)的角度來(lái)看,它是一場(chǎng)建筑結構與材料的革命。在建筑對象的藝術(shù)觀(guān)感上,網(wǎng)架結構造型的多變多變。給人們的生產(chǎn)生活空間增添了一種藝術(shù)感覺(jué)。網(wǎng)格構架結構,還有建造材料輕,安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。與此同時(shí),由于建筑材料是受力的組合,其抗震性能也有很好特效。
鋼網(wǎng)構架是現代建筑科學(xué)百花園中的奇花。最近十幾年來(lái),它在我國得到了廣泛的應用和推廣,放眼望去,這一明亮的城市風(fēng)景線(xiàn),正向更廣闊的區域延伸。
網(wǎng)格結構特征:
網(wǎng)架是由多個(gè)桿件構成的網(wǎng)狀結構。為高次超靜定空間結構。網(wǎng)格可以分為兩種類(lèi)型:平面網(wǎng)格和曲面網(wǎng)格。
平板網(wǎng)架采用較多,其優(yōu)點(diǎn)是:空間受力體系,桿件主要受軸向力,受力合理,節省材料,整體剛度大,抗震性能好。桿型較少,適合工業(yè)化生產(chǎn)。
平面網(wǎng)架可以分為十字桁架結構體系和角錐形結構體系。角錐受力較合理,剛度較大;
網(wǎng)架的高與短跨的比值一般在1/15左右。一般網(wǎng)架桿件采用鋼管,一般節點(diǎn)采用球形節點(diǎn)。
一拱式結構:
(1)拱形結構的性質(zhì)和適用范圍:
拱是一種具有推力的結構,其主要內力為軸向壓力??梢杂每箟盒暂^好的混凝土建造大跨度拱形結構。
二、拱形結構因其受力合理,被廣泛應用于建筑和橋梁中。適合體育館,展覽廳使用。
拱型:拱型可分為三鉸型、兩鉸型和無(wú)鉸型,其中后兩種拱型多采用。
㈡懸索結構。
懸索結構,作為一種較為理想的大跨結構形式,在橋梁中得到了廣泛的應用。懸掛結構的主要承重構件是拉索,索由高強度鋼絞線(xiàn)或鋼絲繩制成。
二、索的拉力取決于跨中垂度,垂度越小拉力越大。索垂度一般為跨度的1/30。
㈢薄壁的空間結構。
(1)也稱(chēng)為外殼構造。屬空間受力結構,主要承受曲面軸向壓力,其彎矩非常小。
薄殼結構常用于大跨度屋面結構,如展覽館、俱樂(lè )部、飛機庫等。薄殼體結構多采用現澆鋼筋混凝土,費時(shí)費力,模板費模板。
網(wǎng)格提升機
鋼網(wǎng)框架根據其結構形式和施工條件的不同,可選擇高空拼裝、整體安裝或高空滑移安裝。
一,高海拔拼裝法
鋼網(wǎng)網(wǎng)架采用高空拼裝法安裝,首先在設計位置設置拼裝支架,然后由吊車(chē)將網(wǎng)架構件吊起到空中的設計位置,在支架上進(jìn)行拼裝。這種方法有時(shí)不需要大型起重設備,但需要安裝支架,且需要高負荷的工作。所以對于高強螺栓連接的鋼管網(wǎng)架,型鋼制作的鋼網(wǎng)或螺栓球結點(diǎn)的鋼管網(wǎng)架是比較合適的,目前仍有部分鋼網(wǎng)采用此法施工。
二,整體安裝方法。
“整體安裝”是指將網(wǎng)架在地面拼裝成一個(gè)整體,然后通過(guò)提升裝置將其整體提升到設計位置進(jìn)行固定。該施工方法不需要高的支架安裝,高空作業(yè)少,容易保證焊接質(zhì)量,但需要大容量的提升設備,工藝復雜。該方法適用于球形節點(diǎn)的鋼網(wǎng)架,特別適用于三向網(wǎng)架等桿件多的網(wǎng)架。整體吊裝方法按所使用的設備又可分為多機吊裝方法、拔桿吊裝方法、千斤頂吊裝方法和起重吊裝方法等。
★1、多機提升法。
此方法適用于高度和重量都不大的中、小型網(wǎng)格結構。在安裝網(wǎng)架之前,要在地面進(jìn)行一次拼裝作業(yè)(即拼裝位置與安裝軸錯開(kāi)一段距離以避開(kāi)柱子位置)。裝配好的網(wǎng)架再由多個(gè)吊車(chē)(通常是履帶吊車(chē)或汽車(chē)吊車(chē))整體提升至柱頂以上,空轉后落下就位固定。
(1)裝配網(wǎng)架。
為了避免網(wǎng)架在整體提升時(shí)與柱子接觸,網(wǎng)架在提升過(guò)程中錯開(kāi)的距離取決于網(wǎng)架與柱子或柱子牛腿之間的凈距,一般不能小于10~l125px,同時(shí)要考慮到網(wǎng)架在裝配上的方便和吊機在空中移動(dòng)上的方便。如有必要,可與設計單位協(xié)商,將網(wǎng)架部分的邊桿留待網(wǎng)架吊裝后再焊接,或更改部分影響網(wǎng)架吊裝的圓柱牛腿。
鋼網(wǎng)在金屬結構廠(chǎng)加工完成后,將平面或立體的鋼網(wǎng)拼裝成小單元桁架,現場(chǎng)拼裝即在拼裝位置將小單元桁架拼裝成整體網(wǎng)架。拼裝網(wǎng)架的關(guān)鍵,是要控制好網(wǎng)架框架軸線(xiàn)支座的尺寸(可預放焊收縮)和起拱要求。
焊網(wǎng)框架以球、管焊接為主。通常采用等強度對接焊,為了安全起見(jiàn),在對焊處增加6~8毫米貼角焊縫。管壁厚度大于4mm的焊件,接口宜作坡口處理。加裝套管,使對接焊縫均勻,鋼管長(cháng)度稍可調節。組裝時(shí)先裝上、下弦桿,后裝斜腹桿,待兩個(gè)大桁架之間的鋼管全部放入并校正后,再逐個(gè)焊接鋼管。
(2)網(wǎng)架提升。
這種中、小型網(wǎng)架多由四臺履帶起垂機(或汽車(chē)、輪胎式起重機)吊起,也有兩臺由履帶起重機或一根拉桿吊起。
若網(wǎng)架重量較小,或四臺起重機吊運量均滿(mǎn)足要求,宜將四臺起重機設置在網(wǎng)架兩側,這樣只要四臺起重機同時(shí)旋轉,即可完成網(wǎng)架空中移位的要求,多機吊運的關(guān)鍵是每臺吊運量的一致性,否則有的吊運量過(guò)大,網(wǎng)架扭曲,焊縫斷裂。為了達到這一目的,起吊前應測量每一臺吊車(chē)的起吊速度,以便掌握。
在吊網(wǎng)的吊升過(guò)程中,當網(wǎng)架的高度超過(guò)柱頂高度750px左右時(shí),進(jìn)行空中移動(dòng),將網(wǎng)架移動(dòng)到柱頂之上。為了使網(wǎng)架制作中線(xiàn)與柱頂中線(xiàn)吻合,網(wǎng)架落位時(shí),先在網(wǎng)架四角各拴一根鋼絲繩,用倒鏈對線(xiàn)就位。
★2、提升拉桿的方法。
安裝球形節點(diǎn)的大型鋼管網(wǎng)架,目前國內多采用拔桿吊法。采用此方法施工時(shí),網(wǎng)架先在地面錯位拼裝,再用多根獨腳拉桿將網(wǎng)架整體提升至柱頂以上,空轉,落位安裝。
(1)空中轉移原則。
換氣是這種方法的關(guān)鍵所在??諝庖莆皇抢妹扛螚U兩側起吊滑輪組內水平力的不均勻性來(lái)移動(dòng)網(wǎng)架。
在空載移位時(shí),要求網(wǎng)架至少要有兩根拔桿吊掛在網(wǎng)架上,并且同側的起升滑輪組不動(dòng),這樣,在空載移位時(shí),網(wǎng)架才能平移而不傾斜。因為同側滑輪組不動(dòng),所以網(wǎng)架除了平移之外,還能產(chǎn)生可控制的環(huán)形運動(dòng),使網(wǎng)架產(chǎn)生少量下降。架空移動(dòng)的方向,與架空桿件的布置有關(guān)。
二是起重設備的選型和配置。
吊裝設備的選擇和布置是網(wǎng)架撥桿吊裝施工的重要環(huán)節。主要內容有:拉桿選擇和吊點(diǎn)布置,纜風(fēng)索和地錨布置,起吊滑輪組和吊點(diǎn)索具穿插方式,卷?yè)P機布置等。
拉桿的選擇取決于拉桿所承受的荷載和吊點(diǎn)的位置。安裝網(wǎng)架時(shí)的計算載荷為:
Q=(K1Q1+Q2+Q3)·K
型Q1-網(wǎng)架自重(kN);
荷載系數1.1(如對網(wǎng)架重量進(jìn)行計算,其可取值為1.0);
質(zhì)量2-自重(kN)附加設備(包括桁條、通風(fēng)管、腳手架等);
Q3——吊具自重(kN);
K-提升差異造成的受力不平衡。
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