一种大跨度异型雨棚支撑结构及其安装方法与流程

1.本发明涉及建筑施工技术领域，更具体而言，涉及一种大跨度异型雨棚支撑结构及其安装方法。


背景技术：

2.随着建筑功能的需要的增加.经常需要大跨度结构需求。这种结构由于跨度大，往往在顶跨、边跨粱柱端节点处产生较大的平衡弯矩，边跨柱大部分为偏心柱，其承载力强度由偏大的弯矩起控制作用，通常通过加大柱受弯平面内的截面尺寸或节点加腋的办法来加以解决。但这些处理办法存在以下不足之处：框架柱过大或节点加腋均影响建筑的使用功能.破坏了建筑环境效果：柱顶配筋往往很大与柱脚配筋相差绝对量往往过大，在设计实际中造成浪费。


技术实现要素：

3.为克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种大跨度异型雨棚支撑结构及其安装方法。该方案构造简单、外形美观、安装方便、环保经济等优点，尤其适合于大型雨棚、大型展厅、航站楼、地铁站、体育馆等对结构造型有较高要求的空间结构建筑，广泛适用于梁柱节点、钢箱梁与柱连接节点、铰接支座、幕墙、支撑、拉索及拉杆端部连接处。
4.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
5.一种大跨度异型雨棚支撑结构，包括雨棚基础和支撑系统，所述支撑系统包括第一斜支撑、第二斜支撑、v型斜撑销铰节点、垂直支撑和垂直支撑下销铰节点，所述v型斜撑销铰节点固定设置在所述雨棚基础上，所述第一斜支撑和第二斜支撑底部底部均与v型斜撑销铰节点连接，所述第一斜支撑和第二斜支撑顶部分别通过第一斜支撑上销铰节点和第二斜支撑上销铰节点与雨棚底部连接，所述垂直支撑底部与垂直支撑下销铰节点连接，垂直支撑顶部通过垂直支撑上销铰节点与雨棚底部连接，所述垂直支撑下销铰节点固定设置在雨棚基础上。
6.所述第一斜支撑、第二斜支撑、垂直支撑采用规格为500mm
×
500mm
×
12mm 的方形钢柱。
7.所述v型斜撑销铰节点、第一斜支撑上销铰节点、第二斜支撑上销铰节点、垂直支撑下销铰节点、垂直支撑上销铰节点采用12mm厚钢板加工而成。
8.所述v型斜撑销铰节点角度为77.27
°
。
9.所述第一斜支撑、第二斜支撑、垂直支撑采用钢材支撑。
10.一种大跨度异型雨棚支撑安装方法，包括以下步骤：
11.s1、雨棚基础施工；雨棚基础内设有钢筋和用于支撑v型斜撑销铰节点的预埋钢板，雨棚基础位置与设计图纸一致，并且复核斜支撑尺寸、位置与预埋钢板是否匹配；
12.s2、临时支架安装；临时支架包括若干立柱、横梁、侧向支和水平支撑；临时支架选型：根据施工场地及结构形式，提前确定临时支架的形式和材料；临时支架可靠性分析：应
用有迈达斯midas有限元软件建立模型，分析雨棚变形较大部位，确定临时支架的安装位置并且对安装阶段临时支架的强度、刚度、稳定性、温度应变进行复核及控制；临时支架安装：按照midas软件模拟的位置，现场放线定位，布置临时支架；
13.s3、主钢梁吊装；考虑到运输方便性，主钢梁按照临时支架布置位置进行分段安装，并采用放线机器人进行定位测量；复核主钢梁是否满足设计曲线平顺总要求，按照顺序进行焊接、打磨、补漆、喷防火涂料；
14.s4、支撑系统安装；第一斜支撑、第二斜支撑和垂直支撑架设安装，第一斜支撑和第二斜支撑的上口制作时留设有用于现场对接复核的基准线；斜支撑上设有用于与钢梁、基础连接的销铰节点；安装第一斜支撑和第二斜支撑，斜支撑就位后，复核斜支撑预留的基准线，现场用bim技术转换生成三维控制坐标，采用放线机器人空间校核，底部与雨棚基础连接后进行位置复核；最后对斜支撑系统进行打磨接口、补漆、喷防火涂料；
15.s5、临时支架拆除；雨棚基础浇筑的混凝土强度达到100％后卸载临时支架；临时支架按照同步、对称、分级卸载，按雨棚结构变形趋势，逐级卸载，直至临时支架与主钢梁全部分离；
16.s6、檩条的安装；采用放线机器人放线定位，吊装各个部位檩条，按顺序焊接到主钢梁上；
17.s7:幕墙安装：在檩条上焊接钢龙骨，安装保温岩棉、铝背板、玻璃、装饰条。
18.与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
19.采用销铰节点方式连接，既可以承受自重荷载、风荷载、雪荷载，满足强度、刚度，又可以消减因温度，风荷载变化引起的雨棚产生的弯矩(约为常规刚结点弯矩值的35％)，具备简洁美观、制作简单、承压性强、径向刚度较大、残余应力较小、应力集中不明显等优点，很大程度上降低了基础的配筋，同时也使得相对较小的柱截面能够满足设计要求，最主要的功能是销铰节点作为半刚性节点能有效地转移了塑性铰，使节点破坏位置位于斜撑之外的梁上，起到保护节点的作用，符合“强节点，弱构件”的设计要求，同时反复荷载作用下的滞回曲线更加饱满，具有更好的抗震性能及振动荷载。
20.v型斜撑销铰节点角度为77.27
°
，保证第一斜支撑、第二斜支撑既可以承受竖直方向的荷载，又可以分担雨棚结构水平方向荷载，同时又具备良好的释放温度应力的能力，从而大大减少了设计过程中复杂的温度应力计算。
21.采用钢材支撑结构轻量化，截面尺寸小，刚度大，最主要的是钢柱抗拉性能优于混凝土柱，满足大面积异型雨棚因风荷载引起的由下向上的负风压荷载。
22.具备传力明确、构造简单、外形美观、安装方便、环保经济等优点，尤其适合于大型雨棚、大型展厅、航站楼、地铁站、体育馆等对结构造型有较高要求的空间结构建筑。
附图说明
23.图1为本发明模型图；
24.图2为支撑模型图；
25.图3为v型斜撑销铰节点示意图；
26.图4为第一斜支撑上销铰节点示意图；
27.图5为垂直支撑上销铰节点示意图；
28.图6为雨棚安装流程图；
29.图7为临时支架布置图；
30.图8为主钢梁布置图；
31.图9为支撑布置图；
32.图10为拆除临时支架图；
33.图11为檩条布置图；
34.图12为雨棚幕墙安装图；
35.图中：1为第一斜支撑、2为第二斜支撑、3为v型斜撑销铰节点、4为第一斜支撑上销铰节点、5为第二斜支撑上销铰节点、6为垂直支撑、7为垂直支撑下销铰节点、8为第三垂直支撑上销铰节点、9为雨棚基础、10为临时支架，11为主钢梁，12为支撑系统，13为檩条，14为雨棚幕墙。
具体实施方式
36.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
37.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
38.如图1至图12所示，一种大跨度异型雨棚支撑结构，包括雨棚基础9和支撑系统12，支撑系统12包括第一斜支撑1、第二斜支撑2、v型斜撑销铰节点3、垂直支撑6和垂直支撑下销铰节点7，v型斜撑销铰节点3固定设置在雨棚基础 9上，第一斜支撑1和第二斜支撑2底部底部均与v型斜撑销铰节点3连接，第一斜支撑1和第二斜支撑2顶部分别通过第一斜支撑上销铰节点4和第二斜支撑上销铰节点5与雨棚底部连接，垂直支撑6底部与垂直支撑下销铰节点7连接，垂直支撑6顶部通过垂直支撑上销铰节点8与雨棚底部连接，垂直支撑下销铰节点7固定设置在雨棚基础9上。
39.优选的，第一斜支撑1、第二斜支撑2、垂直支撑6采用规格为500mm
×
500mm
ꢀ×
12mm的方形钢柱。
40.优选的，v型斜撑销铰节点3、第一斜支撑上销铰节点4、第二斜支撑上销铰节点5、垂直支撑下销铰节点7、垂直支撑上销铰节点8采用12mm厚钢板加工而成。
41.各节点之间采用销铰节点方式连接，既可以承受自重荷载、风荷载、雪荷载，满足强度、刚度，又可以消减因温度，风荷载变化引起的雨棚产生的弯矩(约为常规刚结点弯矩值的35％)，具备简洁美观、制作简单、承压性强、径向刚度较大、残余应力较小、应力集中不明显等优点，很大程度上降低了基础的配筋，同时也使得相对较小的柱截面能够满足设计要求，最主要的功能是销铰节点作为半刚性节点能有效地转移了塑性铰，使节点破坏位置位于斜撑之外的梁上，起到保护节点的作用，符合“强节点，弱构件”的设计要求，同时反复荷载作用下的滞回曲线更加饱满，具有更好的抗震性能及振动荷载。
42.优选的，v型斜撑销铰节点3角度为77.27
°
。保证第一斜支撑1、第二斜支撑2既可以承受竖直方向的荷载，又可以分担雨棚结构水平方向荷载，同时又具备良好的释放温度应
力的能力，从而大大减少了设计过程中复杂的温度应力计算。
43.优选的，第一斜支撑1、第二斜支撑2、垂直支撑6采用钢材支撑。结构轻量化，截面尺寸小，刚度大，最主要的是钢柱抗拉性能优于混凝土柱，满足大面积异型雨棚因风荷载引起的由下向上的负风压荷载。
44.一种大跨度异型雨棚支撑安装方法，包括以下步骤：
45.s1、雨棚基础9施工；雨棚基础9内设有钢筋和用于支撑v型斜撑销铰节点3的预埋钢板，雨棚基础9位置与设计图纸一致，并且复核斜支撑尺寸、位置与预埋钢板是否匹配；
46.s2、临时支架10安装；临时支架10包括若干立柱、横梁、侧向支和水平支撑；临时支架10选型：根据施工场地及结构形式，提前确定临时支架10的形式和材料；临时支架10可靠性分析：应用有迈达斯midas有限元软件建立模型，分析雨棚变形较大部位，确定临时支架10的安装位置并且对安装阶段临时支架10的强度、刚度、稳定性、温度应变进行复核及控制；临时支架10安装：按照midas软件模拟的位置，现场放线定位，布置临时支架10；
47.s3、主钢梁11吊装；考虑到运输方便性，主钢梁11按照临时支架10布置位置进行分段安装，并采用放线机器人进行定位测量；复核主钢梁11是否满足设计曲线平顺总要求，按照顺序进行焊接、打磨、补漆、喷防火涂料；
48.s4、支撑系统12安装；第一斜支撑1、第二斜支撑2和垂直支撑6架设安装，第一斜支撑1和第二斜支撑2的上口制作时留设有用于现场对接复核的基准线；斜支撑上设有用于与钢梁、基础连接的销铰节点；安装第一斜支撑1 和第二斜支撑2，斜支撑就位后，复核斜支撑预留的基准线，现场用bim技术转换生成三维控制坐标，采用放线机器人空间校核，底部与雨棚基础9连接后进行位置复核；最后对斜支撑系统进行打磨接口、补漆、喷防火涂料；
49.s5、临时支架10拆除；雨棚基础9浇筑的混凝土强度达到100％后卸载临时支架10；临时支架10按照同步、对称、分级卸载，按雨棚结构变形趋势，逐级卸载，直至临时支架10与主钢梁11全部分离；
50.s6、檩条13的安装；采用放线机器人放线定位，吊装各个部位檩条13，按顺序焊接到主钢梁上；
51.s7:幕墙14安装：在檩条13上焊接钢龙骨，安装保温岩棉、铝背板、玻璃、装饰条。
52.上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。