專利名稱：仿古建筑大屋頂大跨度飛檐斗拱鋼骨架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種飛檐斗拱鋼骨架，特別是一種大跨度仿古建筑的飛檐斗拱鋼骨架。
背景技術(shù)：
中國傳統(tǒng)古建筑以其外觀古樸莊重、曲線流暢多變 在世界建筑史上具有舉足輕重的地位。在我國傳統(tǒng)古建筑領(lǐng)域中，大部分為木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)或磚石結(jié)構(gòu)。而在新興的仿古建筑領(lǐng)域因受木材資源短缺及傳統(tǒng)工藝的局限，傳統(tǒng)古建筑結(jié)構(gòu)已不能滿足現(xiàn)代建筑中大跨度、大懸臂的特殊要求。在仿古建筑中引進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)體系受到了建筑師、結(jié)構(gòu)工程師的青睞。對于大跨度的屋頂結(jié)構(gòu)在滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)的同時(shí)，如果采用鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、連接方式更好的展現(xiàn)傳統(tǒng)傳統(tǒng)古建筑風(fēng)格的關(guān)鍵，另外，大跨度鋼屋頂結(jié)構(gòu)的施工過程中，由于體積大，重量重，通長無法采用傳統(tǒng)的鋼屋頂整體吊裝的施工方法，尋求一種既能保證施工精度，又能方便安全實(shí)施的吊裝方法，是確保大跨度屋頂結(jié)構(gòu)順利實(shí)施的必要保障。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種仿古建筑大屋頂大跨度飛檐斗拱鋼骨架，要解決大跨度仿古建筑大屋頂飛檐斗拱鋼骨架結(jié)構(gòu)連接形的技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種仿古建筑大屋頂大跨度飛檐斗拱鋼骨架，斜向安裝在主體結(jié)構(gòu)的挑檐部位，包括飛檐骨架和斗拱骨架，其特征在于所述飛檐骨架為管桁架，由下部支撐鋼柱、下部支撐鋼管柱和上部支撐柱形成的斜面支頂，管桁架與上述三者之間均為剛性連接，所述下部支撐鋼柱和下部支撐鋼管柱支撐在自主體結(jié)構(gòu)頂部懸挑出的懸挑梁上，所述上部支撐柱設(shè)置在主體結(jié)構(gòu)的最頂層的結(jié)構(gòu)梁上；所述斗拱骨架由斗拱斜撐、斗拱水平梁和斗拱小橫梁組成，所述斗拱斜撐和斗拱水平梁之間為空間垂直，所述斗拱小橫梁水平設(shè)置，與斗拱斜撐在同一平面內(nèi)，兩者之間的夾角為鈍角，所述斗拱小橫梁與斗拱水平梁在同一平面內(nèi)，兩者之間之間的夾角為鈍角，三者的端部匯集至一點(diǎn)，所述斗拱小橫梁的另一端與主體結(jié)構(gòu)的預(yù)留牛腿B連接，所述斗拱斜撐的另一端連接在懸挑梁的底面。所述管桁架是由直線上弦桿和凸弧線下弦桿端部連接形成的弓形，腹桿設(shè)置在弓形包圍的區(qū)域內(nèi)，并分別與直線上弦桿和凸弧線下弦桿固定連接形成的平面弓形桁架。所述大懸挑梁與主體結(jié)構(gòu)頂部最下一層之間通過預(yù)留牛腿A連接，預(yù)留牛腿A與大懸挑梁之間為栓焊組合連接。所述斗拱水平梁為異形工字鋼梁，其上翼緣與斗拱斜撐的傾斜角度相同，下翼緣水平設(shè)置，腹板和上翼緣垂直，和下翼緣之間形成非直角的夾角。[0011]所述斗拱水平梁的腹板兩側(cè)設(shè)置有加勁板。所述懸挑梁與斗拱斜撐連接處設(shè)置有與其垂直的次梁A、下部支撐鋼柱和下部支撐鋼管柱連接處設(shè)置有與其垂直的次梁B。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)和有益效果管桁架采用平面桁架形式，桁架上、下弦桿間設(shè)置系桿和局部鋼拉桿，可確保整體穩(wěn)定性，同時(shí)管桁架采用上弦直線、下弦弧線的形式，可 實(shí)現(xiàn)仿古建筑特有的飛檐造型。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于大跨度屋頂飛檐骨架。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I是本實(shí)用新型飛檐斗拱骨架結(jié)構(gòu)詳圖。圖2是圖I中A處詳圖。圖3是圖I中B處詳圖。圖4是圖3的A-A剖視圖。圖5是圖I中C處詳圖。圖6是相貫線加工示意圖。圖7管桁架分段示意圖。圖8吊裝過程中步驟四中吊裝第II段和第III段管桁架示意圖。圖9吊裝過程中步驟五中吊裝第第I段管桁架示意圖。


圖10桁架弦桿對接口示意圖。附圖標(biāo)記1 一管桁架、I. I 一直線上弦桿、I. 2 —凸弧線下弦桿、I. 3 一腹桿、I 一第一段、II 一第二段、III 一第三段、2 —懸挑梁、3 —斗拱斜撐、4 一下部支撐鋼柱、5 —下部前端支撐柱、6 —斗拱水平梁、7 —主體結(jié)構(gòu)、7. I 一結(jié)構(gòu)梁、8 —上部支撐柱、9 一預(yù)留牛腿A、
10一預(yù)留牛腿B、11 一斗拱小橫梁、12 —加勁板、13 —次梁A、14 一次梁B、15 —倒鏈、16 —塔吊吊鉤、17 —襯管。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例參見圖I至圖5所示，一種仿古建筑大屋頂大跨度飛檐斗拱鋼骨架，斜向安裝在主體結(jié)構(gòu)7的挑檐部位，包括飛檐骨架和斗拱骨架，其特征在于所述飛檐骨架為管桁架1，由下部支撐鋼柱4、下部支撐鋼管柱5和上部支撐柱8形成的斜面支頂，管桁架I與上述三者之間均為剛性連接，所述下部支撐鋼柱4和下部支撐鋼管柱5支撐在自主體結(jié)構(gòu)頂部懸挑出的懸挑梁2上，所述上部支撐柱8設(shè)置在主體結(jié)構(gòu)7的最頂層的結(jié)構(gòu)梁7. I上；所述斗拱骨架由斗拱斜撐3、斗拱水平梁6和斗拱小橫梁11組成，所述斗拱斜撐3和斗拱水平梁6之間為空間垂直，所述斗拱小橫梁11水平設(shè)置，與斗拱斜撐3在同一平面內(nèi)，兩者之間的夾角為鈍角，所述斗拱小橫梁11與斗拱水平梁6在同一平面內(nèi)，兩者之間之間的夾角為鈍角，三者的端部匯集至一點(diǎn)，所述斗拱小橫梁的另一端與主體結(jié)構(gòu)7的預(yù)留牛腿BlO連接，所述斗拱斜撐3的另一端連接在懸挑梁2的底面。所述管桁架I是由直線上弦桿I. I和凸弧線下弦桿I. 2端部連接形成的弓形，腹桿I. 3設(shè)置在弓形包圍的區(qū)域內(nèi)，并分別與直線上弦桿I. I和凸弧線下弦桿I. 2固定連接形成的平面弓形桁架。所述大懸挑梁2與主體結(jié)構(gòu)頂部7最下一層之間通過預(yù)留牛腿A9連接，預(yù)留牛腿A9與大懸挑梁2之間為栓焊組合連接。所述斗拱水平梁6為異形工字鋼梁，其上翼緣與斗拱斜撐3的傾斜角度相同，下翼緣水平設(shè)置，腹板和上翼緣垂直，和下翼緣之間形成非直角的夾角。所述懸挑梁2與斗拱斜撐3連接處設(shè)置有與其垂直的次梁A13、下部支撐鋼柱4和下部支撐鋼管柱5連接處設(shè)置有與其垂直的次梁B14。所述的仿古建筑大屋頂大跨度飛檐斗拱鋼骨架的施工工法，步驟如下步驟一，管桁架I在加工廠內(nèi)整體拼裝制作 完畢后，根據(jù)實(shí)際運(yùn)輸條件將其分為三段，分別為I、11和III段運(yùn)至現(xiàn)場；管桁架在加工過程中，管桁架腹桿的相貫線端口加工采用相貫線自動切割機(jī)進(jìn)行自動加工，有效的保證了相貫線端口的加工質(zhì)量和加工效率，參見圖6 ；步驟二，管桁架分段進(jìn)場后，在地面型鋼胎具上進(jìn)行整體拼裝，參見圖7 ；步驟三，檢查測量管桁架整體精度滿足要求后，將第I段和第II段現(xiàn)場拼接口斷開，將第11段和第111段現(xiàn)場拼接口焊接，使第11段和第111段連接為吊裝整體；步驟四，起吊前通過倒鏈15在地面調(diào)整使第II段和第ΠΙ段形成的吊裝整體和地面夾角略小于設(shè)計(jì)角度，利用現(xiàn)場的塔吊吊鉤16吊裝第II段和第III段管桁架形成的吊裝整體，就位時(shí)，以屋面和及上部支撐柱8為主要控制點(diǎn)調(diào)各支撐點(diǎn)的軸線位置，調(diào)整完成后在其兩側(cè)分別設(shè)置兩道纜風(fēng)繩與已完成結(jié)構(gòu)拉接牢固，同時(shí)利用纜風(fēng)繩調(diào)整管桁架的立面垂直度，并配合經(jīng)緯儀或線墜進(jìn)行測量，調(diào)整至符合施工精度要求，然后將上部支撐柱8及第II段和第III段管桁架組成的整體滿焊固定，同時(shí)，拉緊側(cè)面的纜風(fēng)繩，然后摘除塔吊吊鉤，參見圖8 ；步驟五，起吊前通過倒鏈15在地面調(diào)整使第I段管桁架和地面夾角略小于設(shè)計(jì)角度，利用現(xiàn)場的塔吊吊鉤16吊裝第I段管桁架，先利用下部支撐鋼柱4和下部前端支撐柱5調(diào)整管桁架的各支撐點(diǎn)的軸線位置，調(diào)整完畢后，通過拉鋼絲的方法復(fù)測屋脊管桁架的整體直線度，并調(diào)整第I段管桁架下端支撐的高度保證其整體直線度，然后將下部支撐鋼柱4和下部支撐鋼管柱5的支撐點(diǎn)與第I段管桁架滿焊固定，同時(shí)，拉緊側(cè)面的纜風(fēng)繩，然后摘除塔吊吊鉤，參見圖9;步驟六，第I段管桁架與第Π段和第ΠΙ段管桁架空中組對，組對時(shí)利用弦桿接口內(nèi)的襯管17進(jìn)行對口連接和接口處的對接焊縫錯(cuò)邊量、焊縫間隙的控制，參見
圖10 ；步驟七，再次檢查纜風(fēng)繩的拉緊程度，確保拉緊程度基本一致，而后按照先弦桿、后腹桿的順序進(jìn)行焊接現(xiàn)場接口。弦桿的焊接采用跳焊法交替焊接上下弦桿，即先對下弦桿對接焊縫進(jìn)行整圈第一遍焊接后，轉(zhuǎn)到上弦桿對接焊縫進(jìn)行整圈第一遍焊接，而后再轉(zhuǎn)到下弦桿焊接整圈一遍，如此交替進(jìn)行直至焊接完畢。
權(quán)利要求1.一種仿古建筑大屋頂大跨度飛檐斗拱鋼骨架，斜向安裝在主體結(jié)構(gòu)(7)的挑檐部位，包括飛檐骨架和斗拱骨架，其特征在于所述飛檐骨架為管桁架(1)，由下部支撐鋼柱(4)、下部支撐鋼管柱(5)和上部支撐柱(8)形成的斜面支頂，管桁架(I)與上述三者之間均為剛性連接，所述下部支撐鋼柱(4)和下部支撐鋼管柱(5)支撐在自主體結(jié)構(gòu)頂部懸挑出的懸挑梁(2)上，所述上部支撐柱(8)設(shè)置在主體結(jié)構(gòu)(7)的最頂層的結(jié)構(gòu)梁(7. I)上； 所述斗拱骨架由斗拱斜撐(3)、斗拱水平梁(6)和斗拱小橫梁(11)組成，所述斗拱斜撐(3)和斗拱水平梁(6)之間為空間垂直，所述斗拱小橫梁(11)水平設(shè)置，與斗拱斜撐(3)在同一平面內(nèi)，兩者之間的夾角為鈍角，所述斗拱小橫梁(11)與斗拱水平梁(6)在同一平面內(nèi)，兩者之間之間的夾角為鈍角，三者的端部匯集至一點(diǎn)，所述斗拱小橫梁的另一端與主體結(jié)構(gòu)(7)的預(yù)留牛腿B (10)連接，所述斗拱斜撐(3)的另一端連接在懸挑梁(2)的底面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的仿古建筑大屋頂大跨度飛檐斗拱鋼骨架，其特征在于所述管桁架(I)是由直線上弦桿(I. I)和凸弧線下弦桿(I. 2)端部連接形成的弓形，腹桿(I. 3)設(shè)置在弓形包圍的區(qū)域內(nèi)，并分別與直線上弦桿(I. I)和凸弧線下弦桿(I. 2)固定連接形成的平面弓形桁架。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的仿古建筑大屋頂大跨度飛檐斗拱鋼骨架，其特征在于所述大懸挑梁(2)與主體結(jié)構(gòu)頂部(7)最下一層之間通過預(yù)留牛腿A (9)連接，預(yù)留牛腿A (9)與大懸挑梁(2 )之間為栓焊組合連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的仿古建筑大屋頂大跨度飛檐斗拱鋼骨架，其特征在于所述斗拱水平梁(6)為異形工字鋼梁，其上翼緣與斗拱斜撐(3)的傾斜角度相同，下翼緣水平設(shè)置，腹板和上翼緣垂直，和下翼緣之間形成非直角的夾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的仿古建筑大屋頂大跨度飛檐斗拱鋼骨架，其特征在于所述斗拱水平梁(6)的腹板兩側(cè)設(shè)置有加勁板(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的仿古建筑大屋頂大跨度飛檐斗拱鋼骨架，其特征在于所述懸挑梁(2)與斗拱斜撐(3)連接處設(shè)置有與其垂直的次梁A (13)、下部支撐鋼柱(4)和下部支撐鋼管柱(5)連接處設(shè)置有與其垂直的次梁B (14)。
專利摘要一種仿古建筑大屋頂大跨度飛檐斗拱鋼骨架，斜向安裝在主體結(jié)構(gòu)的挑檐部位，包括飛檐骨架和斗拱骨架，所述飛檐骨架為管桁架，由下部支撐鋼柱、下部支撐鋼管柱和上部支撐柱形成的斜面支頂，管桁架與上述三者之間均為剛性連接，所述斗拱骨架由斗拱斜撐、斗拱水平梁和斗拱小橫梁組成，所述斗拱斜撐和斗拱水平梁之間為空間垂直，所述斗拱小橫梁水平設(shè)置。本實(shí)用新型所述飛檐斗拱鋼骨架可完美實(shí)現(xiàn)仿古大跨度屋頂?shù)慕ㄖ煨?，適用于大跨度仿古屋頂結(jié)構(gòu)。
文檔編號E04B1/342GK202577802SQ20122023405
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者陳小茹, 杜衛(wèi)華, 韓友強(qiáng), 邊繼國, 吳剛, 喬廣宇, 李世龍, 羅瓊英, 艾杰, 王武戰(zhàn), 李猛, 王尊言 申請人:中建二局第三建筑工程有限公司, 北京市設(shè)備安裝工程集團(tuán)有限公司