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探究空间结构的深化设计

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要:文章以某岛国际养生度假中心的屋顶部分为例,针对双曲桁架深化设计和制作工艺,进行了分析研究,提出了此类构件的深化设计节点和制作工艺,以期为同类工程提供借鉴和参考。

关键词:双曲桁架;深化设计;AUTOCAD;制作工艺

自20世纪90年代初,钢结构大范围应用在建筑工程中,由于其强度高,塑性和韧性好,施工周期短等特点,经过十几年的发展与变革,已经由最初简单的轻钢厂房迅速应用到各种超大型和标志性建筑当中。文章以某国际养生度假中心酒店式公寓1~5号楼钢结构工程为例,其作为某岛重要的房地产项目的屋顶结构,对结构外观有着极高的要求,如何做到深化设计图纸出图准确是本工程深化设计的要点,为车间制作加工及现场安装提供最大的便利条件。

1工程整体概况

某岛建筑群包括国际会议中心和国际养生度假中心共六栋高层。本钢结构工程属于某岛国际养生度假中心的屋顶部分,共五个单体,整个钢屋面落于混凝土主体结构上,平面尺寸约为46.3m×25.3m,该钢结构底标高为98.4m,顶标高为120m,总高约为21.6m,整个结构为镂空的钢架。本工程主次梁为D406×16的圆弯管,入口处桁架为双曲桁架,柱脚采用万向支座较节点。

2深化设计

2.1深化设计的重难点

本工程深化设计的重难点主要体现在以下几个方面:针对本工程的空间性,如何选取深化设计软件;本工程主次梁均为D406×16的圆管,由于造型的要求全部为弧形弯管,在深化过程中如何做到拟弧准确,精确定位;如何完善图纸,为车间制作和现场安装提供最大的便利;如何对车间弯管、相贯线切割提供技术支持;如何进行合理的构件分段,确定牛腿长度。

2.2前期准备

根据本工程实际特点,组织本公司综计办,工程部,制造部,质管部,清单处,工艺处等相关部门对工程特点进行探讨,解决工程重难点问题。基于本工程圆管相贯节点较多,确定本次深化设计主要采用AUTOCAD进行三维建模,对车间提供相对坐标,对现场提供绝对坐标的主体思路。

2.3主要构件的深化设计

本工程的深化设计重点在于主次梁及入口处桁架,深化设计时既要满足车间弯管,相贯线切割,预拼装,又要满足现场的安装定位,所以在图纸中既要标注弯管的半径,构件方向,主次梁交点,又要提供数个控制点便于车间弯管以及校核。次梁的深化不仅要按照主梁的要求标注,而且要考虑车间预拼装的问题,所以根据车间预拼装胎架的设置,两榀主梁及之间的次梁需要一起出图,次梁需预拼装。入口处桁架是空间双曲桁架,深化相对于主次梁来讲,难度更大,深化过程中采用整体坐标及相对坐标相结合的标注法。主次梁之间主要设置牛腿连接,工厂预拼装的时候定位牛腿,由于圆管弯管后无法进行相贯线切割,所以牛腿按照直管下料,在保证相贯线长度的前提下尽量减小牛腿的长度,否则直牛腿与主梁之间将会间隙过大,不利于建筑外观。

2.4深化设计拓展

本工程深化软件AUTOCAD作为绘图的经典软件,有着强大的功能及方便快捷的操作性,但是本工程需要大量的控制点坐标及杆件编号,传统方法不仅效率地下,而且极其容易产生错误,绘制出的图纸校对工作量巨大。因此,为了能够提高深化的效率及正确性,相关人员编写了CADLISP插件,经过反复验证及调整,该程序的可操作性得到了认同,并运用到本工程中,大大提高了工作效率。本项目结束后,经过局部调整的插件同样可应用到其它项目中。

2.5车间制作及现场安装

公司严把材料质量关,原材料进厂前质检部质检员进行抽检。焊接前按要求除锈出白、除油、除水分,焊条按要求焙烘。桁架角焊缝多,对接焊缝要开坡口、双面焊,确保焊透和加强高。装配、焊接过程中尽量减少内应力的形成,减少焊接变形。根据图纸分析,按此原则制定工艺。各车间严格执行公司程序文件,操作人员对自己生产的产品要做到自检,检查合格后,方能转入下工序。下工序对上工序的产品进行检查,防止不合格产品。对出现的异常情况,查明原因,及时排除,使质量始终处于稳定的受控状态。构件加工完成后移至胎架位置进行预拼装,先主构件后次构件,用以复核加工的精确度,便于提高现场的工作效率及安装质量,避免现场出现构件无法连接或者相贯口缝隙过大的问题。由于深化设计准备充分,图纸很好的满足了车间的加工及现场安装。出现问题及时作出修改方案。车间的胎架定位十分准确,预拼装为现场的顺利安装打下了良好的基础。现场的安装主要采用塔吊,先勘察现场,确定塔吊恰当的起吊位置。安装工作人员分工明确,所有设备调试工作都由专业人员以标准为主,构件吊装定位依照深化图纸提供的绝对坐标控制,产生了良好的效果。

3小结

某岛国际养生度假中心酒店式公寓1~5号楼钢结构工程作为典型的空间结构,由于同类工程经验的欠缺以及现有技术条件的限制,其深化过程中遇到了很大的困难,最终在项目组的共同努力下攻克了许多技术难题,使工程得以顺利进展。当然,本工程的深化设计过程也存在一些有待改善的地方,值得好好总结,以进一步更好的为同类工程提供借鉴和指导。

参考文献:

[1]JGJ81—2002,建筑钢结构焊接技术规程[S].

[2]GB50755—2012,钢结构工程施工规范[S].

[3]GB50205—2001,钢结构工程施工质量验收规范[S].

[4]GB50017—2003,钢结构设计规范[S].

作者:周莎莎;罗成军;李宏亮 单位:杭萧钢构(河北)建设有限公司

探究空间结构的深化设计责任编辑:张雨    阅读:人次