铝合金结构一体化的屋面体系及其施工方法与流程

1.本发明涉及建筑工技术程领域，特指一种铝合金结构一体化的屋面体系及其施工方法。


背景技术：

2.玻璃采光顶既能够实现现代创意的建筑外观美观度要求，又能够提高室内的透光率，在现代的建筑装饰中应用较为广泛。
3.现有的玻璃采光顶的主体结构多为钢材，需要构造较复杂的龙骨转换结构，而且其安装固定，在施工中通常采用焊接连接，其装配预制率低，施工效率较低，且施工误差也较大，往往难以满足幕墙相关工艺误差的要求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种铝合金结构一体化的屋面体系及其施工方法，解决现有的钢材焊接安装玻璃采光顶存在的装配预制率低、龙骨转换结构施工复杂、施工效率低以及施工误差较大的问题。
5.实现上述目的的技术方案是：
6.本发明提供了一种铝合金结构一体化的屋面体系，所述铝合金结构上设有复数个网格，所述屋面体系包括：
7.设于所述网格内并与对应的铝合金结构连接的承重件，所述承重件呈环状，且所述承重件靠近所述铝合金结构的一侧形成有安装板；以及
8.覆盖所述网格的玻璃板，所述玻璃板置于所述承重件之上，并与所述安装板固定连接。
9.本发明的屋面体系通过承重件安装玻璃板，承重件与铝合金结构连接，且安装的玻璃板直接置于承重件上，经由承重件将玻璃板的荷载完全传递给铝合金结构，传力路径稳定可靠，能够满足玻璃板的受力要求。承重件的安装以及玻璃板的安装能够实现装配式施工，避免焊接，能够提高施工效率，减少施工误差，该承重件直接与玻璃及主体结构连接，减少玻璃的龙骨结构，构造简洁，施工便捷。
10.本发明铝合金结构一体化的屋面体系的进一步改进在于，所述承重件包括对接连接的多个承重单元，所述承重单元呈弧形状；
11.所述铝合金结构包括拼接连接的复数个铝合金杆件，多个铝合金杆件围合形成对应的网格；
12.位于所述铝合金杆件两侧的承重单元通过一扁担梁与所述铝合金杆件固定连接。
13.本发明铝合金结构一体化的屋面体系的进一步改进在于，还包括设于所述玻璃板底部的承重肋；
14.所述承重件上对应所述承重肋开设有安装槽。
15.本发明铝合金结构一体化的屋面体系的进一步改进在于，所述承重肋包括相对设
置的第一腰板和第二腰板、连接在所述第一腰板和所述第二腰板底部处的连接筋和支撑连接在所述第一腰板和所述第二腰板上部处的固定板；
16.所述第一腰板和所述第二腰板呈倾斜状设置；
17.所述玻璃板安装于所述固定板上。
18.本发明铝合金结构一体化的屋面体系的进一步改进在于，还包括置于所述安装板上的环形梁，所述环形梁与所述玻璃板对应的部分固定连接；
19.所述玻璃板通过所述环形梁与所述安装板固定连接；
20.所述玻璃板之下对应的承重肋的端部抵靠于所述环形梁并与所述环形梁固定连接。
21.本发明还提供了一种铝合金结构一体化的屋面体系的施工方法，包括如下步骤：
22.施工铝合金结构，所形成的铝合金结构上设有复数个网格；
23.提供承重件，将所述承重件设于所述网格内并与对应的铝合金结构连接，所述承重件呈环状，且所提供的承重件靠近所述铝合金结构的一侧形成有安装板；以及
24.提供玻璃板，将所述玻璃板吊装至所述承重件之上，并通过所述玻璃板覆盖对应的网格，将所述玻璃板与所述安装板固定连接。
25.本发明的施工方法的进一步改进在于，所述承重件包括对接连接的多个承重单元，且所述承重单元呈弧形状；
26.在安装装置承重件时，将所述承重单元设于所述铝合金结构的侧部，并将位于铝合金结构两侧的承重单元通过一扁担梁固定连接在所述铝合金结构上。
27.本发明的施工方法的进一步改进在于，在安装玻璃板之前还包括：
28.提供承重肋，将所述承重肋设于所述玻璃板的底部；
29.将所述玻璃板和所述承重肋一起吊装至所述承重件上，且所述承重件上对应所述承重肋设有安装槽。
30.本发明的施工方法的进一步改进在于，还包括：
31.提供环形梁，将所述承重肋顶撑连接在所述环形梁的内侧；
32.将所述玻璃板置于所述承重肋和所述环形梁之上并与所述承重肋和所述环形梁固定连接；
33.安装所述玻璃板时，将所述环形梁置于所述安装板上并与所述安装板固定连接。
34.本发明的施工方法的进一步改进在于，在安装玻璃板之前还包括：
35.提供承重肋和环形梁，将所述承重肋顶撑连接在所述环形梁的内侧，并将所述承重肋和所述环形梁一起吊装至所述承重件上，将所述环形梁置于所述安装板上并与所述安装板固定连接；
36.吊装所述玻璃板，将所述玻璃板安装在所述承重肋和所述环形梁上。
附图说明
37.图1为本发明铝合金结构一体化的屋面体系的俯视图。
38.图2为本发明铝合金结构一体化的屋面体系中一网格处的承重件的结构示意图。
39.图3为本发明铝合金结构一体化的屋面体系中一网格处的俯视图。
40.图4为本发明铝合金结构一体化的屋面体系中玻璃板的第一种安装结构的剖视
图。
41.图5为图4中环形梁与玻璃板连接处的局部放大示意图。
42.图6为本发明铝合金结构一体化的屋面体系中承重件的第一实施例的侧视图。
43.图7为本发明铝合金结构一体化的屋面体系中玻璃板的第二种安装结构的剖视图。
44.图8为本发明铝合金结构一体化的屋面体系中承重件第二实施例的侧视图。
45.图9为本发明铝合金结构一体化的屋面体系中玻璃板的第三种安装结构的剖视图。
46.图10为图9中环形梁与承重肋的连接结构示意图。
47.图11为本发明铝合金结构一体化的屋面体系中承重肋的结构示意图。
48.图12为图11所示的承重肋的爆炸分解结构示意图。
49.图13为本发明铝合金结构一体化的屋面体系中一种较佳的承重肋的布置方式的结构示意图。
50.图14为本发明铝合金结构一体化的屋面体系中承重肋与玻璃板连接结构的剖视图。
51.图15为本发明铝合金结构一体化的屋面体系中承重肋的一种较佳实施方式与玻璃板连接结构的剖视图。
52.图16为本发明铝合金结构一体化的屋面体系中排水沟处的剖视图。
53.图17为本发明铝合金结构一体化的屋面体系中可开启式玻璃板的安装结构的剖视图。
54.图18为本发明铝合金结构一体化的屋面体系中可开启式玻璃板在开启状态下的结构示意图。
55.图19为本发明铝合金结构一体化的屋面体系的施工方法的流程图。
具体实施方式
56.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
57.参阅图1，本发明提供了一种铝合金结构一体化的屋面体系及其施工方法，尤其适用于超大面积玻璃板采光顶的施工。本发明的屋面体系采用铝合金结构，具有轻质高强，耐腐蚀性强的特点，而且能够实现现场全装配式施工，无需焊接工艺，相较于传统的钢材施工，能够提高施工效率，降低施工误差。下面结合附图对本发明铝合金结构一体化的屋面体系及其施工方法进行说明。
58.参阅图1，显示了本发明铝合金结构一体化的屋面体系的俯视图。参阅图2，显示了本发明铝合金结构一体化的屋面体系中一网格处的承重件的结构示意图。参阅图3，显示了本发明铝合金结构一体化的屋面体系中一网格处的俯视图。下面结合图1至图3，对本发明铝合金结构一体化的屋面体系进行说明。
59.如图1至图3所示，本发明的铝合金结构一体化的屋面体系中的铝合金结构10上设有复数个网格11，该屋面体系包括承重件21和玻璃板22，其中承重件21设于网格11内并与对应的铝合金结构10连接，该承重件21呈环状，且该承重件22靠近铝合金结构10的一侧形成有安装板211，玻璃板22覆盖网格11，该玻璃板22置于承重件21之上，并与安装板211固定
连接。
60.较佳地，玻璃板22的尺寸大于承重件21的尺寸，如此使得玻璃板22完全置于该承重件21上，玻璃板22的重量及荷载完全且均匀的传递给承重件21，承重件21为环状，整体性好，具有较高的受力稳定性，该承重件21作为玻璃板22的主要承重构件，能够将玻璃板的荷载完全的传递给铝合金结构10，进而由铝合金结构10保证玻璃板的稳定性。本发明的玻璃板及承重件对铝合金结构施加的荷载为竖向荷载，无任何其他侧向分力，能够提高铝合金结构的整体稳定性。通过玻璃板覆盖网格，能够使得结构具有高透光性。
61.在本发明的一种具体实施方式中，如图2至图4所示，承重件21包括对接连接的多个承重单元，承重单元呈弧形状；铝合金结构10包括拼接连接的复数个铝合金杆件12，多个铝合金杆件12围合形成对应的网格11；位于铝合金杆件12两侧的承重单元通过一扁担梁13与铝合金杆件12固定连接。
62.网格11由铝合金杆件12围合形成，故相邻的两个网格11会共用一根铝合金杆件12。在网格11内设置承重件21，承重件21位于对应的铝合金杆件的侧部，在连接承重件21与铝合金杆件12时，将扁担梁13置于铝合金杆件12和其两侧的承重件21之上，之后利用螺栓紧固连接扁担梁13与铝合金杆件12及扁担梁13与承重件21。具体地，承重件21的安装板211与铝合金杆件12的顶面平齐，扁担梁13置于该安装板211与铝合金杆件12的顶部，进而通过螺栓实现紧固连接。
63.进一步地，如图4和图6所示，承重件21靠近铝合金杆件12的一侧还形成有连接板213，该连接板213位于安装板211的下方，该连接板213与铝合金杆件12的底部相平齐，在铝合金杆件12和连接板213的底部贴设另一个扁担梁13，进而通过螺栓实现紧固连接。如此，位于铝合金杆件12两侧的承重件21通过上下的扁担梁13夹固在铝合金杆件12上，如此使得承重件21与铝合金杆件12间的连接牢固，且传力稳定，通过铝合金杆件12能够支撑住两侧的承重件21。
64.较佳地，承重单元为弧形板，该弧形板的一种较佳实施方式呈π形，包括竖向板和形成于竖向板一侧的安装板和连接板，该安装板和连接板与竖向板垂直连接。进一步地，竖向板的顶部靠近玻璃板22，从而该竖向板能够遮挡玻璃板22的安装结构，起到了围挡的作用，如此从室内看，没有任何安装结构的外露，能够提高外观效果。
65.再进一步地，如图4和图6所示，承重件21靠近铝合金杆件12的一侧的底部还形成有翼板214，该翼板214作为安装基础，可用于安装灯源14。结合图16所示，为避免在室内侧外露铝合金杆件12，在铝合金杆件12的下方设置装饰板28，该装饰板28的端部紧固连接在翼板214上。
66.在本发明的一种具体实施方式中，如图4所示，显示了玻璃板22的第一种安装结构，在安装板211上设置有环形梁24，该环形梁24与玻璃板22对应部分固定连接，玻璃板22通过环形梁24安装在安装板211上。
67.环形梁24承托在玻璃板22的底部，该环形梁24靠近玻璃板22的边沿设置，通过环形梁24的设置，提高玻璃板22的安装强度，进一步提高玻璃板22的结构稳定性，玻璃板22的竖向荷载可通过环形梁24均匀的传递给安装板211，进而安装板211通过扁担梁13传递给铝合金杆件，使得结构整体受力稳定。
68.具体地，结合图5所示，在玻璃板22的底部靠近边缘处设置有与环形梁24对应的安
装框221，该安装框221粘贴固定在玻璃板22上，安装框221通过压板222紧固连接在环形梁24的顶部。安装框221较佳的靠近环形梁24的内侧设置。结合图10和图4所示，环形梁24的底部设有基座241，该基座241置于安装板211上，并通过螺栓与安装板211连接固定。
69.在环形梁24的外侧与玻璃板22的边缘之间连接有转接件25，该转接件25也呈环状，包括有平直板，该平直板粘贴固定在玻璃板22的底部，该平直板的端部对应玻璃板22的边缘向上弯折形成有包边板，该包边板和玻璃板22的端部之间设有密封条261。平直板的另一端部对应环形梁24的外侧弯折有竖直板，该竖直板与环形梁24通过螺钉紧固连接。该竖直板处还连接有l型板251，该l型板251与平直板之间填设有泡沫棒263及第一密封层262，该第一密封层262通过填充密封胶形成。通过密封条261和第一密封层262实现了玻璃板22的端部的密封。
70.在本发明的一种具体实施方式中，如图7所示，显示了玻璃板22的第二种安装结构，此种安装结构适用于尺寸较小的玻璃板22的安装，承重件21上的安装板211靠近承重件21的顶部设置，玻璃板22的安装框置于该安装板211上，进而通过压板与该安装板211固定连接。结合图8所示，在本实施例中，承重件21包括竖向板，形成于竖向板一侧的并与该竖向板相垂直设置的安装板211、装配板215、连接板213以及翼板214，装配板215与连接板213通过扁担梁13紧固连接在铝合金杆件12上。
71.对于尺寸较小的玻璃板22，在安装时可直接及进行吊装，进而将玻璃板22上的安装框紧固连接在安装板211上即可。
72.在本发明的一种具体实施方式中，如图2、图3和图9所示，还包括设于玻璃板22底部的承重肋23，承重件21上对应承重肋23开设有安装槽212。该种安装结构适用于尺寸较大的玻璃板22的安装，在玻璃板22的底部设置承重肋23，能够提高玻璃板22的整体结构强度。承重肋23卡入到承重件21上的安装槽211内，安装槽211对承重肋23起到了安装定位的作用，且承重肋23直接落座在该承重件21上，使得结构整体稳定。
73.进一步地，如图11和图12所示，承重肋23包括相对设置的第一腰板231和第二腰板232、连接在第一腰板231和第二腰板232底部处的连接筋233以及支撑连接在第一腰板231和第二腰板232上部处的固定板234，第一腰板231和第二腰板233呈倾斜状设置，结合图14所示，玻璃板22安装在固定板234上。
74.承重肋23的截面呈倒a字型，第一腰板231和第二腰板232的底部相靠近设置，并与连接筋233连接，第一腰板231和第二腰板232的顶部相远离设置并与固定板234连接，其中固定板234承托玻璃板22，该固定板234对第一腰板231和第二腰板232施加压力，第一腰板和第二腰板受到压力后传递该连接筋233，使得该连接筋233受拉，连接筋233受到两侧的拉力能够形成一定的平衡作用，从而使得受力稳定，该承重肋自身符合受力原理，能够具有较高的稳定性。
75.具体地，如图14所示，玻璃板22的端部处设有安装框221，该安装框221置于固定板234上，两个玻璃板22的端部相对接，且两个安装框221通过压板222紧固连接在固定板234上。第一腰板231和第二腰板232的顶端标高高于固定板234的顶面标高，如此利用第一腰板231和第二腰板232顶部高出的部分遮挡安装框221和压板222。为提高玻璃板的防水性能，在固定板234的顶面铺设有排水胶皮层，第一腰板231和第二腰板232顶部高出的部分还能够对排水胶皮层起到限位作用，防止该排水胶皮层发生侧向位移。两个玻璃板22的对接缝
处设有第二密封层264。在网格的尺寸较大时，需要用多块玻璃板22拼接在一起构成能够覆盖网格的玻璃板。
76.进一步地，如图12所示，承重肋23的第一腰板231和第二腰板232为弧形板，第一腰板231和第二腰板232的宽度从中部向两端部逐渐变小。将第一腰板和第二腰板设置呈变截面，利用中部较宽的部位承受该第一腰板和第二腰板受到的弯矩力，能够提高第一腰板和第二腰板的抗弯性能。
77.承重肋23呈倒a字型，具有较高的抗弯性能，一方面第一腰板和第二腰板底部的连接筋整体受拉，第一腰板和第二腰板顶部处的固定板受压，通过连接筋受拉能够提高承重肋的抗弯性能，可抵抗承重肋的中部沿向下弯曲的力，从而使得承重肋能够处于稳定状态。另一方面，第一腰板和第二腰板为弧形板，且中部的宽度大于端部的宽度，呈变截面状态，如此第一腰板和第二腰板的中部具有较高的结构强度以抵抗向下的弯曲力，提高了抗弯性能。再者，连接筋设于底部，从室内看会先看到承重肋底部的尖细部分，视觉效果上，降低了杆件的宽度，视觉效果上能够体现现代建筑造型轻盈、纤细、通透的美感追求。倒a字型的承重肋相比于现有的方形龙骨能够节约材料，节省劳动力，并且可以缩短施工周期。
78.再进一步地，如图13所示，承重肋23包括呈横向设置的承重肋和呈纵向设置的承重肋，横向设置的承重肋和纵向设置的承重肋对接连接并均支撑在玻璃板22的底部，能够提高玻璃板22的整体结构强度。较佳地，在采用环形梁24对玻璃板进行安装时，呈横向设置的承重肋顶撑于所述环形梁24的内侧且两端均与所述环形梁24连接；呈纵向设置的承重肋支撑连接于相邻的两个呈横向设置的承重肋之间及呈横向设置的承重肋与所述环形梁24之间。如此，横向设置的和纵向设置的承重肋与环形梁连接形成一个稳定的整体，在环形梁24为圆环状，内部顶撑连接承重肋，承重肋既对环形梁24起到支撑作用，又与环形梁24连接成一个整体结构，一起承托玻璃板，能够满足玻璃板的承重要求。结合图9和图10所示，承重肋23的端部抵靠在环形梁24的内侧，并焊接固定。结合图15所示，横向设置的承重肋与纵向设置的承重肋相接触可通过焊接固定，还可通过角码与螺钉实现固定连接。
79.在玻璃板底部设置承重肋的情况下，根据玻璃板的面积尺寸，可将玻璃板和承重肋及环形梁拼装好后一起进行吊装安装，还可先将承重肋与环形梁拼装在一起，整体吊装安装，之后再将玻璃板逐块的吊装安装。
80.在本发明的一种具体实施方式中，如图16所示，还包括设于铝合金结构12上的屋面板27，该屋面板27上形成有排水槽271，屋面板27的端部与对应的玻璃板22之间密封连接。利用屋面板27覆盖铝合金杆件12，且屋面板27的截面呈u型，内部形成排水槽271，利用排水槽271可排除屋面的雨水。屋面板27的底面低于玻璃板22，屋面板27的端部与玻璃板22端部处的转接件固定连接，并在接缝处密封。屋面板27的拼缝处采用焊接固定，相较于密封胶焊接的密封性能及密封时间均较好。
81.进一步地，在屋面板27的底部还覆设有保温层。
82.在本发明的一种具体实施方式中，如图17和图18所示，本发明的玻璃板22还可设计为活动式的，该处的玻璃板即为天窗，能够打开进行通风。在承重件的室内侧安装有顶升件30，该顶升件30呈竖向设置，顶升件30的顶部与玻璃板22固定连接，顶升件30有多个，且沿着玻璃板的周缘间隔设置，通过顶升件30向上顶升可顶起玻璃板22，实现开窗。玻璃板22的周缘与安装板211之间通过拼接框实现密封拼接连接，在顶升件30将玻璃板22放下后，玻
璃板22上的拼接框落放在安装板上的拼接框上，并且密封对接。较佳地，顶升件30为气缸。
83.本发明还提供了一种铝合金结构一体化的屋面体系的施工方法，下面对该施工方法进行说明。
84.本发明的铝合金结构一体化的屋面体系的施工方法，包括如下步骤：
85.如图19所示，执行步骤s101，施工铝合金结构，所形成的铝合金结构上设有复数个网格；接着执行步骤s102；
86.执行步骤s102，提供承重件，将承重件设于网格内并与对应的铝合金结构连接，承重件呈环状，且所提供的承重件靠近铝合金结构的一侧形成有安装板；接着执行步骤s103；
87.执行步骤s103，提供玻璃板，将玻璃板吊装至承重件之上，并通过玻璃板覆盖对应的网格，将玻璃板与安装板固定连接。
88.在本发明的一种具体实施方式中，承重件包括对接连接的多个承重单元，且承重单元呈弧形状；
89.在安装装置承重件时，将承重单元设于铝合金结构的侧部，并将位于铝合金结构两侧的承重单元通过一扁担梁固定连接在铝合金结构上。
90.在本发明的一种具体实施方式中，在安装玻璃板之前还包括：
91.提供承重肋，将承重肋设于玻璃板的底部；
92.将玻璃板和承重肋一起吊装至承重件上，且承重件上对应承重肋设有安装槽。
93.先在地面将承重肋和玻璃板拼装连接好，而后在整体吊装至铝合金结构上，进而将玻璃板与安装板进行安装连接即完成了玻璃板的安装。
94.在本发明的一种具体实施方式中，还包括：提供环形梁，将承重肋顶撑连接在环形梁的内侧；将玻璃板置于承重肋和环形梁之上并与承重肋和环形梁固定连接；安装玻璃板时，将环形梁置于安装板上并与安装板固定连接。先在地面将环形梁、承重肋以及玻璃板拼装好，在一起吊装到位进行安装。
95.在本发明的一种具体实施方式中，在安装玻璃板之前还包括：提供承重肋和环形梁，将承重肋顶撑连接在环形梁的内侧，并将承重肋和环形梁一起吊装至承重件上，将环形梁置于安装板上并与安装板固定连接；吊装玻璃板，将玻璃板安装在承重肋和环形梁上。在玻璃板的尺寸较大时，可先在地面将承重肋和环形梁拼装好，吊装到铝合金结构上并完成安装，之后再逐个的安装玻璃板。
96.以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。