一種連續(xù)交替半圓錐面形屋面及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑工程領(lǐng)域，具體為一種屋面結(jié)構(gòu)及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)施工中，建筑屋面以平屋面、坡屋面或斜屋面為主，此類屋面施工技術(shù)基本已 經(jīng)成熟，施工難度較小。但近年以來(lái)，為追求建筑外立面效果及設(shè)計(jì)亮點(diǎn)，越來(lái)越多的建筑 開(kāi)始采用曲面類屋面設(shè)計(jì)，越來(lái)越多的建筑開(kāi)始采用曲面類屋面設(shè)計(jì)，異形曲面的設(shè)計(jì)不 僅從結(jié)構(gòu)上滿足了功能需要，也在建筑效果上給人以全新理念，連續(xù)交替半圓錐面形屋面 特別適用于體育館及大空間會(huì)館。這就需要對(duì)建筑進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，并有詳細(xì)和可操作的 施工方法做保障，使得施工完成后的建筑作品符合預(yù)定的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)交替半圓錐面形屋面及其施工方法，不僅能滿足公 共場(chǎng)所對(duì)于大空間的需求，而且還有較好的承載力，更為安全可靠，同時(shí)可以保證室內(nèi)的采 光亮度、更為環(huán)保節(jié)能，此外，本發(fā)明提供的施工方法還解決了異形曲面屋面體系的模板支 撐以及混凝土施工質(zhì)量難以控制的問(wèn)題。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種連續(xù)交替半圓錐面形屋面，其屋面板是由兩組連續(xù)的半圓錐面形拱構(gòu)成的結(jié)構(gòu)， 兩組半圓錐面形拱的錐底分別垂直于屋面對(duì)側(cè)邊緣、錐頂相對(duì)交錯(cuò)排列，每組半圓錐面形 拱的橫截面為半圓拱且半圓拱的厚度由拱頂向兩側(cè)拱底逐漸增加、且一組半圓錐面形拱的 拱底與另一組相鄰的半圓錐面形拱的拱底連接于同一支撐梁上，相鄰支撐梁的端部交匯在 一起、整體俯視呈鋸齒形。
[0005] 所述半圓錐面形拱的橫截面的拱頂位置的厚度為100~200mm、拱底位置的厚度為 250~350mm〇
[0006] 所述半圓錐面形拱的錐底處拱腹的拱高為2m~5m，拱形半徑為2m~5m。
[0007] 所述一組半圓錐面形拱的錐頂距離另一組的半圓錐面形拱的錐底的距離為10~ 15m〇
[0008] 所述屋面板由自密實(shí)混凝土澆筑而成。
[0009] 所述屋面板的半圓錐面形拱的錐底處內(nèi)側(cè)安裝有窗戶。
[0010] -種如所述的連續(xù)交替半圓錐面形屋面的施工方法，具體步驟如下： 步驟一，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況以及設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行定位放線工序。
[0011]步驟二，在屋面板下方進(jìn)行高支模作業(yè)，所述高支模結(jié)構(gòu)由地面搭設(shè)至屋面板的 凹面內(nèi)偵L
[0012] 步驟三，鋪設(shè)支撐梁的模板并澆注支撐梁的混凝土。
[0013] 步驟四，根據(jù)屋面板的凹面的尺寸結(jié)構(gòu)制作拱形骨架。
[0014] 步驟五，將拱形骨架在縱向上平行間隔排成一排、并與高支模結(jié)構(gòu)通過(guò)扣件連接。
[0015] 步驟六，在各個(gè)拱形骨架上部之間拉設(shè)細(xì)密線形成整個(gè)半圓拱的標(biāo)高控制網(wǎng)。
[0016] 步驟七，在拱形骨架上沿著其弧度滿鋪木方作為底模龍骨，所述木方的長(zhǎng)度方向 垂直于拱形骨架。
[0017] 步驟八，在底模龍骨上鋪設(shè)底模，所述底模包括滿鋪于底模龍骨上的木面板和鋪 設(shè)在木面板上的三合板，所述底模龍骨、木面板和三合板的的長(zhǎng)度方向均相互平行，相鄰的 三合板之間留有縫隙。
[0018] 步驟九，綁扎屋面板的內(nèi)部鋼筋骨架。
[0019] 步驟十，安裝頂模。
[0020] 步驟十一，澆筑屋面板混凝土。
[0021 ]步驟十二，進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。
[0022] 步驟十三，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后進(jìn)行拆模，至此，完成一個(gè)半圓錐面形拱施 工。
[0023] 步驟十四，重復(fù)步驟五至步驟十三，完成連續(xù)交替半圓錐面形屋面的施工。
[0024] 所述拱形骨架是采用計(jì)算機(jī)建立三維空間網(wǎng)絡(luò)模型，根據(jù)圖紙屋面板的凹面的不 同位置的弧度半徑按照1:1比例進(jìn)行制作，包括與半圓拱弧度一致的弧形鋼板、垂直焊接在 弧形鋼板下方的弧形肋板、焊接在弧形鋼板兩端之間的橫桿以及焊接在弧形肋板和橫桿之 間的腹桿，相鄰拱形骨架的間距不超過(guò)1500mm，每個(gè)半圓錐面形拱制作20~25個(gè)弧形骨架。
[0025] 所述高支模結(jié)構(gòu)中支撐拱形骨架的豎向立桿之間通過(guò)水平鋼管進(jìn)行連接、形成滿 堂鋼管支撐架體，豎向立桿的間距不超過(guò)1500mm。
[0026]所述施工后的屋面板的每個(gè)半圓錐面形拱的錐底處的端部?jī)?nèi)側(cè)均安裝有窗戶。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果： 本發(fā)明是特別針對(duì)大空間建筑結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的屋面結(jié)構(gòu)，對(duì)于大空間而言室內(nèi)采光是一 個(gè)非常重要的問(wèn)題，只靠四周窗戶是不足以保證室內(nèi)光亮度的，針對(duì)這一情況設(shè)計(jì)利用多 個(gè)半錐形拱單元屋面組成了整體屋面，屋面整體結(jié)構(gòu)空間感很強(qiáng)、整體效果好、不僅外形美 觀，而且采光合理，屋面上半圓拱內(nèi)安裝窗戶即兼具采光的作用，保證室內(nèi)光亮效果，此外， 由于采用仿生學(xué)原理，因此具有理想的承力能力。
[0028] 本發(fā)明的連續(xù)交替半圓錐面形屋面在施工時(shí)，為了方便拱形部分的施工，特意制 作了桁架形式的拱形骨架，其自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易變形，可以有效支撐連續(xù)交替半圓錐面形 屋面澆筑模板，而且相鄰拱形骨架之間拉設(shè)細(xì)密線形成整個(gè)半圓拱的標(biāo)高控制網(wǎng)，方便施 工，同時(shí)拱形骨架之間還另設(shè)有加強(qiáng)支撐，保證骨架穩(wěn)固性，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，該方法切實(shí) 可行、降低了施工難度，為現(xiàn)代化建筑及其施工開(kāi)辟了一種新的解決手段和途徑。
【附圖說(shuō)明】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0030] 圖1是本發(fā)明的連續(xù)交替半圓錐面形屋面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031] 圖2是本發(fā)明的連續(xù)交替半圓錐面形屋面橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 圖3是本發(fā)明的連續(xù)交替半圓錐面形屋面模板支設(shè)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖4是本發(fā)明的拱形骨架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖5是本發(fā)明的拱形骨架的弧形肋板與腹桿的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035] 附圖標(biāo)記：1-屋面板、2-支撐梁、3-拱形骨架、3.1-弧形鋼板、3.2-弧形肋板、3.3-橫桿、3.4-腹桿、4-高支模結(jié)構(gòu)、5-底模龍骨、6-底模、7-頂模、8-頂模龍骨、9-頂模背愣、10-對(duì)拉螺栓、11-底模背楞。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 實(shí)施例參見(jiàn)圖1所示，這種連續(xù)交替半圓錐面形屋面，其屋面板1是由兩組連續(xù)的 半圓錐面形拱構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，由自密實(shí)混凝土澆筑而成，兩組半圓錐面形拱的錐底分別垂直 于屋面對(duì)側(cè)邊緣、錐頂相對(duì)交錯(cuò)排列，半圓錐面形拱的錐底處內(nèi)側(cè)安裝有窗戶。
[0037] 參見(jiàn)圖2所示，每組半圓錐面形拱的橫截面為半圓拱且半圓拱的厚度由拱頂向兩 側(cè)拱底逐漸增加、且一組半圓錐面形拱的拱底與另一組相鄰的半圓錐面形拱的拱底連接于 同一支撐梁2上，相鄰支撐梁2的端部交匯在一起、整體俯視呈鋸齒形，支撐梁2的寬度為 600mm，所述半圓錐面形拱的橫截面的拱頂位置的厚度為150mm、拱底位置的厚度為300mm; 所述半圓錐面形拱的錐底處拱腹的拱高4.8m，拱形半徑為4.8m;所述一組半圓錐面形拱的 錐頂距離另一組的半圓錐面形拱的錐底的距離為13m。
[0038] 一種如所述的連續(xù)交替半圓錐面形屋面的施工方法，具體步驟如下： 步驟一，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況以及設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行定位放線工序。
[0039] 步驟二，在屋面板1下方進(jìn)行高支模作業(yè)，所述高支模結(jié)構(gòu)4由地面搭設(shè)至屋面板 的凹面內(nèi)側(cè)：高支模結(jié)構(gòu)米用_#48.3 X 3.6mm扣件式鋼管，橫縱距為600mm，步距為1000mm， 并按照高支模要求進(jìn)行剪刀撐的布設(shè)，高支模結(jié)構(gòu)支撐至拱形凹面內(nèi)，與后續(xù)搭設(shè)的弧形 骨架采用扣件進(jìn)行連接。
[0040] 步驟三，鋪設(shè)支撐梁2的模板、綁扎支撐梁內(nèi)部鋼筋骨架并澆注支撐梁2的混凝土： 將底部斜向通長(zhǎng)的支撐梁澆注完成，開(kāi)始澆筑屋面板。
[0041 ]此外，支撐梁2與支撐柱之間連接有隔震支座，所述隔震支座為球形支座，是一個(gè) 矩形的金屬成品，放在支撐柱的頂部，和支撐柱一起支撐支撐梁2,球形支座的上下兩側(cè)均 為鋼板，下部的支撐柱頂部預(yù)埋有預(yù)埋鋼板，預(yù)埋鋼板與球形支座的底部鋼板焊接連接，球 形支座的頂部鋼板上有預(yù)焊接的鋼筋，與支撐梁澆注時(shí)形成一體。
[0042]步驟四，根據(jù)屋面板的凹面的尺寸結(jié)構(gòu)每個(gè)半圓錐面形拱對(duì)應(yīng)制作22個(gè)拱形骨架 3〇
[0043]步驟五，將拱形骨架3在縱向上平行間隔排成一排、并與高支模結(jié)構(gòu)4通過(guò)扣件連 接。
[0044]步驟六，在各個(gè)拱形骨架3上部之間拉設(shè)細(xì)密線形成整個(gè)半圓拱的標(biāo)高控制網(wǎng)。 [0045]步驟七，在拱形骨架3上沿著其弧度滿鋪木方作為底模龍骨5,所述木方的長(zhǎng)度方 向垂直于拱形骨架3。
[0046]步驟八，在底模龍骨5上鋪設(shè)底模6，為保證設(shè)計(jì)所要求的木紋飾面效果，即混凝土 表面有自然木紋效果及模板拼縫間形成的流漿效果，所述底模包括滿鋪于底模龍骨上的 15mm厚的木面板和鋪設(shè)在木面板上的3mm厚的三合板，三合板寬度100mm，相鄰的三合板之 間留設(shè)3mm縫隙以便澆筑混凝土?xí)r形成流漿效果，三合板沿著垂直于弧形斷面的方向通長(zhǎng) 鋪設(shè)。混凝土澆筑前，采用透明色拉油作為脫模劑。所述底模龍骨5、木面板和三合板的的長(zhǎng) 度方向均相互平行。
[0047] 步驟九