大跨及高层建筑空间结构.pptx

1、大跨空大跨空间结间结构构大跨度空大跨度空间结间结构的特点是跨度大、构件重、安装位构的特点是跨度大、构件重、安装位 置高、技置高、技术术要求要求严严格等格等.1 1折板折板(Folded(Folded Plate)Plate)折板是一种板架合一的大跨度屋盖折板是一种板架合一的大跨度屋盖结结构构,它具有平面构它具有平面构 件和空件和空间结间结构两方面的构两方面的优优点点.一、折板的型式一、折板的型式:V V 形形折折板板 槽槽形形折折板板 伞伞形折板形折板二、二、V V 形折板的几何参数形折板的几何参数:折板类别跨度l(m)倾角高跨比板厚与板 宽之比t/b跨度与波 度之比 l/B简支悬臂f/lf/

2、lt钢筋混凝土V形折板212511513537.515预应力混凝 土V形折板27251201714035V V 形形 折折板板 几几 何何 参参 数数三、三、V V 形折板的施工形折板的施工:(一一)制作、运制作、运输输(二二)吊装、灌吊装、灌缝缝四、安装四、安装阶阶段段稳稳定性定性验验算：算：V V 形折板整体失形折板整体失稳稳的的临临界荷界荷载值载值qqk k可按下式可按下式计计算算:qqk k=0.325E(0.325E(3 32 22.52.5q q 折板自重折板自重,换换算成水平投影算成水平投影 计计算算(kN/m(kN/m)E E 折板混凝土的折板混凝土的弹弹性模量性模量(kN/m

3、(kN/m)l 折板跨度折板跨度(m)(m)B B 折板波度折板波度(m)(m)t t 折板厚度折板厚度(m)(m)b b 折板折板宽宽度度(m)(m)折板折板倾倾角角()t tb b稳稳定安全度定安全度应满应满足下式要求足下式要求:qqk kq+q+0.50.5B B)(l)sinsin coscos(1-0.464cos(1-0.464cos)tbB)五、工程五、工程实实例例:(一一)巴黎巴黎联联合国教科文合国教科文组织总组织总部会部会议议大大厅厅(1958(1958年年)(二二)美国伊利美国伊利诺诺大学会堂大学会堂(1962(1962年年)北京：燕山石化某北京：燕山石化某仓库仓库（折板（

4、折板结结构）构）某折板某折板结结构水构水泵泵房（外景）房（外景）某折板某折板结结构水构水泵泵房（内景）房（内景）美国混凝土美国混凝土协协会会（ACIACI）折板折板结结构构2 2 壳体壳体(Shell)(Shell)由两个曲面所限定的物体由两个曲面所限定的物体,如果此两曲面之如果此两曲面之间间的距离的距离远远比曲比曲 面尺寸面尺寸为为小小,就称就称为为壳体壳体.薄壳薄壳(t/R(t/R 1/20)1/20)壳体壳体(t(t 壳体的厚度壳体的厚度厚壳厚壳(t/R(t/R 1/20)1/20)R R 壳体中曲面曲率半径壳体中曲面曲率半径)一、壳体一、壳体结结构的特点构的特点:1.1.可覆盖大跨度空

5、可覆盖大跨度空间间而中而中间间不不设设支柱支柱;2.2.自重自重轻轻、刚刚度大、整体性好、有良好的抗震性能度大、整体性好、有良好的抗震性能;3.3.造型美造型美观观,活活泼泼新新颖颖;4.4.现浇现浇薄壳需要耗薄壳需要耗费费大量模板大量模板.二、壳体二、壳体结结构的型式构的型式:球壳球壳(Domed(Domed Shell)Shell)筒壳筒壳(Barrel(Barrel Shell)Shell)双曲扁壳双曲扁壳(Shallow(Shallow Shell)Shell)鞍壳、扭壳鞍壳、扭壳(Hyperbolic(Hyperbolic Paraboloid)Paraboloid)三、壳体三、壳体

6、结结构的材料构的材料:砖砖壳体壳体钢钢筋混凝土壳体筋混凝土壳体 钢结钢结构壳体构壳体玻璃玻璃钢钢壳体壳体四、四、钢钢筋混凝土壳体的施工筋混凝土壳体的施工:现浇现浇整体整体式式现浇现浇成型法成型法有支架拼装法有支架拼装法高空拼装法高空拼装法无支架拼装法无支架拼装法 整体整体顶顶升法升法整体吊装法整体吊装法整体提升法整体提升法(一一)现浇现浇成型法成型法:现浇现浇成型法是在成型法是在设计设计位置位置处处支支设设模板模板,然后在模板然后在模板 上上绑绑扎扎钢钢筋和筋和浇浇筑混凝土筑混凝土.移移动动式式模模板板 永永久久性性模模板板 土胎模土胎模充气薄膜模板充气薄膜模板预预制装配式制装配式1.1.模板

7、模板泵泵送混凝土送混凝土2.2.混凝土的混凝土的浇浇筑筑干法干法喷喷射射喷喷射混凝土射混凝土湿法湿法喷喷射射3.3.工程工程实实例例某厂房某厂房为为双曲双曲连续连续球壳屋盖球壳屋盖(1)(1)模板和支架模板和支架(2)(2)混凝土的混凝土的喷喷射射(二二)高空拼装法高空拼装法:1.1.有支架拼装法有支架拼装法:某双曲拱屋盖工程某双曲拱屋盖工程,跨跨度度为为40m,40m,由由1111个拱圈个拱圈(每个每个 宽宽度度为为5m)5m)组组成成.每一拱圈又每一拱圈又 分分为为5 5段段,每段拱板尺寸每段拱板尺寸为为 5.0*8.27m,5.0*8.27m,重重6t.6t.2.2.无支架拼装法无支架拼

8、装法某球壳某球壳顶顶盖盖结结构采构采 用无支架拼装法用无支架拼装法,壳体壳体 直径直径为为40m,40m,由由7 7圈圈钢钢筋筋 混凝土混凝土带带肋壳板及中心肋壳板及中心 一一块现浇块现浇板板组组成成,每每块块 重重为为1.51.5 2.0t.2.0t.(三三)整体吊装法整体吊装法:1.1.整体整体顶顶升法升法在地面装配成壳体后在地面装配成壳体后,利用千斤利用千斤顶顶整体整体顶顶升升,包括上包括上顶顶升法和下升法和下顶顶升法两升法两类类.2.2.整体提升整体提升法法在地面装配成壳体后在地面装配成壳体后,利用提升利用提升设设备备整体整体提升提升.某工程由某工程由边长为边长为24*24m24*24

9、m的的单倾组单倾组合扭壳合扭壳组组成成,由由4 4根柱根柱 子支承子支承,壳体壳体总总提升重提升重为为280t.280t.五、工程五、工程实实例例:美国麻省理工学院美国麻省理工学院（MITMIT）礼堂球壳礼堂球壳（平面（平面为为正三角形）正三角形）美国麻省理工学院（美国麻省理工学院（MITMIT）礼堂（球壳）礼堂（球壳铰铰支支座座）钢钢筋筋混混凝凝土土双双曲曲扁扁壳壳受受力力合合理理，在在跨跨越越30 m左左右右的的 跨跨度度时时，按按计计算算所所需需的的壳壳厚厚只只需需3040 mm。设设计计中中 一一般般按按施施工工构构造造要要求求选选用用壳壳面面厚厚度度，例例如如北北京京火火车车站站 正

10、正厅厅屋屋顶顶的的扁扁壳壳，平平面面尺尺寸寸为为35 m35 m，矢矢高高7 m，壳厚壳厚选选用用80 mm，完全是施工工完全是施工工艺艺的要求。的要求。北京：火北京：火车车站站鸟鸟瞰瞰图图北京：燕山石化化肥北京：燕山石化化肥库库（双曲扁壳屋盖、薄壳（双曲扁壳屋盖、薄壳边缘边缘构件构件为带为带拉杆的拱）拉杆的拱）北京燕山：北京燕山：钢钢筋混凝土筋混凝土组组合双曲抛物面屋盖合双曲抛物面屋盖3 3 网架网架结结构安装构安装网架网架结结构构即由杆件按照一定即由杆件按照一定规规律律组组成的网格成的网格结结构构.特点特点:空空间刚间刚度大度大,整体性整体性强强,稳稳定性好定性好;具有多向受力具有多向受力

11、,抗震性抗震性 能好能好;同同时时兼有自重兼有自重轻轻,节约钢节约钢材材,制作安装方便等特点制作安装方便等特点.应应用用:大跨度空大跨度空间结间结构构.一、分一、分类类:平板网架平板网架(网架网架)平面桁架系网架平面桁架系网架四角四角锥锥体系网架体系网架 三角三角锥锥体系网架体系网架(一一)按外形按外形曲面网架曲面网架(网壳网壳)网状穹网状穹顶顶网状筒壳网状筒壳双曲抛物面网壳双曲抛物面网壳1 淘T -畅曾w-vq俨.;I;号示 于 抵 匐 贮r 1L 60m60m30mL60m30mL60mLL F Ft t2 2H H1 1 H H2 2(3)(3)就位就位阶阶段段:F Ft t1 1 si

12、nsin 1 1+F+Ft t2 2 sinsin 2 2=G G1 1F Ft t1 1 coscos 1 1=F=Ft t2 2 coscos 2 2(即即 H H1 1=H H2 2 )式中式中:G G1 1每根拔杆所担每根拔杆所担负负的网架、索具的网架、索具等等 荷荷载载;F Ft t1 1 F Ft t2 2 起重滑起重滑轮组轮组的拉力的拉力;H H1 1H H2 2 起重滑起重滑轮组轮组拉力的水平分力拉力的水平分力;1 1 2 2 起重滑起重滑轮组钢丝绳轮组钢丝绳与水平面的与水平面的夹夹角角.3.3.技技术术要求要求:(1)(1)在网架整体吊装在网架整体吊装时时,应应保保证证各吊点

13、起升及下降的同步性各吊点起升及下降的同步性.提提升高差允升高差允许值许值可取吊点可取吊点间间距离的距离的1/400,1/400,且不宜大于且不宜大于100mm,100mm,或通或通过验过验算确定算确定.(2)(2)当当采采用用多多根根拔拔杆杆或或多多台台起起重重机机吊吊装装网网架架时时,宜宜将将额额定定负负荷荷能能 力力乘乘以以折折减减系系数数0.75,0.75,当当采采用用四四台台起起重重机机将将吊吊点点连连通通成成两两组组 或用三根拔杆吊装或用三根拔杆吊装时时,折减系数可适当放折减系数可适当放宽宽.(3)(3)网架的任何部位与支承柱或拔杆网架的任何部位与支承柱或拔杆的的净净距不距不应应小于

14、小于100mm;100mm;由于网架由于网架错错位需要位需要,对对个个别别杆件杆件暂暂不不组组装装时时,应应取得取得设计单设计单位同意位同意.(4)(4)当网架当网架结结构本身承构本身承载载能力能力许许可可时时,可采用在网架上可采用在网架上设设置滑置滑轮组轮组将拔将拔杆逐段拆除的方法杆逐段拆除的方法(即倒拆法即倒拆法).).4.4.适用范适用范围围:适用于各种适用于各种类类型的网架型的网架,吊装吊装时时可在高空平移或旋可在高空平移或旋 转转就位就位.5.5.工程工程实实例例:(1)(1)北京国北京国际际俱俱乐乐部网球部网球馆馆 40*40m,40*40m,两向正交斜放网架两向正交斜放网架,网架

15、网架高高2.5m,2.5m,重重55t.55t.安装到安装到标标高高为为12.3m12.3m的柱的柱顶顶上上.采用四台采用四台W W1 1-100-100型履型履带带式起重机式起重机,整体吊装整体吊装.抬吊抬吊时时,双向双向 移位移位,一一边错边错开开2.5m,2.5m,另一另一边错边错开开1.0m.1.0m.(2)(2)上海体育上海体育馆馆网网架架直直径径124.6m,124.6m,采采用用三三向向交交叉叉桁桁架架体体系系,网网架架高高6.0m,6.0m,重重 600t.600t.采采用用6 6根根50m50m高的桅杆整体吊装高的桅杆整体吊装.逆逆时针错时针错位位2 25 5 吊装吊装.顺时

16、顺时针针旋旋转转2 25 5 后就位到柱后就位到柱顶顶.网架吊装Lift of the Space Truss网架吊装Lift of the Space Truss网架吊装Lift of the Space Truss(五五)整体提升法：整体提升法：整体提升整体提升法法是指在是指在结结构柱上安装提升构柱上安装提升设备设备直接提升直接提升 网架网架,或在提升网架的同或在提升网架的同时进时进行柱子滑模的施工方法行柱子滑模的施工方法.1.1.工工艺艺特点特点:2.2.技技术术要求要求:(1)(1)折折减减系系数数:提提升升设设备备的的使使用用负负荷荷能能力力,应应将将额额定定负负荷荷能能 力力乘乘以

17、以折折减减系系数数,穿穿心心式式液液压压千千斤斤顶顶可可取取0.50.50.6;0.6;电电 动动螺杆升板机可取螺杆升板机可取0.70.70.8;0.8;其他其他设备设备通通过试验过试验确定确定.(2)(2)同步控制同步控制:升板机升板机:(15mm(15mm )相相邻邻两个提升点两个提升点升板机升板机:30mm30mm最高与最低点最高与最低点千千 斤斤 顶顶 :50mm:50mm (3)(3)稳稳定定验验算算:整体提升法的下部支承柱整体提升法的下部支承柱应进应进行行稳稳定性定性验验算算.L L400400千斤千斤顶顶:L L(25mm(25mm )2502503.3.适用范适用范围围:适用于

18、周适用于周边边支承及多点支承网架支承及多点支承网架.可用升板机、液可用升板机、液 压压千斤千斤顶顶等小型机具等小型机具进进行施工行施工.4.4.工程工程实实例例:山山东东体育体育馆馆62.7*74.1m,62.7*74.1m,为为两向正交斜放网架两向正交斜放网架,钢钢管管焊焊接接 球球节节点点,网架高网架高4.0m.4.0m.自重自重206t.206t.采用整体提升法采用整体提升法,共共设设2828台台升板机同升板机同时时提升提升,如如图图所示所示.例例 某大型机某大型机库库屋盖提升工程屋盖提升工程该该机机库库屋盖由网架屋盖由网架（115m*80m115m*80m）和桁架和桁架（115m*12

19、m115m*12m）组组成。成。网架提升网架提升总总重量重量800t800t，采用采用1616根拔杆根拔杆，3232台千斤台千斤顶顶，6464个吊点整个吊点整 体提升到位。桁架采用体提升到位。桁架采用4 4根拔杆和卷根拔杆和卷扬扬机整体吊装。机整体吊装。1.1.提升系提升系统统施工施工设计设计2.2.提升提升设备选择设备选择与安装与安装3.3.网架整体提升施工方法网架整体提升施工方法4.4.补补装网架周装网架周边边杆件杆件5.5.网架落位前后网架落位前后应检查应检查的的项项目目6.6.提升提升设备设备拆除拆除拔杆悬臂横梁钢绞线干斤顶网架图 9-127提升系统布置(六六)整体整体顶顶升法：升法：

20、整体整体顶顶升升法法是指采用支承是指采用支承结结构和千斤构和千斤顶顶将网架将网架顶顶升升到到设计设计位置的安装方法位置的安装方法.1.1.工工艺艺特点特点:顶顶升的概念是千斤升的概念是千斤顶顶位于网架之下位于网架之下,一般是利用一般是利用结结 构柱做构柱做为为网架施工中的网架施工中的临时临时支承支承结结构构.2.2.技技术术要求要求:(1)(1)折减系数折减系数:丝丝杠千斤杠千斤顶顶取取0.60.60.8 0.8 液液压压千斤千斤顶顶取取0.40.40.60.6(2)(2)同步控制同步控制:相相邻邻两个两个顶顶升点升点(30mm(30mm )(3)(3)稳稳定定验验算算:验验算算时时除除应应考

21、考虑虑网架和支承网架和支承结结构自重、与网架同构自重、与网架同时时 顶顶升的其它静升的其它静载载和施工荷和施工荷载载外外,还应还应考考虑虑上述荷上述荷载载偏心和偏心和 风风荷荷载载所所产产生的影响生的影响.如如稳稳定不足定不足时时,应应首先采取施工措首先采取施工措 施予以解决施予以解决.3.3.适用范适用范围围:适用于支点适用于支点较较少的多点支承网架少的多点支承网架.L L 100010004.4.工程工程实实例例:太原市煤管局太原市煤管局仓库仓库 如如图图所示所示,为为六点支承的六点支承的 抽空四角抽空四角锥锥网架网架,平面尺平面尺 寸寸为为59.4*40.5m,59.4*40.5m,网架

22、重网架重 约约45t.45t.用六台起重能力用六台起重能力为为 32t32t的普通液的普通液压压千斤千斤顶顶,采采 用用顶顶升施工法将网架升施工法将网架顶顶升升 至至8.7m8.7m高高.例例 某大型体育某大型体育馆馆屋盖网架整体提升工程屋盖网架整体提升工程1.1.工程概况工程概况:该该体育体育馆馆屋盖屋盖为为四柱支承的正交正放四柱支承的正交正放钢钢管空心球管空心球 节节点点焊焊接网架，网架外形尺寸接网架，网架外形尺寸为为90m*90m90m*90m，覆盖面覆盖面积积 8100m8100m，网格平面尺寸网格平面尺寸4.5m*4.5m4.5m*4.5m，网架四根支承柱的网架四根支承柱的 中心距离

23、中心距离63m*63m63m*63m。每根支承柱由四每根支承柱由四根根53053016mm16mm的无的无缝钢缝钢管作柱肢管作柱肢组组成成，无无缝缝钢钢管管中中心心距距离离1.87m1.87m。钢钢柱柱全全长长19.02m19.02m，每每 根根重重40.8t40.8t。四四根根钢钢柱柱既既是是整整个个屋屋盖盖的的支支承承柱柱，又又是是顶顶 升施工的支柱。升施工的支柱。2.2.顶顶升升设备设备:（1 1）油）油压压千斤千斤顶顶（每个支柱配（每个支柱配备备两台，共两台，共8 8台）台）（2 2）高）高压压油油泵泵（每两个千斤（每两个千斤顶为顶为一一组组，共，共4 4台）台）3.3.顶顶升升过过程

24、程:（1 1）正常）正常顶顶升程序升程序（2 2）初始）初始顶顶升程序升程序（3 3）最）最终终就位程序就位程序（4 4）同步及）同步及纠纠偏偏（5 5）安全措施）安全措施网架典型安装方法网架典型安装方法一一览览表表安装方法内容适用范围高空散装法单个杆件拼装螺栓连接节点的各类 型网架小拼单元拼装分条或分块安装法条状单元组装两向正交、正放四角 锥、正放抽空四角锥 等网架块状单元组装高空滑移法单条滑移法正放四角锥、正放抽 空四角锥、两向正交 正放等网架逐条累积滑移法整体吊装法单机、多机吊装各类型网架单根、多根拔杆吊装整体提升法利用拔杆提升周边支承及多点支承 网架利用结构提升整体顶升法利用网架支承柱

25、作为顶升时的支承结构支点较少的多点支承 网架在原支点处或其附近设置临时顶升支架备注未注明连接节点构造的网架，指各类连接节点网架均适用五、网架施工的基本要求五、网架施工的基本要求1.1.网架的制作与安装网架的制作与安装,应编应编制施工制施工组织设计组织设计,并在施工中并在施工中 认认真真执执行行;2.2.网网架架结结构构的的制制作作、拼拼装装和和安安装装的的每每个个工工序序均均应应严严格格进进 行行检查验检查验收收;3.3.网网架架安安装装荷荷载载应应包包括括施施工工阶阶段段的的结结构构自自重重及及各各种种施施工工 活活荷荷载载.安安装装阶阶段段的的动动力力系系数数:当当采采用用提提升升法法或或

26、顶顶升升法法 施施工工时时,可可取取1.1;1.1;当当采采用用拔拔杆杆吊吊装装时时,可可取取1.2;1.2;当当采采用用 履履带带式或汽式或汽车车式起重机吊装式起重机吊装时时,可取可取1.3.1.3.4.4.高空安装高空安装时时当遇大于五当遇大于五级风时级风时,宜停止宜停止进进行行.六、网架六、网架结结构工程构工程质质量量验验收收支承面支承面顶顶板、支座板、支座锚锚栓的允栓的允许许偏差偏差项目允许偏差/mm支承面顶板位置15.0顶面标高0-3.0顶面水平度L/1000(L为短边长度)支座锚栓锚栓中心偏移5.0锚栓露出长度+30.00.0螺纹长度+30.00预留孔中心偏移0注注:按支座数抽按支

27、座数抽查查10%,10%,且不且不应应少于少于4 4处处.用用经纬仪经纬仪和和钢钢尺尺实测实测小小 拼拼 单单 元元 的的 允允 许许 偏偏 差差注:1.表中L1为杆件长度;L为跨长 2.按单元数抽查5%,且不少于5个.用钢尺和拉线等辅助量具实测项目允许偏差/mm节点中心偏移2.0焊接球节点与钢管中心的偏移1.0杆件轴线的弯曲矢高L1/1000,且不宜大于5.0锥体型小拼 单元弦杆长度2.0锥体高度2.0上弦杆对角线长度3.0平面桁架型 小拼单元跨长24m+3.0-7.024m+5.0-10跨中高度 3.0跨中拱度设计要求起拱 L/5000设计未要求起拱+0中中 拼拼 单单 元元 的的 允允

28、许许 偏偏 差差项目允许偏差/mm单元长度20m拼接长度单跨0多跨连接5.0单元长度 20m拼接长度单跨20.0多跨连接0注:全数检查.用钢尺和辅助量具实测.钢钢 网网 架架 结结 构构 安安 装装 的的 允允 许许 偏偏 差差项目允许偏差/mm检查方法纵向、横向长度L/2000,且不应大于30.0-L/2000,且不应小于-30.0用钢尺实测支座中心偏移L/3000,且不应大于30.0用钢尺和经纬仪实测周边支承网架相邻支座高差L/400,且不应大于15.0用钢尺和水准仪实测支座最大高差30.0多点支承网架相邻支座高差L1/800,且不应大于30.0注:L为纵向、横向长度;L1相邻支座间距4

29、4 网壳网壳结结构安装构安装单层单层网壳网壳应应采用采用刚刚接接节节点点,双双(三三)层层网壳可采用网壳可采用铰铰接接节节点点.一、网壳的分一、网壳的分类类(一一)按按层层数划分数划分单单层层网网壳壳 双双层层网网壳壳 三三层层网壳网壳(二二)按曲面外形划分按曲面外形划分1.1.圆圆柱面网壳柱面网壳2.2.球面网壳球面网壳3.3.椭圆椭圆抛物面网壳抛物面网壳(双曲扁壳双曲扁壳)4.4.双曲抛物面网壳双曲抛物面网壳(鞍形网壳、扭网壳鞍形网壳、扭网壳)二、网壳二、网壳结结构的制作构的制作:(一一)准准备备工作工作:(二二)零部件加工零部件加工:1.1.焊焊接空心球网壳接空心球网壳(1)(1)杆件下

30、料杆件下料长长度度L L0 0=L=L1 1 -+B+B1 1+B+B2 2+D D1 12 2D D2 22 2式中式中:L L0 0 杆件下料杆件下料长长度度;L L1 1 杆件几何杆件几何长长度度(轴线长轴线长度度););D D1 1、D D2 2 与杆件相与杆件相连连的的钢钢球的外直径球的外直径;B B1 1、B B2 2 钢钢管与管与钢钢球的相球的相贯贯量量;焊缝焊缝收收缩缩量量,一般取一般取 =1.5=1.5 3.5 3.5 mm.mm.L0B2B1D2/2D1/2L1杆杆 件件 下下 料料 长长 度度 图图(2)(2)空心球加工工空心球加工工艺艺:下料下料圆钢圆钢板加板加热热冲冲

31、压压切切边边对对装装焊焊接接整形整形 肋板下料肋板下料 挖孔挖孔下料直径下料直径D D1 1可按下式确定可按下式确定:D D1 1 =1.4141.414 D D +C C 式中式中:D D1 1 下料直径下料直径;D D 钢钢球中径球中径;C C 加工坡口余量加工坡口余量,一般一般 C C =3 3 mmmm。2.2.螺栓球网壳螺栓球网壳:螺栓球网壳的零部件主要有螺栓球网壳的零部件主要有:杆件杆件(包括包括锥头锥头或或封封板、板、高高强强螺栓螺栓)、钢钢球及套筒等球及套筒等.(1)(1)杆件的加工工杆件的加工工艺艺:采采购钢购钢管管下料、倒坡口下料、倒坡口与与锥头锥头或封板或封板组组装装点点

32、焊焊焊焊接接(2)(2)钢钢球的加工工球的加工工艺艺:圆圆钢钢加加热热 锻锻造造毛毛坯坯正正火火处处理理加工定位螺栓孔及平面加工定位螺栓孔及平面加工各螺栓孔及平面加工各螺栓孔及平面三、网壳三、网壳结结构的安装构的安装:网壳的安装方法网壳的安装方法,应应根据网壳的根据网壳的类类型、受力型、受力和和构构造造特特点点,在在满满足足质质量、安全、量、安全、进进度和度和经济经济效益的前提下效益的前提下,结结合当地的合当地的 施工技施工技术术条件条件综综合确定合确定.(一一)高空散装法高空散装法适用于全支架拼装的各适用于全支架拼装的各类类型的网壳型的网壳,并可根据并可根据结结构特点构特点 选选用移用移动动

33、或滑或滑动动支架拼装及少支架的支架拼装及少支架的悬悬挑拼装的施工方法挑拼装的施工方法.全支架法全支架法分分类类悬悬挑法挑法 例例 美国新奥美国新奥尔尔良良(New(New OrleansOrleans U.S.A)U.S.A)体育体育馆馆该该体育体育馆馆屋盖屋盖为为球面网壳球面网壳,直径直径为为207m,207m,网壳厚度网壳厚度2.24m.2.24m.屋面采用屋面采用压压型型钢钢板板,在上面在上面喷喷涂聚氨涂聚氨酯酯,再复以再复以0.6mm0.6mm的合成橡的合成橡胶胶,屋面屋面层层和和钢钢网壳共重网壳共重97.5kN/m97.5kN/m.拼装拼装时时采用部分采用部分悬悬挑的少挑的少 支架拼

34、装法支架拼装法.例例 北京某游泳北京某游泳馆馆工程工程该该游泳游泳馆馆屋面屋面为为日本日本“NSNS桁架桁架”,螺栓球网壳螺栓球网壳,平面呈橄平面呈橄 榄榄形形.网壳网壳为为正高斯曲率曲面正高斯曲率曲面.该该工程共有杆件工程共有杆件40004000多根多根,球球节节 点点10681068个个,杆件均杆件均为钢为钢管管.该该网壳采用全支架法网壳采用全支架法(即即满满堂脚手架堂脚手架)安装安装,拼装拼装时对时对称地称地 分分为为1111个个单单元元进进行行.例例 国家体育国家体育场场工程工程本工程位于北京奥林匹克公园中心南部，占地本工程位于北京奥林匹克公园中心南部，占地 面面积约积约20.4hm2

35、0.4hm,总总建筑面建筑面积约积约25.825.8万万m m。该该工程由工程由2424榀榀门门式式刚刚架架围绕围绕着体育着体育场场内部内部砼砼碗状看台区旋碗状看台区旋转转而而 成，其中成，其中2222榀拉通或基本拉通。榀拉通或基本拉通。国家体育国家体育场钢结场钢结构建筑构建筑顶顶面呈面呈马马鞍形，鞍形，长轴为长轴为 332.3m332.3m，短短轴为轴为297.3m297.3m，最高点高度最高点高度为为68.5m68.5m，最低最低 高度高度为为40.1m40.1m，屋盖中屋盖中间间开洞开洞长长度度为为185.3m185.3m，宽宽度度为为 127.5m127.5m。钢结钢结构屋构屋顶顶上上

36、层为层为ETFEETFE膜，下膜，下层为层为PTFEPTFE膜声学膜声学 吊吊顶顶。工程。工程设计设计使用年限使用年限为为100100年。年。一、混凝土一、混凝土结结构构:国家体育国家体育场场工程工程砼结砼结构形式构形式为为（特异型）框架（特异型）框架剪力剪力墙结墙结构，除看台板构，除看台板为预为预制构件外，其余均制构件外，其余均为现浇砼为现浇砼。基基础础采用后采用后压浆钻压浆钻孔灌注孔灌注桩桩，底板（，底板（标标高高-1.0m-1.0m处处）厚）厚500500 800mm800mm，顶顶板厚度分板厚度分别为别为120120、200200、300mm300mm，墙墙体厚体厚 100100、30

37、0300、350350、500500、800mm800mm。二、二、钢结钢结构构:（一）施工方案（一）施工方案选择选择大大跨跨钢钢结结构构常常用用的的安安装装方方案案有有整整体体提提升升、滑滑移移、分分段段吊吊 装装高高空空组组拼拼方方法法（简简称称散散装装法法）和和局局部部整整体体提提升升等等方方式式。该该 工程最工程最终终采用：采用：散装法和局部整体提升法散装法和局部整体提升法。（二）施工部署（二）施工部署钢钢结结构构的的安安装装顺顺序序遵遵循循对对称称同同步步，尽尽早早形形成成安安装装区区域域局局 部部稳稳定的原定的原则则。已由6-，_ i尽；亨，一.,-已 户I昌酝言低些嫘怅 还拙州寸

38、（三）（三）钢结钢结构安装构安装:1.1.拼装中心拼装中心环环体及内圈斜桁架，吊装体及内圈斜桁架，吊装钢钢格构柱。格构柱。2.2.结结构第一次提升后拼装外圈斜桁架。构第一次提升后拼装外圈斜桁架。3.3.结结构提升到位构提升到位4.4.安装屋面构件安装屋面构件掘l sg 4一曼巴飞名1 嘈尽上且白U 占九LL-(6 函艇怜)遐材 K 磁诅签保志蕊淀恶古骡姓汹（四）（四）钢结钢结构合构合拢拢:主主桁架共有桁架共有9696个合个合拢拢口，立面次口，立面次结结构共有构共有2828个合个合拢拢口，主桁口，主桁 架下弦架下弦连连系梁共有系梁共有4 4个合个合拢拢口，口，总计总计128128个合个合拢拢口。

39、口。（五五 ）卸卸 载载 :1.1.卸卸载载点布置。点布置。在施工区域内分内、中、外在施工区域内分内、中、外3 3圈布置圈布置7878个支个支撑塔架，其撑塔架，其顶顶部部设设置置2 2台千斤台千斤顶顶和和2 2个个垫垫块块支支撑撑点。点。2.2.卸卸载载方案：方案：本工程卸本工程卸载载点多、吨位重，屋盖点多、吨位重，屋盖总总面面积约为积约为6 6万万m m，卸，卸载载吨位吨位约约1.41.4万万t t，7878个卸个卸载载点，点，设计设计要求要求“结结构整体分构整体分级级同步卸同步卸 载载，严严格格进进行比例控行比例控制制”，单单点卸点卸载载吨位大，最大点支撑力吨位大，最大点支撑力约约300t

40、300t，卸卸载实载实施施难难度大。度大。整个卸整个卸载过载过程共分程共分7 7大步大步，3535小步。小步。三、膜三、膜结结构构该该工工程程的的屋屋盖盖部部分分，由由其其上上ETFEETFE充充气气式式膜膜结结构构及及其其 下下方方PTFEPTFE膜膜结结构构的的有有机机结结合合，而而四四周周外外围围钢钢结结构构件件自自然然 裸露在外。裸露在外。ETFEETFE膜（乙膜（乙烯烯-四氟乙四氟乙烯烯共聚物），具有共聚物），具有轻质轻质、高、高强强、高透光性、高自高透光性、高自洁洁性、性、难难燃，其耐用年限在燃，其耐用年限在3030年以上，年以上，透光率达透光率达9595，可在温度，可在温度-10

41、0-100 +180+180度范度范围围内正常使内正常使用。用。PTFEPTFE膜（聚四氟乙膜（聚四氟乙烯树烯树脂），同脂），同样样具有具有轻质轻质、高、高强强、透光性好、自透光性好、自洁洁性高、性高、难难燃、高耐腐燃、高耐腐蚀蚀性的特点。性的特点。(二二)分条或分分条或分块块安装法安装法适用于分割后适用于分割后刚刚度和受力状况改度和受力状况改变较变较小的网壳小的网壳.分条或分条或 分分块块的大小的大小应应根据起重能力而定根据起重能力而定.例例 北京丰台体育北京丰台体育馆馆该该体体育育馆馆平平面面形形状状为为腰腰圆圆 形形,两两边边悬悬挑挑,屋屋盖盖平平面面尺尺 寸寸为为76.633*56.5

42、62m.76.633*56.562m.双双层层网壳网壳.矢高矢高f=4.0m.f=4.0m.施工施工时时在地面拼成条在地面拼成条 状状单单元元,由塔吊吊装到中部由塔吊吊装到中部 支架上，再拼接合支架上，再拼接合拢拢.(三三)滑移法滑移法适用于两适用于两边边平行的网壳平行的网壳,在在现场现场狭窄、运狭窄、运输输不便的情况不便的情况下下,尤尤为为适用适用.滑移滑移时时,滑移滑移单单元元应应保保证证成成为为几何不几何不变变的体系的体系.单单条滑移法条滑移法分条的网壳分条的网壳单单元在事先元在事先设设置的滑置的滑轨轨上上单单条滑移到条滑移到设计设计位置位置.分分类类逐条逐条积积累滑移法累滑移法分条的网

43、壳分条的网壳单单元在滑元在滑轨轨上逐条上逐条积积累拼接后滑移到累拼接后滑移到设计设计位置位置.施工要求施工要求:1.1.滑移法可利用已建滑移法可利用已建结结构物作构物作为为拼装平台拼装平台;2.2.滑滑轨轨的构造的构造应应能抵抗网壳支座的水平推力能抵抗网壳支座的水平推力;3.3.当网壳跨度当网壳跨度较较大大时时,宜在跨中增宜在跨中增设设滑滑轨轨;4.4.滑移滑移时时,牵牵引速度不宜大于引速度不宜大于1.0m/min;1.0m/min;5.5.当网壳滑移当网壳滑移时时,两端不同步两端不同步值值不不应应大于大于50mm.50mm.(四四)综综合安装法合安装法适用于大跨度球面网壳以及中适用于大跨度球

44、面网壳以及中间间高外圈低的双曲面网壳高外圈低的双曲面网壳.1.1.整体整体顶顶升法升法整体整体顶顶升法是把网壳在升法是把网壳在设计设计位置的地面拼装成整体位置的地面拼装成整体,然后用千斤然后用千斤顶顶将网壳整体将网壳整体顶顶升到升到设计标设计标高高.例例 巴塞巴塞罗纳罗纳体育体育馆馆西班牙巴塞西班牙巴塞罗纳为罗纳为19921992年奥运会建造的主体育年奥运会建造的主体育馆馆,是一个特是一个特 别别的穹的穹顶顶网壳网壳结结构构,平面尺寸平面尺寸为为105.6*127.8m.105.6*127.8m.整体整体设计设计和施工均和施工均 由由计计算机控制算机控制,安装安装时时用千斤用千斤顶顶把把临时临

45、时支柱支柱顶顶升到升到设计设计位置后再位置后再 进进行最后固定行最后固定.例例 日本神日本神户户世界世界纪纪念堂念堂19841984年年日日本本在在神神户户市市建建造造了了世世界界纪纪念念堂堂,该该工工程程高高38.57m,38.57m,平平面面为为68m*108m68m*108m的的柱柱面面型型双双层层网网壳壳结结构构,节节点点形形式式为为焊焊接接球球节节 点点.该该工程工程经历经历了了19951995年年1 1月月1717日的里氏日的里氏7.27.2级级阪神大震灾阪神大震灾.震后震后对对 结结构构进进行了行了检测检测,最后的最后的结论结论是是“结结构构件无任何构构件无任何损伤损伤”.神户世

46、界纪念馆(攀达穹顶）108X68mKobe World Memorial Hall(Panta Dome)“攀达”穹顶的设计概念Design ideal of the Panta Dome“攀达”穹顶的 提升过程Lifting Process of the Panta Dome 例例 武武汉汉体育体育馆馆 一、工程概况一、工程概况:武武汉汉体体育育馆馆上上部部钢钢屋屋盖盖为为双双层层扁扁平平张张弦弦网网壳壳。其其外外形形 为为椭椭圆圆抛抛物物面面，长长轴轴方方向向165m165m，短短轴轴方方向向145m145m，投投影影面面积积 18800m18800m。屋屋盖盖下下部部采采用用整整体体张张

47、弦弦拉拉索索杆杆体体系系，共共设设三三环环拉拉索索，每每环环均均设设双双根根环环向向索索，环环向向索索、径径向向索索和和网网壳壳之之间间通通过过撑撑 杆（杆（299mm299mm7.5mm7.5mm）相相连连。二、二、钢钢屋盖屋盖顶顶升安装升安装:根据根据该该工程的特点，工程的特点，结结合施工合施工现场实际现场实际条件，采用整条件，采用整体体顶顶升法施工。即：升法施工。即：四周采用四周采用满满堂脚手架高空散装工堂脚手架高空散装工艺艺。中心部分采用地面拼装空中接中心部分采用地面拼装空中接长长，集群液，集群液压压千斤千斤顶顶 整体整体顶顶升工升工艺艺。最后安装最后安装连连接各接各衔衔接部分杆件。接

48、部分杆件。了索承网壳索承网壳钢结钢结构施工构施工步骤一：网壳中心区域地面拼装，顶升至一定高度；外围区 域搭设满堂脚手架，钢构件吊装至高空散拼了索承网壳索承网壳钢结钢结构施工构施工步骤二：网壳中心区域向外围扩展悬拼，然后继续顶升；安装内环部分撑杆、环向索及径向索了索承网壳索承网壳钢结钢结构施工构施工步骤三：安装屋盖两条采光带处的钢拱架了索承网壳索承网壳钢结钢结构施工构施工步步骤骤四：网壳中心区域四：网壳中心区域顶顶升至屋盖升至屋盖设计标设计标高，高，继续继续向外向外围围 扩扩展展悬悬拼；安装相拼；安装相应应的撑杆和拉索的撑杆和拉索了索承网壳索承网壳钢结钢结构施工构施工步步骤骤五：中心区域和外五：

49、中心区域和外围围区域之区域之间间的的钢钢构件采用高空散构件采用高空散 拼，拼，了索承网壳索承网壳钢结钢结构施工构施工步步骤骤五：中心区域和外五：中心区域和外围围区域之区域之间间的的钢钢构件采用高空散构件采用高空散 拼，拼，顶顶升到第一看台高度升到第一看台高度时进时进行首次空中拼装行首次空中拼装扩扩大示意大示意 图图了索承网壳索承网壳钢结钢结构施工构施工顶顶升到第二看台高度升到第二看台高度时进时进行第二次空中拼装行第二次空中拼装扩扩大示大示 意意图图了索承网壳索承网壳钢结钢结构施工构施工顶顶升到第三看台高度升到第三看台高度时进时进行第三次空中拼装行第三次空中拼装扩扩大示大示 意意图图了索承网壳索

50、承网壳钢结钢结构施工构施工了索承网壳索承网壳钢结钢结构施工构施工了索承网壳索承网壳钢结钢结构施工构施工经过对经过对比分析，中心区域比分析，中心区域优优化化设设置了置了8个个顶顶升点升点了索承网壳索承网壳钢结钢结构施工构施工三、三、预应预应力施工力施工:编号规格钢丝束 面积/mm钢丝束线 重/(kg/m)标称破断 载荷/kN内环索2PES C5-5.3-109240518.94015.9中环索2PES C5-5.3-163359628.26005.5外环索2PES C5-5.3-151333126.25563.3内环索PES C5-5.3-109240518.94015.9中环索PES C5-5