大跨多曲鼓形節(jié)點(diǎn)單層網(wǎng)殼飄帶施工技術(shù)

沈星華 周偉 俞曉敏

摘要：蘇州滸墅關(guān)文體中心南北側(cè)立面采用大跨多曲鼓形節(jié)點(diǎn)單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系，其支點(diǎn)依附在東西主樓的兩側(cè)鋼筋混凝土框架上，俯視看為多段弧形線條，立面看為多曲變化的曲面，其結(jié)構(gòu)重心偏移結(jié)構(gòu)本身，結(jié)構(gòu)平面外剛度弱，無(wú)法采用傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)散拼、整體吊裝等施工方法，本文結(jié)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并充分考慮現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境采用胎架支撐、分層分階的施工技術(shù)。由于本結(jié)構(gòu)重心偏移，需考慮網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)本生撓度和側(cè)向變形影響，應(yīng)預(yù)留網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的變形值確保建筑外觀效果。通過(guò)此文希望對(duì)其他同類(lèi)型結(jié)構(gòu)的安裝起到一定借鑒作用。

關(guān)鍵詞：大跨度；單層；網(wǎng)殼；多曲；鼓形節(jié)點(diǎn)；預(yù)變形量；胎架支撐

1、工程概況

蘇州滸墅關(guān)文體中心是蘇州市政府民生實(shí)事工程，東西兩側(cè)主樓為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，兩塔樓間采用南北曲面幕墻飄帶和中庭玻璃頂單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，空間連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜。整體造型大量采用弧形、多曲面元素，建筑線條美觀和諧。整體建筑的曲線元素的實(shí)現(xiàn)全部采用鋼結(jié)構(gòu)來(lái)表達(dá)。工程立面單層網(wǎng)殼飄帶效果圖如下。

6.臨時(shí)胎架支撐卸載及施工變形控制

本工程臨時(shí)胎架支撐采用同步卸載方式，即根據(jù)各支撐點(diǎn)位實(shí)際的Z向位移值，按比例同步協(xié)調(diào)緩慢下降所有臨時(shí)胎架支撐，直到所有臨時(shí)支撐完全脫離結(jié)構(gòu)本身。胎架的下載根據(jù)點(diǎn)位設(shè)計(jì)能力采用5臺(tái)10噸千斤頂進(jìn)行同步控制。卸載共分為三階段進(jìn)行，每段的卸載位移量均在13mm，胎架頂部觀察完全脫空后完成所有卸載。卸載后通過(guò)測(cè)量，其結(jié)構(gòu)位移最大值為42mm，滿(mǎn)足空間單層網(wǎng)殼撓度允許值L/400的規(guī)定。

針對(duì)結(jié)構(gòu)重心偏移引起的網(wǎng)殼外側(cè)水平變形問(wèn)題，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)本身特點(diǎn)，我們建議設(shè)計(jì)通過(guò)在網(wǎng)殼頂部增加水平連接桿件與建筑中庭的玻璃頂四周箱梁進(jìn)行固結(jié)，有效的控制了結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形。

7.結(jié)語(yǔ)

本文以蘇州滸墅關(guān)文體中心大跨多曲鼓形節(jié)點(diǎn)單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系為研究對(duì)象，提出并嚴(yán)格按照加設(shè)臨時(shí)胎架支撐、分層分階跳倉(cāng)施工、施工胎架有序卸載的方式進(jìn)行了單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)單元的施工，施工過(guò)程中應(yīng)用了有限元分析軟件建立整體分析模型，通過(guò)對(duì)施工步驟的過(guò)程追蹤，確保了整體結(jié)構(gòu)安全可靠有序?qū)嵤檬┕そ?jīng)驗(yàn)及結(jié)論如下。

（1）單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)多為曲線結(jié)構(gòu)，施工難度大，體現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)深化、制作、安裝全過(guò)程，需加強(qiáng)此類(lèi)結(jié)構(gòu)的事前控制，在深化過(guò)程中單單采用現(xiàn)行較為流行的Tekla軟件可能適應(yīng)性較差，需采用Autocad進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的線模型建立，再導(dǎo)入到Tekla軟件中進(jìn)行后續(xù)節(jié)點(diǎn)等深化。

（2）對(duì)于單層網(wǎng)架的加工制作，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、工程質(zhì)量等原因，在鋼結(jié)構(gòu)深化和加工時(shí)宜采用單根桿件組成分塊單元進(jìn)行加工制作，在加工過(guò)程中需加強(qiáng)質(zhì)量控制，宜采用仿形1：1胎膜進(jìn)行加工控制，同時(shí)便于現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制。

（3）空間單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中平面外剛度較弱，需加設(shè)必要的施工臨時(shí)支撐，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)吊裝條件采用分層、分階、分塊、調(diào)倉(cāng)、鑲補(bǔ)等技術(shù)手段進(jìn)行結(jié)構(gòu)安裝。在施工過(guò)程需需采用有限元手段對(duì)結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程進(jìn)行跟蹤模擬，確保結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程安全、可靠。

（4）空間單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)臨時(shí)胎架支撐的設(shè)置需綜合考慮方案的經(jīng)濟(jì)性、安全性及施工方案可行性，胎架的卸載較為理想的是采用同步卸載方案，若整體工作量較大時(shí)考慮胎架的周轉(zhuǎn)，可以考慮分階段、分區(qū)、間隔卸載方案，胎架支撐卸載時(shí)應(yīng)根據(jù)有限元分析的變形值確定分階緩慢卸載。

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（作者單位；蘇州第一建筑集團(tuán)有限公司）