專利名稱：預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)體系施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄板結(jié)構(gòu)的施工。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的預應(yīng)力施工技術(shù)主要是通過對拉索的張拉，對線性結(jié)構(gòu)構(gòu)件施加預應(yīng)力， 屋面板作為圍護構(gòu)件最后安裝，不參與結(jié)構(gòu)整體受力。而對于一種預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)體系為使結(jié)構(gòu)整體成形，并在成形過程中對屋面金屬薄板施加有效預應(yīng)力，使其與其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件共同受力，從而抵抗外部荷載。薄板在未施加預應(yīng)力之前為柔性材料，剛度較差，且薄板為平面塊狀或條狀構(gòu)件，因此預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)在施工中需解決的主要難題就是如何對金屬薄板施加設(shè)計要求的預應(yīng)力水平，最終使結(jié)構(gòu)整體成形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)體系施工方法，要解決新型結(jié)構(gòu)體系實施的技術(shù)問題，尤其是要解決大跨度金屬薄板預應(yīng)力施加和索力控制問題的技術(shù)問 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)體系施工方法，所述金屬薄板為厚度在0. Γ2. Omm的彩鋼板、不銹鋼板或合金板，步驟如下
步驟一，在已施工好的基礎(chǔ)上按鋼柱和斜拉索設(shè)計位置安裝柱腳預埋件和斜拉索固定
件；
步驟二，將鋼柱底面通過柱腳預埋件與基礎(chǔ)連接，形成至少兩個鋼柱列，在鋼柱列頂面安裝邊梁，所述邊梁的側(cè)面預裝有外伸板，所述鋼柱頂端側(cè)面預安裝有斜拉索安裝節(jié)點； 步驟三，將斜拉索的兩端分別斜拉索固定件與通過斜拉索安裝節(jié)點連接； 步驟四，在鋼柱列之間按橫梁設(shè)計間距搭設(shè)與鋼柱列平行的腳手架； 步驟五，將橫梁放置在腳手架頂面，并進行臨時連接；
步驟六，垂直于橫梁，在兩鋼柱之間設(shè)置厚板帶，并將其與橫梁和邊梁的外伸板固定連
接；
步驟七，在橫梁和厚板帶的交點處，在橫梁底面安裝撐桿；
步驟八，在邊梁之間間隔安裝下弦拉索，所述下弦拉索位于厚板帶下面，并與厚板帶豎向共面，所述下弦拉索與撐桿的底端固定連接，其兩端與邊梁初步錨固；
步驟九，對下弦拉索初步張拉，當測試其索力達到設(shè)計預拉力的10%后撤除其下部的腳手架；
步驟十，將加工好的金屬薄板與焊接板帶焊接連接，并通過U型調(diào)節(jié)螺栓將焊接板帶與兩側(cè)邊梁的外伸板連接，并通過調(diào)節(jié)螺母對金屬薄板進行預緊；
步驟十一，預緊完成后，通過鉚釘將金屬薄板與其兩側(cè)的厚板帶固定連接； 步驟十二，對下弦拉索繼續(xù)張拉，直至達到下弦拉索的索力達到設(shè)計預拉力；步驟十三，再次調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺母，使金屬薄板內(nèi)的應(yīng)力均勻分布。所述步驟四中，腳手架的頂面比橫梁底面設(shè)計位置低。所述步驟八和步驟九之間，在相鄰鋼柱之間安裝柱間斜撐。所述步驟九和步驟十二中下弦拉索的索力通過油壓傳感器、弓矢測力儀、拉壓傳感器、或穿心力傳感器測得。所述步驟九和步驟十二中所述下弦拉索的張拉方法為索端張拉或調(diào)節(jié)套筒張拉。所述步驟十中的金屬薄板上粘貼有用于金屬薄板內(nèi)應(yīng)力監(jiān)測的應(yīng)變片。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點和有益效果
本發(fā)明所提及的施工方法，對拉索施加預應(yīng)力的同時，通過撐桿傳遞內(nèi)力，間接對金屬薄板施加預應(yīng)力，達到金屬薄板和拉索整體受力的結(jié)構(gòu)效果，施工順序規(guī)劃合理，簡單有效，適于各種預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)形式，適用性強。本發(fā)明所采取的施工輔助措施較少，僅通過橫梁腳手架即可完成橫梁、撐桿和下弦拉索施工，僅通過焊接在金屬薄板上的輔助張拉工具，就可以實現(xiàn)對金屬薄板的兩次調(diào)節(jié)，施工進度快，且所需設(shè)備和機具輕便，易于操作和實施。本發(fā)明中對金屬薄板的預應(yīng)力施加主要包括預緊、張拉、調(diào)節(jié)三個步驟。通過進行初步預緊，消除其尺寸誤差及表面不平整等因素；通過對金屬薄板預應(yīng)力進行最終調(diào)節(jié)使板內(nèi)應(yīng)力分布更加均勻，更加接近設(shè)計要求的預應(yīng)力分布。本施工方法可實現(xiàn)金屬薄板內(nèi)預應(yīng)力的盡可能的均勻分布，避免金屬薄板在預拉過程中發(fā)生由于應(yīng)力集中而發(fā)生破壞。本發(fā)明的施工過程中，現(xiàn)場大部分為螺栓連接或鉚釘連接，現(xiàn)場焊接量很小，節(jié)省勞動力，現(xiàn)場工期短。本發(fā)明所述預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)體系施工方法，是預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量與安全控制的關(guān)鍵性技術(shù)。本發(fā)明能解決大跨度金屬薄板預應(yīng)力施加和索力控制問題，能有效提高施工質(zhì)量和工程的安全性，推動新型預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)體系的盡快實現(xiàn)工程應(yīng)用。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于大跨度預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)體系的施工。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。圖1是本發(fā)明施工步驟一示意圖。圖2是本發(fā)明施工步驟二示意圖。圖3是本發(fā)明施工步驟三示意圖。圖4是本發(fā)明施工步驟四和步驟五示意圖。圖5是本發(fā)明施工步驟六示意圖。圖6是本發(fā)明施工步驟七示意圖。圖7是本發(fā)明施工步驟八示意圖。圖8是本發(fā)明施工步驟十示意圖。附圖標記1 一金屬薄板、2 —斜拉索、3 —撐桿、4 一橫梁、5 —邊梁、6 —鋼柱、 7 —下弦拉索、8 —厚板帶、9 一柱腳預埋件、10 —斜拉索固定件、11 一柱間斜撐、12 —外伸板、13 —腳手架、14 一斜拉索安裝節(jié)點、15 —焊接板帶。
具體實施例方式實施例參見圖1 圖8所示，一種預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)體系施工方法，所述金屬薄板為厚度在0. Γ2. Omm的彩鋼板、不銹鋼板或合金板，步驟如下
步驟一，在已施工好的基礎(chǔ)上按鋼柱和斜拉索設(shè)計位置安裝柱腳預埋件9和斜拉索固定件10 ；
步驟二，將鋼柱6底面通過柱腳預埋件9與基礎(chǔ)連接，形成至少兩個鋼柱列，在鋼柱列頂面安裝邊梁5，所述邊梁5的側(cè)面預裝有外伸板12，所述鋼柱6頂端側(cè)面預安裝有斜拉索安裝節(jié)點14 ；
步驟三，將斜拉索的兩端分別斜拉索固定件10與通過斜拉索安裝節(jié)點14連接； 步驟四，在鋼柱列之間按橫梁設(shè)計間距搭設(shè)與鋼柱列平行的腳手架13 ； 步驟五，將橫梁4放置在腳手架13頂面，并進行臨時連接；
步驟六，垂直于橫梁4，在兩鋼柱之間設(shè)置厚板帶8，并將其與橫梁4和邊梁5的外伸板 12固定連接；
步驟七，在橫梁4和厚板帶8的交點處，在橫梁底面安裝撐桿3 ； 步驟八，在邊梁5之間間隔安裝下弦拉索7，所述下弦拉索7位于厚板帶8下面，并與厚板帶8豎向共面，所述下弦拉索7與撐桿3的底端固定連接，其兩端與邊梁5初步錨固；
步驟九，對下弦拉索7初步張拉，當測試其索力達到設(shè)計預拉力的10%后撤除其下部的腳手架13 ；
步驟十，將加工好的金屬薄板1與焊接板帶15焊接連接，并通過U型調(diào)節(jié)螺栓將焊接板帶15與兩側(cè)邊梁的外伸板12連接，并通過調(diào)節(jié)螺母對金屬薄板1進行預緊； 步驟十一，預緊完成后，通過鉚釘將金屬薄板1與其兩側(cè)的厚板帶8固定連接； 步驟十二，對下弦拉索7繼續(xù)張拉，直至達到下弦拉索的索力達到設(shè)計預拉力； 步驟十三，再次調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺母，使金屬薄板1內(nèi)的應(yīng)力均勻分布。所述步驟四中，腳手架13的頂面比橫梁底面設(shè)計位置低。所述步驟八和步驟九之間，在相鄰鋼柱之間安裝柱間斜撐11。所述步驟九和步驟十二中下弦拉索的索力通過油壓傳感器、弓矢測力儀、拉壓傳感器、或穿心力傳感器等索力測試儀器測得。所述步驟九和步驟十二中所述下弦拉索的張拉方法為索端張拉或調(diào)節(jié)套筒張拉。所述步驟十中的金屬薄板1上粘貼有用于金屬薄板內(nèi)應(yīng)力監(jiān)測的應(yīng)變片。本方法不僅適用于由鋼柱排成列形成的矩形結(jié)構(gòu)的施工，同樣適用于由鋼柱環(huán)形分布形成的圓形結(jié)構(gòu)的施工，圓形結(jié)構(gòu)的施工方法可參照上述施工步驟，按照實際工程情況靈活處理即可。
權(quán)利要求
1.一種預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)體系施工方法，所述金屬薄板為厚度在ο. Γ2. Omm的彩鋼板、不銹鋼板或合金板，其特征在于步驟如下步驟一，在已施工好的基礎(chǔ)上按鋼柱和斜拉索設(shè)計位置安裝柱腳預埋件(9)和斜拉索固定件(10);步驟二，將鋼柱(6)底面通過柱腳預埋件(9)與基礎(chǔ)連接，形成至少兩個鋼柱列，在鋼柱列頂面安裝邊梁(5)，所述邊梁(5)的側(cè)面預裝有外伸板(12)，所述鋼柱(6)頂端側(cè)面預安裝有斜拉索安裝節(jié)點(14);步驟三，將斜拉索的兩端分別與斜拉索固定件(10)和斜拉索安裝節(jié)點(14)連接； 步驟四，在鋼柱列之間按橫梁設(shè)計間距搭設(shè)與鋼柱列平行的腳手架(13)； 步驟五，將橫梁(4 )放置在腳手架(13 )頂面，并進行臨時連接； 步驟六，垂直于橫梁(4)，在兩鋼柱之間設(shè)置厚板帶(8)，并將其與橫梁(4)和邊梁(5) 的外伸板(12)固定連接;步驟七，在橫梁(4)和厚板帶(8)的交點處，在橫梁底面安裝撐桿(3)； 步驟八，在邊梁(5)之間間隔安裝下弦拉索(7)，所述下弦拉索(7)位于厚板帶(8)下面，并與厚板帶(8)豎向共面，所述下弦拉索(7)與撐桿(3)的底端固定連接，其兩端與邊梁 (5)初步錨固；步驟九，對下弦拉索(7)初步張拉，當測試其索力達到設(shè)計預拉力的10%后撤除其下部的腳手架(13)；步驟十，將加工好的金屬薄板(1)與焊接板帶(15)焊接連接，并通過U型調(diào)節(jié)螺栓將焊接板帶(15)與兩側(cè)邊梁的外伸板(12)連接，并通過調(diào)節(jié)螺母對金屬薄板(1)進行預緊； 步驟十一，預緊完成后，通過鉚釘將金屬薄板(1)與其兩側(cè)的厚板帶(8)固定連接； 步驟十二，對下弦拉索(7)繼續(xù)張拉，直至達到下弦拉索的索力達到設(shè)計預拉力； 步驟十三，再次調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺母，使金屬薄板(1)內(nèi)的應(yīng)力均勻分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)體系施工方法，其特征在于所述步驟四中，腳手架(13)的頂面比橫梁底面設(shè)計位置低。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)體系施工方法，其特征在于所述步驟八和步驟九之間，在相鄰鋼柱之間安裝柱間斜撐(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)體系施工方法，其特征在于所述步驟九和步驟十二中下弦拉索的索力通過油壓傳感器、弓矢測力儀、拉壓傳感器、或穿心力傳感器測得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)體系施工方法，其特征在于所述步驟九和步驟十二中所述下弦拉索的張拉方法為索端張拉或調(diào)節(jié)套筒張拉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)體系施工方法，其特征在于所述步驟十中的金屬薄板(1)上粘貼有用于金屬薄板內(nèi)應(yīng)力監(jiān)測的應(yīng)變片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)體系施工方法，通過在下弦拉索上設(shè)置撐桿，將下弦拉索和屋面板連接成共同的受力體系，并通過對下弦拉索施工預拉力，從而間接對金屬薄板做成的屋面板施加預應(yīng)力，形成預應(yīng)力金屬薄板。本發(fā)明施工順序規(guī)劃合理，簡單有效，適用性強，施工輔助措施少，經(jīng)濟實用。可廣泛應(yīng)用于大跨度預應(yīng)力金屬薄板結(jié)構(gòu)體系的施工。
文檔編號E04G21/00GK102251665SQ20111010699
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者侯國華, 馮志勇, 司波, 周黎光, 尤德清, 張翠翠, 徐中文, 杜彥凱, 王豐, 袁英戰(zhàn), 錢英欣 申請人:北京市建筑工程研究院有限責任公司