天津中医药大学新建体院馆项目选用盘扣式脚手架支撑,工程介绍

   日期:2024-06-07     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:246    
核心提示:弦支穹顶支撑脚手架的作用下部弦支结构的支撑脚手架在遇到竖向撑杆、径向拉杆和环向拉索时能灵活避开,以满足结构和施工需要。2m,规格齐全,有利于解决弦支穹顶结构搭设塔式阶梯状脚手架需要的不同长度杆件问题。说明采用该脚手架为作为椭圆形大跨度弦支穹顶结构的支撑体系显示出了优越性。

天津中医药大学新建体育馆项目经过对几种脚手架型式的分析比较,最终选择了圆盘式脚手架作为支撑

天津中医药大学新体育馆工程平面呈椭圆形,建筑面积17420平方米,主体1层,局部4层,建筑高度24.3米。钢屋盖呈椭圆形,长轴92米,短轴73米,高度6.5米。上部网壳采用超大空心带肋焊接球及空心杆件焊接而成,形式为Schwedler-Kiewitt网壳;下部柔性体系由4根环索、5圈径向拉杆及81根竖向撑杆组成。整个屋盖位于内圈26根混凝土柱及北侧跨度55.6米的桁架上。 用垂直异形平面桁架连接在32根混凝土柱的外圈,柱顶预埋弹簧支座,柱身上预埋件。网壳与异形平面桁架焊接在一起,异形平面桁架与弹簧支座、预埋件焊接在一起,构成稳定体系。如图1所示。

体育场中央为比赛场地,四周为阶梯式观看看台,可容纳观众5300余人,是举办国际比赛和休息娱乐的理想场所。见图2。

钢屋面施工方法确定

由于网壳组装后需施加预应力,在张拉过程中网壳会经历复杂的受力变化状态,部分杆件由压缩转为拉伸,中间拱度值达到67mm,安装精度要求高,精度控制成为保证张拉后成型的关键。

满堂红脚手架用于高空散装安装,脚手架应具备不影响网壳定位拼装的功能,确保每根杆件、球节点都能反复测量、修正,当杆件拼装、焊接出现偏差时,可依靠脚手架及时修正偏差,为整体屋面网架的安装精度提供保障。屋面网架安装时,可及时改变脚手架立杆、横杆位置,为网壳底部的垂直支撑杆、径向杆及周向拉索、张拉工作提供安全可靠的工作平台,使网壳高空散装安装成为最佳施工解决方案。

钢结构穹顶制作视频_钢结构穹顶设计_穹顶结构体系

脚手架在支撑悬挂式穹顶中的作用

1.支撑网壳荷载

安装网壳杆件及焊接球时,需将其吊装到支撑脚手架形成的操作平台上,然后在平台上设置三维调整转换装置,经过反复测量和精确定位、安装、焊接,反复测量、调整、修正,直至达到设计值。网壳杆件及球节点按顺序安装,组成整个网壳。张拉前,整个网壳的荷载作用在脚手架上。

2.建设运营平台

脚手架所构成的平台,是施工人员安装焊接网壳杆件、球节点的作业平台,也是放置操作设备和运输物料的平台。

3.索杆系统安装及张拉作业平台

网壳下部索杆系统的竖向撑杆、径向拉杆在网壳拼装后与周向拉索同时安装,均在支撑脚手架上完成。整个钢屋盖安装完成后,需安装张拉工装进行预应力,支撑脚手架提供操作空间。

4.脚手架要求

悬挑穹顶结构(见图3)上部单层网壳为椭圆曲面,必须按照穹顶曲面进行塔式阶梯式搭设,以方便施工。这必然需要大量高低不平的立杆才能满足塔式阶梯式搭设(见图4)。下部悬挑结构的支撑脚手架在遇到竖向撑杆、径向杆件和环向拉索时,能够灵活避让,满足结构和施工要求。

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塔梯支撑架

脚手架选择

为了满足脚手架条件,对扣件式钢管脚手架、碗钩式钢管脚手架、安德固脚手架、圆盘钩式脚手架进行了比较。

1)扣件式钢管脚手架

它是应用最为广泛的一种脚手架,携带方便,通用性强,成本低廉。但本工程弦杆结构为立体结构,使用该类脚手架难以适应弦杆结构空中姿态的变化和穹顶面的变化。若使用该类脚手架,需要切割、改造大量钢管,造成大量浪费;另外安全性也难以保证。

2)杯型脚手架

碗扣节点虽然结构合理,但立杆轴向传力、结构强度高、整体性好,更能满足施工安全的需求,天津周边地区该类型脚手架生产厂家较多,在长期的施工过程中发现,租赁单位为某工程从多家厂家采购产品或租用多家厂家产品后,产品质量标准和制作精度不统一,杆件与碗扣混装,横杆长度误差、立杆上碗扣间距误差、上下碗扣齿标宽度、深度等与横杆接头上的齿标误差不能很好匹配,导致脚手架碗扣节点紧固力不足,脚手架整体稳定性差,给施工带来一定的安全隐患;另外,施工单位租赁后有部分杆件丢失,自行重做以弥补租赁数量,导致杆件加工质量误差加大; 最终导致网壳的装配精度难以保证。

3)安德古脚手架

其能够满足使用要求,不存在上述缺点钢结构穹顶设计,但国家尚无行业规范和标准,导致施工过程中与业主、监理、施工单位及政府相关管理部门的检查和沟通不便。

4)圆盘式脚手架

该脚手架立杆长度为0.5~3.0m,水平杆长度为0.3~2m,规格齐全,有利于解决悬挑穹顶结构塔式阶梯式脚手架所需立杆长度不一的问题。该脚手架在弥补上述支撑脚手架不足的同时,在高空两根竖杆之间可任意增设横杆钢梁,竖杆可任意增设在钢梁上,能很好地解决竖撑、径向杆、环向拉索与索杆体系相撞时的避让问题。当支撑脚手架不适用于悬挑穹顶结构时,只需调整部分脚手架立杆的位置即可解决问题,大大方便了施工。更重要的是该脚手架稳定性好,承载力高,安全可靠,调整灵活方便。 为环向拉索、竖向支撑、径向拉杆的安装及预应力张拉施工创造了安全可靠的施工环境,是悬挑穹顶结构最适用的支撑体系。

荷载计算

脚手架所承受的荷载主要有:钢屋盖荷载、三维调整转换装置、施工人员及设备等。

1)焊球处节点反力为16kN。

2)三维调节转换装置0.65kN/m2。

3)施工人员及设备3kN/m2。

4) 对于荷载组合,恒载分项系数为1.2,活载分项系数为1.4。

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计算结果:

1)三维调节转换装置中工字钢最大应力为σmax=70.62N/mm2<fm=205N/mm2。

2)垂直杆承载力σ=107.2N/mm2<[f]=300N/mm2。

3)地基承载力P=N/A=13.9kN/m2

脚手架搭建

中心场地支撑架地基处理方法如下:

1)裸土回填,填土高度1500mm,压实系数≥0.95。

2)150mm厚3:7灰土回填。

3)200mm厚钢筋C20混凝土垫层。

其他场馆的支撑架均位于看台板上(看台板允许承载力为3~4kN/m2),为满足看台板承载力要求,在看台板下采用支撑架回顶,支撑架回顶基本处理方法如下:

1)裸土回填,填土高度1500mm,压实系数≥0.95。

2)150mm厚3:7灰土回填。

3)60mm厚钢筋C20混凝土垫层。

处理后承载力满足设计要求。

采用60系列圆盘式脚手架,立杆间距为1.5m×1.5m,步距为1.5m。脚手架采用矩阵桁架支撑结构形式搭建。即由4根立杆、水平杆、垂直斜杆组成单元桁架,每个单元桁架之间由水平杆连接,如图5所示。

站位处支撑采用点对点顶升,提高支撑稳定性,如图6所示。脚手架与周边混凝土框架柱可靠连接,如图7所示。

搭建一个塔状的阶梯式平台,如图8所示。

采用盘式脚手架施工的天津中医药大学新体育馆钢屋盖悬挑穹顶结构,施工空间安全宽敞,满足预应力安装和张拉施工要求;整个网壳组装后的最大挠度值仅为16mm钢结构穹顶设计,远小于规范规定的30mm。由此可见,采用该脚手架作为椭圆形大跨度悬挑穹顶结构支撑体系已显示出其优越性。为该类工程支撑脚手架的选择提供了工程实例。

 
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