大跨及高層建筑空間結(jié)構(gòu)

大跨空間結(jié)構(gòu)大跨度空間結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是跨度大、構(gòu)件重、安裝位置高、技術(shù)要求嚴(yán)格等.1折板(Folded

Plate)折板是一種板架合一的大跨度屋蓋結(jié)構(gòu),它具有平面構(gòu)件和空間結(jié)構(gòu)兩方面的優(yōu)點(diǎn).一、折板的型式:V

形折板槽形折板傘形折板二、V

形折板的幾何參數(shù):折板類別跨度l(m)傾角高 跨 比板厚與板寬之比t/b跨度與波度之比l/B簡(jiǎn) 支懸 臂f/lf/lt鋼筋混凝土V形折板≤21≥25°1>1> 51> 353～7.515預(yù)應(yīng)力混凝土V形折板≤27≥25°1>201>7> 1403～5V 形 折 板 幾 何 參 數(shù)三、V

形折板的施工:(一)制作、運(yùn)輸(二)吊裝、灌縫四、安裝階段穩(wěn)定性驗(yàn)算：V

形折板整體失穩(wěn)的臨界荷載值[q]k可按下式計(jì)算:[q]k=

0.325E(32≥2.5q—— 折板自重,換算成水平投影計(jì)算(kN/m2)E

—— 折板混凝土的彈性模量(kN/m2)l —— 折板跨度(m)B

—— 折板波度(m)t

—— 折板厚度(m)b

—— 折板寬度(m)

—— 折板傾角(°)tb穩(wěn)定安全度應(yīng)滿足下式要求:[q]kq+

0.5B)

(

l )sincos3(1-0.464cos2)tbB)五、工程實(shí)例:(一)巴黎聯(lián)合國(guó)教科文組織總部會(huì)議大廳(1958年)(二)美國(guó)伊利諾大學(xué)會(huì)堂(1962年)北京：燕山石化某倉(cāng)庫(kù)（折板結(jié)構(gòu)）某折板結(jié)構(gòu)水泵房（外景）某折板結(jié)構(gòu)水泵房（內(nèi)景）美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)（ACI）折板結(jié)構(gòu)2

殼體(Shell)由兩個(gè)曲面所限定的物體,如果此兩曲面之間的距離遠(yuǎn)比曲面尺寸為小,就稱為殼體.薄殼(t/R

≤

1/20)殼體(t

—— 殼體的厚度厚殼(t/R

>

1/20)R

—— 殼體中曲面曲率半徑)一、殼體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):1.可覆蓋大跨度空間而中間不設(shè)支柱;2.自重輕、剛度大、整體性好、有良好的抗震性能;3.造型美觀,活潑新穎;4.現(xiàn)澆薄殼需要耗費(fèi)大量模板.二、殼體結(jié)構(gòu)的型式:球殼(Domed

Shell)筒殼(Barrel

Shell)雙曲扁殼(Shallow

Shell)鞍殼、扭殼(Hyperbolic

Paraboloid)三、殼體結(jié)構(gòu)的材料:磚殼體鋼筋混凝土殼體鋼結(jié)構(gòu)殼體玻璃鋼殼體四、鋼筋混凝土殼體的施工:現(xiàn)澆整體式 現(xiàn)澆成型法有支架拼裝法高空拼裝法無支架拼裝法整體頂升法整體吊裝法整體提升法(一)現(xiàn)澆成型法:現(xiàn)澆成型法是在設(shè)計(jì)位置處支設(shè)模板,然后在模板上綁扎鋼筋和澆筑混凝土.移動(dòng)式模板永久性模板土胎模充氣薄膜模板預(yù)制裝配式1.模板泵送混凝土2.混凝土的澆筑干法噴射噴射混凝土濕法噴射3.工程實(shí)例某廠房為雙曲連續(xù)球殼屋蓋(1)模板和支架(2)混凝土的噴射(二)高空拼裝法:1.有支架拼裝法:某雙曲拱屋蓋工程,跨度為40m,由11個(gè)拱圈(每個(gè)寬度為5m)組成.每一拱圈又分為5段,每段拱板尺寸為5.0*8.27m,重6t.2.無支架拼裝法某球殼頂蓋結(jié)構(gòu)采用無支架拼裝法,殼體直徑為40m,由7圈鋼筋混凝土帶肋殼板及中心一塊現(xiàn)澆板組成,每塊重為1.5

～

2.0t.(三)整體吊裝法:1.整體頂升法——在地面裝配成殼體后,利用千斤頂整體頂升,包括上頂升法和下頂升法兩類.2.整體提升法——在地面裝配成殼體后,利用提升設(shè)備整體提升.某工程由邊長(zhǎng)為24*24m的單傾組合扭殼組成,由4根柱子支承,殼體總提升重為280t.五、工程實(shí)例:美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）禮堂球殼（平面為正三角形）美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）禮堂（球殼鉸支座）鋼筋混凝土雙曲扁殼受力合理，在跨越30

m左右的跨度時(shí)，按計(jì)算所需的殼厚只需30～40

mm。設(shè)計(jì)中一般按施工構(gòu)造要求選用殼面厚度，例如北京火車站正廳屋頂?shù)谋鈿?，平面尺寸?5

m×35

m，矢高7

m，殼厚選用80

mm，完全是施工工藝的要求。北京：火車站鳥瞰圖北京：燕山石化化肥庫(kù)（雙曲扁殼屋蓋、薄殼邊緣構(gòu)件為帶拉桿的拱）北京燕山：鋼筋混凝土組合雙曲拋物面屋蓋3

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝網(wǎng)架結(jié)構(gòu)——即由桿件按照一定規(guī)律組成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu).特點(diǎn):空間剛度大,整體性強(qiáng),穩(wěn)定性好;具有多向受力,抗震性能好;同時(shí)兼有自重輕,節(jié)約鋼材,制作安裝方便等特點(diǎn).應(yīng)用:大跨度空間結(jié)構(gòu).一、分類:平板網(wǎng)架(網(wǎng)架)平面桁架系網(wǎng)架四角錐體系網(wǎng)架三角錐體系網(wǎng)架(一)按外形曲面網(wǎng)架(網(wǎng)殼)網(wǎng)狀穹頂網(wǎng)狀筒殼雙曲拋物面網(wǎng)殼1

·淘T

-暢曾[w

-}vq儼.;I;號(hào)示

于

抵

匐

貯r

1< lif-1-f

/!，頭

廷汪

主

密忘

興-

q國(guó)家大劇院是我國(guó)目前跨度較大的大跨建筑(平面尺寸212m*143m,橢圓形),屋蓋由肋環(huán)型空腹雙層網(wǎng)殼和鈦合金板面層組成.結(jié)構(gòu)示意圖——雙層肋環(huán)體系StructuralSystemoftheDouble-layerRib-ring

System黑龍江省國(guó)際會(huì)議展覽體育中心主館下圖為主館結(jié)構(gòu)布置圖,縱向總長(zhǎng)度為618m,橫向長(zhǎng)度為128m(主跨大廳)+20m(附屬玻璃長(zhǎng)廊).下部為混凝土結(jié)構(gòu).屋面結(jié)構(gòu)為兩片曲面網(wǎng)架,由35榀128m跨的張弦桁架覆蓋,桁架間距為15m.哈爾濱會(huì)展中心屋蓋結(jié)構(gòu)方案StructuralSketchofHarbinExhibition

Hall主館展覽大廳內(nèi)景II'潘'，

書l?于．,

II姿．,-,-

·.·....．一'II”“.....．I

．-＿I·.,..._....-

.i·i

.，II哈爾濱：夢(mèng)幻樂園（外景）夢(mèng)幻樂園工程概況夢(mèng)幻樂園建于1997

年，位于哈爾濱市新技術(shù)開發(fā)區(qū)，東北兩側(cè)臨街，西側(cè)與同期建成的新加坡大酒店相連，并共用一個(gè)近萬平方米的大型廣場(chǎng)。戲水大廳為樂園的主體，建筑面積近8000 m2，取變異的扇形平面，這種平面具有明顯的擴(kuò)展趨勢(shì)，站在泳池前面對(duì)大廳視角可達(dá)100°，是矩形平面的兩倍左右。扇形跨度為104m，屋面及側(cè)面采光，由于室內(nèi)有水滑梯跌落，將屋面取為坡降式，凈高由40

m傾斜而下至3.6

m，既減少了空間，節(jié)省了能源，也營(yíng)造出獨(dú)具一格的空間形式。哈爾濱：夢(mèng)幻樂園（剖面）北京：國(guó)際展覽中心北京：國(guó)際展覽中心平面網(wǎng)架(二)按跨度大跨度:中跨度:小跨度:L>

60m30m≤L≤60mL<

30m二、桿件和節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是由桿件和節(jié)點(diǎn)組成的.普通型鋼型鋼(L角鋼)薄壁型鋼(一)桿件高頻電焊鋼管鋼管無縫鋼管(二)節(jié)點(diǎn)焊接鋼板焊接空心球螺栓球焊接空心球節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造結(jié)點(diǎn)板螺栓結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)板焊接結(jié)點(diǎn)相貫連接相貫連接轂式結(jié)點(diǎn)鑄鋼結(jié)點(diǎn)（三）組合:

1.焊接鋼板節(jié)點(diǎn)+型鋼桿件2.焊接空心球節(jié)點(diǎn)+鋼管桿件3.螺栓球節(jié)點(diǎn)+鋼管桿件規(guī)范要求:網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中的桿件和節(jié)點(diǎn),宜減少規(guī)格類型,以便于制作安裝.三、單元拼裝所謂網(wǎng)架的拼裝,就是將網(wǎng)架的組成構(gòu)件(桿件和節(jié)點(diǎn)),組裝成網(wǎng)架整體的過程.桿件和節(jié)點(diǎn)

→

小拼

→

中拼

→

總拼（一）小拼:小拼——由桿件和節(jié)點(diǎn)組成的最小空間網(wǎng)架單元.（二）中拼:中拼——拼裝成一定長(zhǎng)度或?qū)挾鹊目臻g網(wǎng)架單元(條狀或塊狀單元).（三）總拼:總拼——將網(wǎng)架拼裝成整體.根據(jù)安裝方法不同,總拼可在地面進(jìn)行,也可在高空進(jìn)行.a.由中間向兩邊進(jìn)行總拼順序b.由中間向四周進(jìn)行四、網(wǎng)架的安裝:規(guī)范規(guī)定:網(wǎng)架的安裝方法,應(yīng)根據(jù)網(wǎng)架受力和構(gòu)造特點(diǎn),全面滿足質(zhì)量、安全、進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效果的要求,結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕ぜ夹g(shù)條件綜合確定.③高空滑移法規(guī)范提供的六種安裝方法:①高空散裝法 ②分條或分塊安裝法④整體吊裝法 ⑤整體提升法⑥整體頂升法（一）高空散裝法:高空散裝法——是指將桿件和節(jié)點(diǎn)（或小拼單元）直接在設(shè)計(jì)位置進(jìn)行拼裝的安裝方法.1.工藝特點(diǎn):全支架法(即搭設(shè)滿堂腳手架)分類懸挑法2.技術(shù)要求:

(1)拼裝順序應(yīng)便于保證拼裝精度,減少積累誤差;(2)網(wǎng)架在拼裝過程中應(yīng)隨時(shí)檢查基準(zhǔn)軸線位置、標(biāo)高及垂直偏差,如發(fā)現(xiàn)大于施工工藝允許偏差時(shí)及時(shí)糾正.3.適用范圍:適用于螺栓連接節(jié)點(diǎn)的各種類型網(wǎng)架,并宜采用少支架的懸挑施工方法.4.施工工藝：5.工程實(shí)例:(1)首都體育館 99*112m正交斜放平板網(wǎng)架高強(qiáng)螺栓焊接鋼板節(jié)點(diǎn),網(wǎng)架高6.0m施工方法采用高空散裝法中的懸挑法平板網(wǎng)架工程實(shí)例ExamplesofPlate-likeSpace

Trusses首都體育館TheCapital Gymnasium首都體育館TheCapital

Gymnasium1

-I'(2)哈工大邵逸夫體育館該體育館的馬鞍形網(wǎng)殼是采用高空散裝法中的全支架法施工.（二）分條或分塊安裝法分條或分塊安裝法——是指將網(wǎng)架分成條狀或塊狀單元,分別在高空就位擱置,并連成整體的安裝方法.1.工藝特點(diǎn):條狀單元:是指沿網(wǎng)架長(zhǎng)跨方向分割為若干區(qū)段,每個(gè)區(qū)段寬度是1-3個(gè)網(wǎng)格,而其長(zhǎng)度即為網(wǎng)架的短跨.塊狀單元:是指將網(wǎng)架沿縱橫方向分割成矩形或正方形的單元.2.技術(shù)要求:①分條或分塊的大小視起重機(jī)能力而定.②分條分塊的網(wǎng)架單元,自身應(yīng)具有一定的剛度.如剛度不足時(shí),應(yīng)采取臨時(shí)加固措施;③網(wǎng)架單元?jiǎng)澐?3.適用范圍:適用于分割后剛度和受力狀況改變較小的網(wǎng)架.4.工程實(shí)例:(1)上海黃浦區(qū)體育館45*45m兩向正交正放平板網(wǎng)架將網(wǎng)架分成三個(gè)條狀單元,每條重量分別為15t,17t,15t,由兩臺(tái)NK-4型汽車式起重機(jī)吊裝.條狀單元之間空一節(jié)在總拼時(shí)進(jìn)行高空連接.(2)鹽城體育館45*36m斜放四角錐網(wǎng)架,網(wǎng)架分成四個(gè)塊狀單元,每個(gè)單元尺寸為15.75*20.25m,重約12t.用一臺(tái)懸臂式桅桿在跨外吊裝.（三）高空滑移法:高空滑移法——是指將分條的網(wǎng)架單元,在事先設(shè)置的滑軌上單條滑移到設(shè)計(jì)位置拼接或在滑軌上拼接后,滑移到設(shè)計(jì)位置的安裝方法.1.工藝特點(diǎn):單條滑移法(1)按技術(shù)方法逐條積累滑移法滑動(dòng)式滑移(2)按摩擦方式滾動(dòng)式滑移12341234(a) (b)高空滑移法分類示意圖(a)單條滑移法;(b)逐條積累滑移法2.滑移裝置:(1)滑軌(2)導(dǎo)向輪(3)牽引力網(wǎng)架滑移可用卷揚(yáng)機(jī)或手扳葫蘆牽引.①滑動(dòng)摩擦:Ft≥μ1?ξ?Gok式中:Ft——總起重牽引力;Gok——網(wǎng)架總自重標(biāo)準(zhǔn)值;μ1——滑動(dòng)摩擦系數(shù),在自然軋制表面,經(jīng)粗除銹充分潤(rùn)滑的鋼與鋼之間可取0.12

～

0.15;ξ——阻力系數(shù),當(dāng)有其他因素影響牽引力時(shí),可取1.3

～

1.5.②滾動(dòng)摩擦:Ft≥(+μ2)? Gok式中:k——鋼制輪與鋼之間滾動(dòng)摩擦系數(shù),可取0.5mmμ2——摩擦系數(shù)

在滾輪與滾輪軸之間,或經(jīng)機(jī)械加工后充分潤(rùn)滑的鋼與鋼之間可取0.1;r1——滾輪的外圓半徑(mm)r——軸的半徑(mm)(4)牽引速度:網(wǎng)架滑移的牽引速度不宜大于1.0m/minkr1rr13.技術(shù)要求:(1)高空滑移法可利用已建結(jié)構(gòu)物作為高空拼裝平臺(tái);(2)滑軌可固定于鋼筋混凝土梁頂面的預(yù)埋件上,軌面標(biāo)高應(yīng)高于或等于網(wǎng)架支座設(shè)計(jì)標(biāo)高;(3)滑軌接頭處應(yīng)墊實(shí),摩擦表面應(yīng)涂潤(rùn)滑油;(4)同步控制——網(wǎng)架滑移時(shí),兩端不同步值不大于50mm.4.適用范圍:適宜的網(wǎng)架類型與分條或分塊安裝法相同,滑移時(shí)滑移單元應(yīng)保證成為幾何不變體系.5.工程實(shí)例:(1)鎮(zhèn)江體育館45*55m斜放四角錐網(wǎng)架、網(wǎng)架采用角鋼桿件、鋼板節(jié)點(diǎn),網(wǎng)架高3.2m.網(wǎng)架沿長(zhǎng)度方向分為7條,沿短向雙分為兩條,共計(jì)14條.每條尺寸為22.5*7.86m,重約

7～9t.采用逐條積累滑移法.(2)某大跨建筑66*54m,雙向正交斜放平板網(wǎng)架,網(wǎng)架高4.0m.網(wǎng)架沿長(zhǎng)度方向分為6條,每條尺寸為54*11m,采用逐條積累滑移法.該網(wǎng)架跨度較大,滑移時(shí)為減小垂直撓度,除兩邊的支承點(diǎn)外,在跨中各18m處又增設(shè)兩對(duì)活動(dòng)支承點(diǎn).（四）整體吊裝法:整體吊裝法——就是先將網(wǎng)架在地面上拼裝成整體,然后用起重設(shè)備將其整體提升到設(shè)計(jì)位置上加以固定.1.工藝特點(diǎn):整體吊裝→空中移位→落位固定多機(jī)抬吊法方法 單根拔桿拔桿抬吊法多根拔桿2.空中移位原理:(1)提升階段:Ft1=Ft2

=H1=H2=

Ft1cos1G12sin1(2)移位階段:Ft1>

Ft2H1>

H2(3)就位階段:

Ft1

sin1 +Ft2

sin

2 =

G1Ft1

cos1 =Ft2

cos2 (即H1=H2

)式中: G1——每根拔桿所擔(dān)負(fù)的網(wǎng)架、索具等荷載;

Ft1

Ft2

—— 起重滑輪組的拉力;H1 H2

—— 起重滑輪組拉力的水平分力;1

2—— 起重滑輪組鋼絲繩與水平面的夾角.3.技術(shù)要求:(1)在網(wǎng)架整體吊裝時(shí),應(yīng)保證各吊點(diǎn)起升及下降的同步性.提升高差允許值可取吊點(diǎn)間距離的1/400,且不宜大于100mm,或通過驗(yàn)算確定.(2)當(dāng)采用多根拔桿或多臺(tái)起重機(jī)吊裝網(wǎng)架時(shí),宜將額定負(fù)荷能力乘以折減系數(shù)0.75,當(dāng)采用四臺(tái)起重機(jī)將吊點(diǎn)連通成兩組或用三根拔桿吊裝時(shí),折減系數(shù)可適當(dāng)放寬.(3)網(wǎng)架的任何部位與支承柱或拔桿的凈距不應(yīng)小于100mm;由于網(wǎng)架錯(cuò)位需要,對(duì)個(gè)別桿件暫不組裝時(shí),應(yīng)取得設(shè)計(jì)單位同意.(4)當(dāng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)本身承載能力許可時(shí),可采用在網(wǎng)架上設(shè)置滑輪組將拔桿逐段拆除的方法(即倒拆法).4.適用范圍:適用于各種類型的網(wǎng)架,吊裝時(shí)可在高空平移或旋轉(zhuǎn)就位.5.工程實(shí)例:(1)北京國(guó)際俱樂部網(wǎng)球館40*40m,兩向正交斜放網(wǎng)架,網(wǎng)架高2.5m,重55t.安裝到標(biāo)高為12.3m的柱頂上.采用四臺(tái)W1-100型履帶式起重機(jī),整體吊裝.抬吊時(shí),雙向移位,一邊錯(cuò)開2.5m,另一邊錯(cuò)開1.0m.(2)上海體育館網(wǎng)架直徑124.6m,

采用三向交叉桁架體系,

網(wǎng)架高6.0m,

重600t.采用6根50m高的桅桿整體吊裝.逆時(shí)針錯(cuò)位2°5′吊裝.順時(shí)針旋轉(zhuǎn)2°5′后就位到柱頂.網(wǎng)架吊裝LiftoftheSpace

Truss網(wǎng)架吊裝LiftoftheSpace

Truss網(wǎng)架吊裝LiftoftheSpace

Truss(五)整體提升法：整體提升法——是指在結(jié)構(gòu)柱上安裝提升設(shè)備直接提升網(wǎng)架,或在提升網(wǎng)架的同時(shí)進(jìn)行柱子滑模的施工方法.1.工藝特點(diǎn):2.技術(shù)要求:(1)折減系數(shù):提升設(shè)備的使用負(fù)荷能力,應(yīng)將額定負(fù)荷能力乘以折減系數(shù),穿心式液壓千斤頂可取0.5～0.6;電動(dòng)螺桿升板機(jī)可取0.7～0.8;其他設(shè)備通過試驗(yàn)確定.(2)同步控制:升板機(jī): (≤15mm

)相鄰兩個(gè)提升點(diǎn)升板機(jī):

≤30mm最高與最低點(diǎn)千斤頂:≤50mm(3)穩(wěn)定驗(yàn)算:整體提升法的下部支承柱應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算.L400千斤頂: L (≤25mm

)2503.適用范圍:適用于周邊支承及多點(diǎn)支承網(wǎng)架.可用升板機(jī)、液壓千斤頂?shù)刃⌒蜋C(jī)具進(jìn)行施工.4.工程實(shí)例:山東體育館 62.7*74.1m,為兩向正交斜放網(wǎng)架,鋼管焊接球節(jié)點(diǎn),網(wǎng)架高4.0m.自重206t.采用整體提升法,共設(shè)28臺(tái)升板機(jī)同時(shí)提升,如圖所示.[例]某大型機(jī)庫(kù)屋蓋提升工程該機(jī)庫(kù)屋蓋由網(wǎng)架（115m*80m）和桁架（115m*12m）組成。網(wǎng)架提升總重量800t，采用16根拔桿，32臺(tái)千斤頂，64個(gè)吊點(diǎn)整體提升到位。桁架采用4根拔桿和卷揚(yáng)機(jī)整體吊裝。1.提升系統(tǒng)施工設(shè)計(jì)2.提升設(shè)備選擇與安裝3.網(wǎng)架整體提升施工方法4.補(bǔ)裝網(wǎng)架周邊桿件5.網(wǎng)架落位前后應(yīng)檢查的項(xiàng)目6.提升設(shè)備拆除拔桿懸臂橫梁鋼絞線干斤頂網(wǎng)架圖

9

-

127

提升系統(tǒng)布置(六)整體頂升法：整體頂升法——是指采用支承結(jié)構(gòu)和千斤頂將網(wǎng)架頂升到設(shè)計(jì)位置的安裝方法.1.工藝特點(diǎn):頂升的概念是千斤頂位于網(wǎng)架之下,一般是利用結(jié)構(gòu)柱做為網(wǎng)架施工中的臨時(shí)支承結(jié)構(gòu).2.技術(shù)要求:(1)折減系數(shù):絲杠千斤頂取0.6～0.8液壓千斤頂取0.4～0.6(2)同步控制:相鄰兩個(gè)頂升點(diǎn)≤(≤30mm

)(3)穩(wěn)定驗(yàn)算:驗(yàn)算時(shí)除應(yīng)考慮網(wǎng)架和支承結(jié)構(gòu)自重、與網(wǎng)架同時(shí)頂升的其它靜載和施工荷載外,還應(yīng)考慮上述荷載偏心和風(fēng)荷載所產(chǎn)生的影響.如穩(wěn)定不足時(shí),應(yīng)首先采取施工措施予以解決.3.適用范圍:適用于支點(diǎn)較少的多點(diǎn)支承網(wǎng)架.

L

10004.工程實(shí)例:太原市煤管局倉(cāng)庫(kù)如圖所示,為六點(diǎn)支承的抽空四角錐網(wǎng)架,平面尺寸為59.4*40.5m,網(wǎng)架重約45t.用六臺(tái)起重能力為32t的普通液壓千斤頂,采用頂升施工法將網(wǎng)架頂升至8.7m高.[例]某大型體育館屋蓋網(wǎng)架整體提升工程1.工程概況:該體育館屋蓋為四柱支承的正交正放鋼管空心球節(jié)點(diǎn)焊接網(wǎng)架，網(wǎng)架外形尺寸為90m*90m，覆蓋面積8100m2，網(wǎng)格平面尺寸4.5m*4.5m，網(wǎng)架四根支承柱的中心距離63m*63m。每根支承柱由四根530＊16mm的無縫鋼管作柱肢組成，無縫鋼管中心距離1.87m。鋼柱全長(zhǎng)19.02m，每根重40.8t。四根鋼柱既是整個(gè)屋蓋的支承柱，又是頂升施工的支柱。2.頂升設(shè)備:（1）油壓千斤頂（每個(gè)支柱配備兩臺(tái)，共8臺(tái)）（2）高壓油泵（每?jī)蓚€(gè)千斤頂為一組，共4臺(tái)）3.頂升過程:（1）正常頂升程序（2）初始頂升程序（3）最終就位程序（4）同步及糾偏（5）安全措施網(wǎng)架典型安裝方法一覽表安裝方法內(nèi) 容適用范圍高空散裝法單個(gè)桿件拼裝螺栓連接節(jié)點(diǎn)的各類型網(wǎng)架小拼單元拼裝分條或分塊安裝法條狀單元組裝兩向正交、正放四角錐、正放抽空四角錐等網(wǎng)架塊狀單元組裝高空滑移法單條滑移法正放四角錐、正放抽空四角錐、兩向正交正放等網(wǎng)架逐條累積滑移法整體吊裝法單機(jī)、多機(jī)吊裝各類型網(wǎng)架單根、多根拔桿吊裝整體提升法利用拔桿提升周邊支承及多點(diǎn)支承網(wǎng)架利用結(jié)構(gòu)提升整體頂升法利用網(wǎng)架支承柱作為頂升時(shí)的支承結(jié)構(gòu)支點(diǎn)較少的多點(diǎn)支承網(wǎng)架在原支點(diǎn)處或其附近設(shè)置臨時(shí)頂升支架備 注未注明連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的網(wǎng)架，指各類連接節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架均適用五、網(wǎng)架施工的基本要求1.網(wǎng)架的制作與安裝,應(yīng)編制施工組織設(shè)計(jì),并在施工中認(rèn)真執(zhí)行;2.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的制作、拼裝和安裝的每個(gè)工序均應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行檢查驗(yàn)收;3.網(wǎng)架安裝荷載應(yīng)包括施工階段的結(jié)構(gòu)自重及各種施工活荷載.安裝階段的動(dòng)力系數(shù):當(dāng)采用提升法或頂升法施工時(shí),可取1.1;當(dāng)采用拔桿吊裝時(shí),可取1.2;當(dāng)采用履帶式或汽車式起重機(jī)吊裝時(shí),可取1.3.4.高空安裝時(shí)當(dāng)遇大于五級(jí)風(fēng)時(shí),宜停止進(jìn)行.六、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗(yàn)收支承面頂板、支座錨栓的允許偏差項(xiàng) 目允許偏差/mm支承面頂板位 置15.0頂面標(biāo)高0-3.0頂面水平度L/1000(L為短邊長(zhǎng)度)支座錨栓錨栓中心偏移±5.0錨栓露出長(zhǎng)度+30.00.0螺紋長(zhǎng)度+30.00預(yù)留孔中心偏移0注:按支座數(shù)抽查10%,且不應(yīng)少于4處.用經(jīng)緯儀和鋼尺實(shí)測(cè)小

拼

單

元

的

允

許

偏

差注:1.表中L1為桿件長(zhǎng)度;L為跨長(zhǎng)2.按單元數(shù)抽查5%,且不少于5個(gè).用鋼尺和拉線等輔助量具實(shí)測(cè)項(xiàng)目允許偏差/mm節(jié)點(diǎn)中心偏移2.0焊接球節(jié)點(diǎn)與鋼管中心的偏移1.0桿件軸線的彎曲矢高L1/1000,且不宜大于5.0錐體型小拼單元弦桿長(zhǎng)度±2.0錐體高度±2.0上弦桿對(duì)角線長(zhǎng)度±3.0平面桁架型小拼單元跨長(zhǎng)≤24m+3.0-7.0>24m+5.0-10跨中高度±

3.0跨中拱度設(shè)計(jì)要求起拱±

L/5000設(shè)計(jì)未要求起拱+0中

拼

單

元

的

允

許

偏

差項(xiàng) 目允許偏差/mm單元長(zhǎng)度≤20m拼接長(zhǎng)度單跨±0多跨連接±5.0單元長(zhǎng)度

>

20m拼接長(zhǎng)度單跨±20.0多跨連接±0注:全數(shù)檢查.用鋼尺和輔助量具實(shí)測(cè).鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝的允許偏

差項(xiàng)目允許偏差/mm檢查方法縱向、橫向長(zhǎng)度L/2000,且不應(yīng)大于30.0-L/2000,且不應(yīng)小于-30.0用鋼尺實(shí)測(cè)支座中心偏移L/3000,且不應(yīng)大于30.0用鋼尺和經(jīng)緯儀實(shí)測(cè)周邊支承網(wǎng)架相鄰支座高差L/400,且不應(yīng)大于15.0用鋼尺和水準(zhǔn)儀實(shí)測(cè)支座最大高差30.0多點(diǎn)支承網(wǎng)架相鄰支座高差L1/800,且不應(yīng)大于30.0注:L為縱向、橫向長(zhǎng)度;L1相鄰支座間距4

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝單層網(wǎng)殼應(yīng)采用剛接節(jié)點(diǎn),雙(三)層網(wǎng)殼可采用鉸接節(jié)點(diǎn).一、網(wǎng)殼的分類(一)按層數(shù)劃分單層網(wǎng)殼雙層網(wǎng)殼三層網(wǎng)殼(二)按曲面外形劃分1.圓柱面網(wǎng)殼2.球面網(wǎng)殼3.橢圓拋物面網(wǎng)殼(雙曲扁殼)4.雙曲拋物面網(wǎng)殼(鞍形網(wǎng)殼、扭網(wǎng)殼)二、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的制作:(一)準(zhǔn)備工作:(二)零部件加工:1.焊接空心球網(wǎng)殼(1)桿件下料長(zhǎng)度L0=L1

--+B1+B2+

ΔD12D22式中:

L0

——

桿件下料長(zhǎng)度;L1

——

桿件幾何長(zhǎng)度(軸線長(zhǎng)度);D1、

D2

——

與桿件相連的鋼球的外直徑;B1、

B2

——

鋼管與鋼球的相貫量;Δ

——焊縫收縮量,一般取Δ

=1.5～3.5

mm.L0B2B1D2/2D1/2L1桿

件

下

料

長(zhǎng)

度

圖(2)空心球加工工藝:下料→圓鋼板加熱→沖壓→切邊→對(duì)裝→焊接→整形肋板下料

→

挖孔下料直徑D1可按下式確定:

D1

=

1.414

D

+

C式中:

D1

——下料直徑;D

——鋼球中徑;C

——

加工坡口余量,一般

C

=

3

mm。2.螺栓球網(wǎng)殼:螺栓球網(wǎng)殼的零部件主要有:桿件(包括錐頭或封板、高強(qiáng)螺栓)、鋼球及套筒等.(1)桿件的加工工藝:采購(gòu)鋼管→下料、倒坡口→與錐頭或封板組裝→點(diǎn)焊→焊接(2)鋼球的加工工藝:圓鋼加熱

→鍛造毛坯→正火處理→加工定位螺栓孔及平面→加工各螺栓孔及平面三、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的安裝:網(wǎng)殼的安裝方法,應(yīng)根據(jù)網(wǎng)殼的類型、受力和構(gòu)造特點(diǎn),在滿足質(zhì)量、安全、進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益的前提下,結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕ぜ夹g(shù)條件綜合確定.(一)高空散裝法適用于全支架拼裝的各類型的網(wǎng)殼,并可根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選用移動(dòng)或滑動(dòng)支架拼裝及少支架的懸挑拼裝的施工方法.全支架法分類懸挑法[例]美國(guó)新奧爾良(New

Orleans

U.S.A)體育館該體育館屋蓋為球面網(wǎng)殼,直徑為207m,網(wǎng)殼厚度2.24m.屋面采用壓型鋼板,在上面噴涂聚氨酯,再?gòu)?fù)以0.6mm的合成橡膠,屋面層和鋼網(wǎng)殼共重97.5kN/m2.拼裝時(shí)采用部分懸挑的少支架拼裝法.[例]北京某游泳館工程該游泳館屋面為日本“NS桁架”,螺栓球網(wǎng)殼,平面呈橄欖形.網(wǎng)殼為正高斯曲率曲面.該工程共有桿件4000多根,球節(jié)點(diǎn)1068個(gè),桿件均為鋼管.該網(wǎng)殼采用全支架法(即滿堂腳手架)安裝,拼裝時(shí)對(duì)稱地分為11個(gè)單元進(jìn)行.[例]國(guó)家體育場(chǎng)工程本工程位于北京奧林匹克公園中心南部，占地面積約20.4hm2,總建筑面積約25.8萬m2。該工程由24榀門式剛架圍繞著體育場(chǎng)內(nèi)部砼碗狀看臺(tái)區(qū)旋轉(zhuǎn)而成，其中22榀拉通或基本拉通。國(guó)家體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)建筑頂面呈馬鞍形，長(zhǎng)軸為332.3m，短軸為297.3m，最高點(diǎn)高度為68.5m，最低高度為40.1m，屋蓋中間開洞長(zhǎng)度為185.3m，寬度為127.5m。鋼結(jié)構(gòu)屋頂上層為ETFE膜，下層為PTFE膜聲學(xué)吊頂。工程設(shè)計(jì)使用年限為100年。一、混凝土結(jié)構(gòu):國(guó)家體育場(chǎng)工程砼結(jié)構(gòu)形式為（特異型）框架——剪力墻結(jié)構(gòu)，除看臺(tái)板為預(yù)制構(gòu)件外，其余均為現(xiàn)澆砼。基礎(chǔ)采用后壓漿鉆孔灌注樁，底板（標(biāo)高-1.0m處）厚500

～

800mm，頂板厚度分別為120、200、300mm，墻體厚100、300、350、500、800mm。二、鋼結(jié)構(gòu):（一）施工方案選擇大跨鋼結(jié)構(gòu)常用的安裝方案有整體提升、滑移、分段吊裝高空組拼方法（簡(jiǎn)稱散裝法）和局部整體提升等方式。該工程最終采用：散裝法和局部整體提升法。（二）施工部署鋼結(jié)構(gòu)的安裝順序遵循對(duì)稱同步，盡早形成安裝區(qū)域局部穩(wěn)定的原則。已由6-，_i盡；

亨＿．，一.,-

已』戶I昌醞．言低些嫘悵

還拙州寸（三）鋼結(jié)構(gòu)安裝:1.拼裝中心環(huán)體及內(nèi)圈斜桁架，吊裝鋼格構(gòu)柱。2.結(jié)構(gòu)第一次提升后拼裝外圈斜桁架。3.結(jié)構(gòu)提升到位4.安裝屋面構(gòu)件掘l s／g4一．曼巴飛名＾1

嘈盡上．且白U

占九LL-(6

函艇憐)

遐材

＇K

磁詛簽保志蕊淀惡古騾姓洶（四）鋼結(jié)構(gòu)合攏:主桁架共有96個(gè)合攏口，立面次結(jié)構(gòu)共有28個(gè)合攏口，主桁架下弦連系梁共有4個(gè)合攏口，總計(jì)128個(gè)合攏口。（五）卸載:1.卸載點(diǎn)布置。在施工區(qū)域內(nèi)分內(nèi)、中、外3圈布置78個(gè)支撐塔架，其頂部設(shè)置2臺(tái)千斤頂和2個(gè)墊塊支撐點(diǎn)。2.卸載方案：本工程卸載點(diǎn)多、噸位重，屋蓋總面積約為6萬m2，卸載噸位約1.4萬t，78個(gè)卸載點(diǎn)，設(shè)計(jì)要求“結(jié)構(gòu)整體分級(jí)同步卸載，嚴(yán)格進(jìn)行比例控制”，單點(diǎn)卸載噸位大，最大點(diǎn)支撐力約300t，卸載實(shí)施難度大。整個(gè)卸載過程共分7大步，35小步。三、膜結(jié)構(gòu)該工程的屋蓋部分，由其上ETFE充氣式膜結(jié)構(gòu)及其下方PTFE膜結(jié)構(gòu)的有機(jī)結(jié)合，而四周外圍鋼結(jié)構(gòu)件自然裸露在外。ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物），具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、高透光性、高自潔性、難燃，其耐用年限在30年以上，透光率達(dá)95％，可在溫度-100

～

+180度范圍內(nèi)正常使用。PTFE膜（聚四氟乙烯樹脂），同樣具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、透光性好、自潔性高、難燃、高耐腐蝕性的特點(diǎn)。(二)分條或分塊安裝法適用于分割后剛度和受力狀況改變較小的網(wǎng)殼.分條或分塊的大小應(yīng)根據(jù)起重能力而定.[例]北京豐臺(tái)體育館該體育館平面形狀為腰圓形,兩邊懸挑,屋蓋平面尺寸為76.633*56.562m.雙層網(wǎng)殼.矢高f=4.0m.施工時(shí)在地面拼成條狀單元,由塔吊吊裝到中部支架上，再拼接合攏.(三)滑移法適用于兩邊平行的網(wǎng)殼,在現(xiàn)場(chǎng)狹窄、運(yùn)輸不便的情況下,尤為適用.滑移時(shí),滑移單元應(yīng)保證成為幾何不變的體系.單條滑移法——分條的網(wǎng)殼單元在事先設(shè)置的滑軌上單條滑移到設(shè)計(jì)位置.分類逐條積累滑移法——分條的網(wǎng)殼單元在滑軌上逐條積累拼接后滑移到設(shè)計(jì)位置.施工要求:1.滑移法可利用已建結(jié)構(gòu)物作為拼裝平臺(tái);2.滑軌的構(gòu)造應(yīng)能抵抗網(wǎng)殼支座的水平推力;3.當(dāng)網(wǎng)殼跨度較大時(shí),宜在跨中增設(shè)滑軌;4.滑移時(shí),牽引速度不宜大于1.0m/min;5.當(dāng)網(wǎng)殼滑移時(shí),兩端不同步值不應(yīng)大于50mm.(四)綜合安裝法適用于大跨度球面網(wǎng)殼以及中間高外圈低的雙曲面網(wǎng)殼.1.整體頂升法整體頂升法是把網(wǎng)殼在設(shè)計(jì)位置的地面拼裝成整體,然后用千斤頂將網(wǎng)殼整體頂升到設(shè)計(jì)標(biāo)高.[例]巴塞羅納體育館西班牙巴塞羅納為1992年奧運(yùn)會(huì)建造的主體育館,是一個(gè)特別的穹頂網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),平面尺寸為105.6*127.8m.整體設(shè)計(jì)和施工均由計(jì)算機(jī)控制,安裝時(shí)用千斤頂把臨時(shí)支柱頂升到設(shè)計(jì)位置后再進(jìn)行最后固定.[例]日本神戶世界紀(jì)念堂1984年日本在神戶市建造了世界紀(jì)念堂,該工程高38.57m,平面為68m*108m的柱面型雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),節(jié)點(diǎn)形式為焊接球節(jié)點(diǎn).該工程經(jīng)歷了1995年1月17日的里氏7.2級(jí)阪神大震災(zāi).震后對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了檢測(cè),最后的結(jié)論是“結(jié)構(gòu)構(gòu)件無任何損傷”.神戶世界紀(jì)念館(攀達(dá)穹頂）108X68mKobeWorldMemorialHall(Panta

Dome)“攀達(dá)”穹頂?shù)脑O(shè)計(jì)概念DesignidealofthePanta

Dome“攀達(dá)”穹頂?shù)奶嵘^程LiftingProcessofthePanta

Dome[例]武漢體育館一、工程概況:武漢體育館上部鋼屋蓋為雙層扁平張弦網(wǎng)殼。其外形為橢圓拋物面，長(zhǎng)軸方向165m，短軸方向145m，投影面積18800m2。屋蓋下部采用整體張弦拉索桿體系，共設(shè)三環(huán)拉索，每環(huán)均設(shè)雙根環(huán)向索，環(huán)向索、徑向索和網(wǎng)殼之間通過撐桿（Ф299mm＊7.5mm）相連。二、鋼屋蓋頂升安裝:根據(jù)該工程的特點(diǎn)，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，采用整體頂升法施工。即：四周采用滿堂腳手架高空散裝工藝。中心部分采用地面拼裝空中接長(zhǎng)，集群液壓千斤頂整體頂升工藝。最后安裝連接各銜接部分桿件。了索承網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)施工步驟一：網(wǎng)殼中心區(qū)域地面拼裝，頂升至一定高度；外圍區(qū)域搭設(shè)滿堂腳手架，鋼構(gòu)件吊裝至高空散拼了索承網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)施工步驟二：網(wǎng)殼中心區(qū)域向外圍擴(kuò)展懸拼，然后繼續(xù)頂升；安裝內(nèi)環(huán)部分撐桿、環(huán)向索及徑向索了索承網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)施工步驟三：安裝屋蓋兩條采光帶處的鋼拱架了索承網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)施工步驟四：網(wǎng)殼中心區(qū)域頂升至屋蓋設(shè)計(jì)標(biāo)高，繼續(xù)向外圍擴(kuò)展懸拼；安裝相應(yīng)的撐桿和拉索了索承網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)施工步驟五：中心區(qū)域和外圍區(qū)域之間的鋼構(gòu)件采用高空散拼，了索承網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)施工步驟五：中心區(qū)域和外圍區(qū)域之間的鋼構(gòu)件采用高空散拼，．頂升到第一看臺(tái)高度時(shí)進(jìn)行首次空中拼裝擴(kuò)大示意圖了索承網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)施工．頂升到第二看臺(tái)高度時(shí)進(jìn)行第二次空中拼裝擴(kuò)大示意圖了索承網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)施工．頂升到第三看臺(tái)高度時(shí)進(jìn)行第三次空中拼裝擴(kuò)大示意圖了索承網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)施工了索承網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)施工了索承網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)施工?經(jīng)過對(duì)比分析，中心區(qū)域優(yōu)化設(shè)置了8個(gè)頂升點(diǎn)了索承網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)施工三、預(yù)應(yīng)力施工:編 號(hào)規(guī) 格鋼絲束面積/mm2鋼絲束線重/(kg/m)標(biāo)稱破斷載荷/kN內(nèi)環(huán)索2PES

C5-5.3-109240518.94015.9中環(huán)索2PES

C5-5.3-163359628.26005.5外環(huán)索2PES

C5-5.3-151333126.25563.3內(nèi)環(huán)索PES

C5-5.3-109240518.94015.9中環(huán)索PES

C5-5.3-109240518.94015.9外環(huán)索PES

C5-5.3-139306724.15121.2（一）拉索材料及規(guī)格本工程采用1670級(jí)，Φ5.3鍍鋅鋼絲雙護(hù)層扭絞型拉索。拉 索 規(guī) 格（二）拉索施工經(jīng)過對(duì)比分析，選擇在鋼屋蓋成形后，通過頂升撐桿，按外環(huán)

→中環(huán)→內(nèi)環(huán)的順序進(jìn)行張拉，并進(jìn)行施工分析根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果，內(nèi)環(huán)張拉完成后屋蓋已脫離了頂升支架，拉索張拉過程也完成了網(wǎng)殼逐步脫離支架的過程，徑向索、環(huán)向索索力和結(jié)構(gòu)變形均能夠滿足要求。?張拉設(shè)備工裝：YCW100B

型千斤頂兩至三臺(tái)并聯(lián)，并配合專用張拉工裝（右圖）使用撐桿環(huán)向索螺母可調(diào)螺桿索夾千斤頂反力架了預(yù)應(yīng)力拉索施工了預(yù)應(yīng)力拉索施工撐桿螺母可調(diào)螺桿索夾反力架千斤頂環(huán)向索徑向索了預(yù)應(yīng)力拉索施工?張拉控制分區(qū)：外環(huán)和中環(huán)分8

個(gè)區(qū)，內(nèi)環(huán)分6個(gè)區(qū)，如右圖所示張拉完成的索承網(wǎng)

殼張拉完成的索承網(wǎng)

殼河南南陽鴨河口電廠干煤棚體量108m90m38.8m,

重505t采用地面折疊拼裝、整體提升展開技術(shù)提升時(shí)共有

6個(gè)鉸軸,

各鉸軸相互平行提升支架提升支架網(wǎng)架提升過程的示意圖網(wǎng)架提升前的狀態(tài)網(wǎng)架提升中進(jìn)入抗瞬變階段網(wǎng)架提升到位裝上補(bǔ)缺桿件，形成完整結(jié)構(gòu)2.提升法3.懸臂安裝法懸臂安裝網(wǎng)殼時(shí),需要預(yù)先制作好小拼單元,再用起重機(jī)將小拼單元吊至設(shè)計(jì)標(biāo)高就位拼裝.（1）施工方法概要（2）施工方法特點(diǎn)與適用性（3）應(yīng)注意的問題4.外擴(kuò)法（1）施工方法概要（2）施工方法特點(diǎn)（3）應(yīng)注意的問題[例]日本三菱未來館[例]布魯諾市展覽館5.移動(dòng)支架安裝法所謂移動(dòng)支架安裝法，就是指網(wǎng)架或結(jié)構(gòu)在可移動(dòng)的支撐架上進(jìn)行安裝。（1）施工順序（2）主要特點(diǎn)（3）適用性（4）應(yīng)