9方向汇交空间网壳铸钢节点精确安装施工方法、铸钢节点与流程-9游会

文档序号:36741434发布日期:2024-01-17 14:16阅读:32762来源:国知局

本发明涉及建筑工程施工,具体为一种9方向汇交空间网壳铸钢节点精确安装施工方法、铸钢节点。


背景技术:

1、节点设计是关系空间网壳结构体系成败的关键,目前研究中一些新型节点设计和使用的还不是很多。

2、对于一些新型空间网壳结构,节点比较复杂,有时会有9个甚至超过9个方向的杆件受力汇交于一点,现有技术就没有很好的方法解决这种杆件汇交时的结构加工和现场安装精度控制。现有多方向相交节点加工,一般根据平面放样定位制作,对空间相交节点制作较困难,同时现场安装因存在构件加工误差,运输误差,焊接误差,安装定位误差等,实现现场精确定位难度很大。

3、另外,对于空间网壳节点安装精度控制,通常和安装方式相关,以及测量仪器使用相关。现有安装方式主要有整体提升,整体吊装,滑移法,高空散装,分片分块安装等,测量仪器主要用全站仪、经纬仪等,主要采用单个方法控制安装如高空散装和全站仪搭配等。但是误差的形成是发生在安装过程的每一个环节,现有的安装方式仍很难做到对精度的精确控制。现有单个方向控制技术,因不能整体全方位控制,如高空散装和全站仪搭配会出现安装累计误差,以及焊接变形误差,比较难消除误差;同时不同方向合拢时会因为精度问题,出现错口,对不上等。

4、因此,需要研究一些新的节点和精度控制技术,以满足工程施工精度控制要求。


技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足,设计并制造一种新型的9方向汇交于中心一点的空间网壳铸钢节点,并进行精确安装控制,不仅铸钢节点接口数量多,也解决了复杂节点各方向受力不能汇交于一点的难题,保证了安装精度,受力合理,施工方便安全,取得了显著效果,能够切实解决工程技术难题。

2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:

3、本发明首先提供一种9方向汇交空间网壳铸钢节点精确安装施工方法,所述9方向汇交空间网壳铸钢节点由9方向铸钢件和9方向杆件组成,所述9方向杆件中8个方向杆件同平面汇交于所述9方向铸钢件中心,1个方向杆件在所述9方向铸钢件中心下部汇交于中心;该精确安装施工方法包括如下步骤:s10,通过bim设计仿真模型,由仿真模型进行设计分析和仿真计算,定制模具下料加工,并由bim精确定位,加工制造所述9方向汇交空间网壳铸钢节点;s20,采用bim技术与钢结构施工相结合,利用仿真模型进行安装精度的全过程模拟控制;s30,采用网壳逐环分段拼装成型技术合理调整安装顺序,进行安装顺序一级精度控制;s40,逐环分段拼装完成后,采用机加工处理对接接口,进行铸钢件和杆件对接接口二级精度控制;s50,现场安装多机具进行辅助安装定位,进行安装位置三级精度控制;s60,杆件对接控制,进行铸钢件与杆件的对接连接四级精度控制;s70,测量控制,进行网壳复核五级精度控制。

4、在一些实施例中,所述采用bim技术与钢结构施工相结合,利用仿真模型进行安装精度的全过程模拟控制,包括:

5、s201,网壳铸钢件和杆件安装实施前期,提取bim模型中每根构件的标高、轴线、坐标信息;

6、s202,现场利用全站仪进行三维坐标测放,并及时采集现场由于加工、运输、安装对口、温度、仪器产生的安装误差;

7、s203,将所采集到的安装误差反馈到bim模型进行微调,对下一批构件加工微调,或在紧前紧后安装的钢构件接缝处进行调整,逐节消除。

8、在一些实施例中,所述采用网壳逐环分段拼装成型技术包括:

9、s301,首先对屋面网壳进行合理分段,将网壳单根杆件在地面拼装成小规模拼装单元;

10、s302,然后采用定基准,即利用一环铸钢节点和杆件作为整个拼装的基准,其余各环依次安装铸钢节点和杆件;

11、s303,按照上述顺序逐环拼装,直至最后一环,然后进行合拢对接。

12、在一些实施例中,具体包括:

13、第一步:安装单环内铸钢件以及中心定位铸钢件;

14、第二步:将网壳单根杆件在地面拼装成10-1~10-8小拼单元;

15、第三步:按顺序依次安装10-1、10-2、…、10-8小拼单元;

16、第四步:按顺序依次安装10-1、10-2、…、10-8中心铸钢件周围杆件,完成拼装。

17、在一些实施例中,所述采用机加工处理对接接口包括:

18、提前对铸钢件管口处采用机加工拉伸缩颈,使得铸钢件接口位置缩口平滑过渡,杆件套进铸钢件接口,并在杆件内壁与铸钢件接头预留不小于2mm间距。

19、在一些实施例中,所述现场安装多机具进行辅助安装定位包括:

20、现场进行9方向铸钢件安装时,安装吊带、多方向手拉葫芦,通过吊带上分别挂设多方向手拉葫芦进行辅助吊装就位和调整,控制铸钢件和相关构件的标高和角度。

21、在一些实施例中,所述杆件对接控制包括:

22、s601,网壳杆件对接时,采用圆周上等间距分布的4块定位板进行临时固定,将定位板与铸钢节点和杆件进行焊接;

23、s602,杆件与铸钢件焊接完成后,割除定位板,对连接部位进行打磨光滑并补漆处理。

24、在一些实施例中,所述测量控制包括:同时利用多台全站仪进行三维坐标测放,进行网壳精度控制。

25、本发明进一步提供一种9方向汇交空间网壳铸钢节点,由前述的精确安装施工方法施工得到,并且该9方向汇交空间网壳铸钢节点由9方向铸钢件和9方向杆件组成,所述9方向杆件中8个方向杆件同平面汇交于所述9方向铸钢件中心,1个方向杆件在所述9方向铸钢件中心下部汇交于中心。

26、在一些实施例中,所述9方向铸钢件材质采用g20mn5n高强钢,整体利用模具浇筑成型,壁厚由中心向边沿从厚到薄,由中心全管径厚度过渡到边沿2-3cm,边沿位置设计成缩颈口形式。

27、在一些实施例中,所述9方向铸钢件中心上部设置有凸出方形盖板,作为焊接平面与上部结构进行连接,所述9方向铸钢件中心下部设置有双耳板,用于与下部杆件连接。

28、有益效果:本发明提供的9方向汇交空间网壳铸钢节点精确安装施工方法、铸钢节点,解决了复杂节点各方向受力不能汇交于一点的难题,保证了受力合理,施工方便安全,取得了显著效果。具体而言,至少具有如下一个或多个优点:

29、(1)对空间网壳结构体系铸钢节点进行了创新设计,通过bim辅助设计精确定位,仿真计算设计分析,定制模具下料加工,设计并制作出了一种9方向汇交空间网壳铸钢节点,不仅铸钢节点接口数量多,也解决了各方向受力不能交于一点的难题,保证了受力合理准确,施工方便安全。

30、(2)现有技术中多方向受力点因为加工技术问题不能精确共线或共点,这是行业难题,本发明能够很好地解决这一难题;另外,本发明的结构主要为轴力受拉受压构件,杆件受力沿着杆件轴线方向,能保证所有相交杆件共线共点,即可保证受力简单明确,也即合理;同时因为设置了双向连接夹板,杆件通过销轴连接,只需把杆件叉到连接夹板里,连上销轴即可,减少了高空作业时间,施工方便也安全。

31、(3)对空间网壳铸钢节点安装精度控制进行了创新,通过综合采用bim技术、网壳逐环分段拼装成型技术、机加工处理对接接口、现场安装多机具进行精度控制、杆件对接控制、测量控制等综合成套技术进行安装精度控制,经工程实践检验,效果显著,对铸钢件节点有9个以及更多个管口要对接的情形,具有很好的参考和利用价值。

32、(4)9方向汇交空间网壳铸钢节点材质采用g20mn5n高强钢,整体利用模具浇筑加工成型,壁厚从厚到薄,由中心全管径厚度过渡到边沿2-3cm左右,边沿位置设计成缩颈口形式,在铸钢件中心上部设计成凸出方形盖板形式,作为焊接平面与上部檩托等结构进行连接使用;在铸钢件中心下部设计成带有双耳板的连接形式,可以方便与下部弦支穹顶撑杆等杆件连接。该节点设计形式新颖,使用方便,保证各方向受力能交于一点,受力合理,具有很高的推广应用价值。

33、应当理解,本发明任一实施方式的实现并不意味要同时具备或达到上述有益效果的多个或全部。

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