由于整個(gè)屋面均為雙向曲面,各工序穿插施工,振動較大,頂面不宜架設(shè)儀器,為了提高施工質(zhì)量和速度及防止人工拉線定位產(chǎn)生較大偏差,我們用0.3㎜厚寬的鐵皮,制作了寬400㎜長30米的幾塊T碼放樣板,只要把它展平鋪在安裝好的鍍鋅底板上,靠在T碼基準(zhǔn)線上即可畫出在任何曲面上間距都是400㎜的T碼線,這既保證了安裝精度又成倍提高了施工速度。
2.5 弧形鋁檁條定位測量
本工程建筑造形外表面為一個(gè)三維空間雙曲面,鄂爾多斯博物館建筑的整體外形是由多個(gè)不規(guī)則的雙曲面體形有機(jī)順滑的集合成一個(gè)不規(guī)則的異型體,屋面形狀復(fù)雜。殼體變化大,各部分雙曲面的曲率半徑相差極大,而屋面要求外掛裝飾鋁板,這種類似的建筑在國內(nèi)極為少見。
由于其體型和功能的要求,對金屬屋面來說,其設(shè)計(jì)與施工的難度很大,必須結(jié)合實(shí)際工程情況采取特殊的、能夠適應(yīng)本項(xiàng)工程的結(jié)構(gòu),節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和施工工藝方案才能順利完成本項(xiàng)工程。主要體現(xiàn)在:一般情況下,對于一條弧線,用直線段擬合時(shí),弧線曲率半徑與直線段長度相差越小時(shí),擬合誤差較大,反之?dāng)M合誤差較小。對于本工程,曲率半徑變化較小的部位,由于裝飾鋁板分片與曲率半徑相差很大,平鋪即可滿足要求;曲率半徑變化較大的部位,由于不同部位母線長度相差較大,裝飾板標(biāo)準(zhǔn)分片與曲率半徑相差較小,擬合形狀誤差很大, 因而要求裝飾鋁板的分片和
連接件能適應(yīng)屋面的變化,這就造成分片較多,且每一塊大小、尺寸、形狀均不一樣。見圖2.5.1
在屋面防水板安裝結(jié)束后,利用防水面板的高直立邊肋作為面層鋁合金裝飾板的支撐端,并采用弧形鋁合金管作為面層裝飾板的過渡性連接支承檁條。弧形鋁合金管的布設(shè)位置是按裝飾板(帶)的布置曲線來確定的(按
板帶的中心線布設(shè)弧形鋁合金管)。當(dāng)弧形鋁合金管按設(shè)計(jì)要求安裝到位后,利用專用的連接夾緊件,再將在工廠里制作成型的裝
飾面板連接在鋁合金支撐管上并調(diào)整到位。見圖2.5.2.
頂面裝飾鋁板呈不規(guī)則圓圈狀,立面呈不規(guī)則起伏狀,(見圖2.5.3;圖2.5.4所示),這就要求鋁管檁條的定位必須準(zhǔn)確,才能達(dá)到設(shè)計(jì)效果,否則,將出現(xiàn)角對不齊、縫不均勻、線形不平滑的怪形狀。為此,頂面和立面分別進(jìn)行測量定位。
為了準(zhǔn)確控制好鋁管檁條的位置,需要做大量的內(nèi)業(yè)工作,以頂面裝飾鋁板中心板的中心為圓心,以間隔5°平分360°整圓,得到72條輻線,并把72條輻線延長至地面控制網(wǎng)DD1~DD8的連線上得交點(diǎn)A1~A72,(如圖2.5.5所示)。頂面就在圓心上架設(shè)儀器進(jìn)行全部鋁管檁條的定位測量,立面就在交點(diǎn)(A1~A72)上分加架設(shè)儀器進(jìn)行立面鋁管檁條的定位測量。
在北面塔樓頂層樓面上,利用百頁或天窗位置,把控制點(diǎn)導(dǎo)至屋頂面(鋁鎂錳防水板上),測出圓心點(diǎn)。用方通和厚林板在屋頂面制作2個(gè)測量平臺,把其中一個(gè)測量平臺抬至圓心上,并架設(shè)儀器,對視好要放樣的輻線后水平制動,根據(jù)所計(jì)算的鋁管檁條中心線至圓心的距離,即可放出鋁管檁條定位點(diǎn),依此類推,完成所有頂面鋁管檁條的定位測量。
在輻線與外圍控制網(wǎng)的交點(diǎn)(A1~A72)上架設(shè)儀器,對視好圓心后水平制動,根據(jù)所計(jì)算的鋁管檁條中心線高程,即可放出立面鋁管檁條定位點(diǎn),依此類推,完成所有立面鋁管檁條的定位測量。見圖2.5.6
2.6 其它構(gòu)造定位測量
本金屬屋面工程頂面有屋面天窗、百頁、
排水溝,立面有入口和造型構(gòu)造,這些構(gòu)造若按理論模型進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì),將產(chǎn)生一定的偏差,使得構(gòu)造外形達(dá)不到設(shè)計(jì)效果,甚至有些節(jié)點(diǎn)無法落在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)桿件上。所以,我們對所有這些構(gòu)造位置的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行三維坐標(biāo)實(shí)測,并把此測量數(shù)據(jù)反饋給設(shè)計(jì)工程師,設(shè)計(jì)工程師根據(jù)實(shí)測坐標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)構(gòu)造的細(xì)化設(shè)計(jì),這就既能保證達(dá)到設(shè)計(jì)的外形效果,也不致出現(xiàn)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)落空和與其它工序結(jié)構(gòu)錯位打架的現(xiàn)象。
3 施工過程中對主體支撐結(jié)構(gòu)變形量控制和監(jiān)測
鄂爾多斯博物館金屬屋面支承部分為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),屋面天窗作為采光、通風(fēng)、排煙等功能,既能起到美化造型,又能把各種功能集于一處。如若室內(nèi)面積較大,屋面天窗面積就受采光、通風(fēng)、排煙等諸多因素的制約,結(jié)構(gòu)變形更是讓人頭痛。
鄂爾多斯博物館東北側(cè)和西南側(cè)各有一個(gè)大面積天窗,東北側(cè)的是大堂天窗,西南側(cè)的是辦公區(qū)天窗,見圖3所示。我們對這兩個(gè)天窗在安裝玻璃前后,進(jìn)行了變形測量,在此把它整理出來,通過實(shí)例給各位同行提供一個(gè)參考。
3.1 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)
網(wǎng)殼是一種與
平板網(wǎng)架類似的空間桿系結(jié)構(gòu),系以桿件為基礎(chǔ),按一定規(guī)律組成網(wǎng)格,按
殼體結(jié)構(gòu)布置的空間構(gòu)架,它兼具桿系和殼體的性質(zhì)。其傳力特點(diǎn)主要是通過殼內(nèi)兩個(gè)方向的拉力、壓力或剪力逐點(diǎn)傳力。此結(jié)構(gòu)是一種國內(nèi)外頗受關(guān)注、有廣闊發(fā)展前景的空間結(jié)構(gòu)。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)又包括單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、
預(yù)應(yīng)力網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、板錐網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、肋環(huán)型索承網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、單層叉筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)等,國內(nèi)自80年代中期以來,網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)發(fā)展異常迅速,其
穩(wěn)定性問題遂成為研究熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。本工程中,網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)所用材料為Q345B,桿件規(guī)格為φ159×8 、φ168×8,局部加強(qiáng)用φ168×10或φ180×12,節(jié)點(diǎn)絕大部分呈“ 水”字形,如圖3.1。
3.2天窗結(jié)構(gòu)
天窗的結(jié)構(gòu)固定于網(wǎng)結(jié)構(gòu)上,采用160×80×6、120×80×4方通作
桁架,玻璃規(guī)格為12+12A+8+1.52
PVB+8鋼化
中空LOW-E
夾膠玻璃,在桁架安裝完畢且未安裝玻璃,就對其上弦標(biāo)記點(diǎn)使用免陵鏡全站儀進(jìn)行三維坐標(biāo)測量;玻璃安裝后未
打膠前再次對標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行測量,通過兩次測量,就能計(jì)算出變形數(shù)據(jù),如圖3.2.2向所示。
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