建筑施工中网架与网壳拼装技术

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【摘 要】随着近年来建筑行业的迅猛发展,网架与网壳不断应用于大跨度的建筑中,例如体育馆、展览馆以及各种公共设施建筑中；它也能够在其他中小跨度建筑中所见,它在建筑中具有非常重要的作用.然而如果网架与网壳在拼装过程中不够重视,将会降低网架与网壳的承载力,从而影响到建筑的整体质量.本文就建筑施工中网架与网壳的拼装技术进行浅要分析.

【关 键 词】网架；网壳；安装

目前,虽然钢结构在我国的发展起步相对较晚,但是尤为钢结构的材质轻、刚度大、方便操作、抗震性能好、环境污染小等特点,在我国取得了迅猛的发展,近年来,随着我国社会经济的不断发展,建筑行业也得到了长足的发展,钢结构也被广泛应用在了建筑工程中,并且它在很大程度上带动了我国钢结构产业的发展.过去,由于我国钢材相对较少,因此国家一直推行“节约钢材”,如今,由于我国钢结构产业发生了巨大的转变,已由以前的观念转变为“合理用钢”的政策,这在一定程度上促进了我国建筑工程产品结构的调整.

1.钢结构网架与网壳概述

随着社会的发展以及建筑行业的进步,被用于建筑工程的结构非常多,其中钢结构的网架与网壳是工程中被广泛应用的一种结构形式.它主要是根据钢杆件在工程中的分布规律,然后将节点相互连接而组成的一种空间结构,而网架就是钢杆件之中呈平板状的网格外形结构,网壳就是呈曲面状的网格外形结构.

1.1网架特点

网架结构通常是将钢杆件上的各个节点紧密连接起来,它具有刚度大、稳定性好、便于操作、安装容易等特点,通常我们将网架结构按照钢杆件的层数来划分可以分为两种类型,即：双层网架结构和多层网架结构.根据实践表明,网架结构具有的特点有几点：（1）由于它的刚度大、稳定性好,因此可以运用在大跨度的建筑当中.（2）材料好找、成本低.由于网架结构能够作用于整个建筑,而且不会因为局部结构的不足和问题而影响整体结构,属于一种经济型材料.（3）由于钢网架结构稳定性好,所以它比其它结构要安全可靠.（4）在建筑施工中,它的安装相对比较简单、方便.

网壳是呈曲面状的网格外形结构的,由于它具有科学合理的结构形态,因此它能够承载来自外界的力量.通常情况下,在一些大跨度建筑工程中,与网架结构相比,网壳结构可以节省更多的钢材,并且其造型美观,并且变化多样,所以在建筑工程中得到了非常迅猛的发展.按照网壳构件的层数来分,可以分为两种结构,即：单层网壳结构和双层网壳结构；按照外形的结构可以分为柱面网壳、球面网壳、双曲面网壳、圆锥面网壳、扭曲面网壳、单块牛网可、双区剖面网壳、切割或组合曲面网壳等八类.

1.2网壳结构的特点有

网架与网壳结构不同,它是一种呈曲面状的一种外形结构.它具有的特点：（1）网壳能够富于表现,变化多样,造型比网架结构美观很多.（2）它和网架结构有相同的一点就是刚度与跨度都很大；在现场安装制作过程中,与网架一样都非常简单、方便,在安装时不需要大型的机器设备来实行.另外,网壳的钢杆件一般比较单一,受力相对比较均匀.

连接钢网架与网壳结构和支撑结构的点也就是制作网架与网壳的节点,其主要是柱顶、梁柱等下部分起到支撑作用的节点,即支座节点,它是整个钢结构的重要组成部分.根据钢结构的受力情况来分,它可以分为三种情况：平板支座、弧形支座、板式橡胶支座.

2.网架与网壳制作

2.1准备工作

网架与网壳的准备工作即是对材料的准备,它是拼装网架与网壳的基础工作.其工作主要分为三个步骤：（1）要根据实际情况设计网架结构的图纸,并根据图纸编制各个零件的加工图以及安装零件所需的数量.（2）一定要熟悉拼装零件的工艺流程,根据流程进行合理的拼装.（1）对钢材的规格、质量进行严格把关,每一个零件都需要进行检查.

2.2零部件加工

2.2.1焊接空心球节点

焊接空心球节点的零部件有杆件和空心球.

①杆件.其加工工艺流程为：钢管下料→坡口加工.杆件下料后应检查是否弯曲,若有弯曲应加以校正.钢管应用切割机或管子车床下料,下料后长度应放余量,杆件下料后应开坡口,焊接球杆件壁厚在5mm以下可不开坡口.

②空心球.焊接空心球节点四我国采用最早也是目前应用较广的一种节点.它是由两个半球对焊而成,分为有肋和无肋两种,适用于连接圆钢管杆件.

2.2.2螺栓球节点

螺栓球节点是在设有螺纹孔的刚球体上通过高强螺栓将汇交于节点处的焊有锥头或封板的圆钢管杆件连接起来的节点,是国内常用的节点形式之一.

3.网架与网壳拼装

3.1网架拼装

网架在拼装时通常都是在施工现场完成的.首先,在进行拼装之前一定要注意网架与网壳拼装的零件是否完整,是否符合标准.在网架的拼装过程中可以根据不同的拼装方法来进行拼装,通常有分条拼装、分块拼装、整体拼装等方法.在拼装过程中一定要注意拼装的场地平整,并得到质量的保证.

3.1.1焊接空心球网架拼装

对于焊接空心球网架,在拼装时,应正确选择拼装次序,以减少焊接变形和焊接应力.根据国内多数工程经验,拼装焊接顺序应从中间向两边或四周发展,最好是由中间向两边发展.因为网架在向前拼装时,两端及前边均可自由收缩,而且,在焊完一条节间后,可检查一次尺寸和几何形状,以便由焊工在下一条件定位焊时给予调整.

3.1.2螺栓球节点网架拼装

螺栓球节点网架拼装时,一般也是先拼下弦,将下弦的标高和轴线调整后,全部拧紧螺栓,起定位作用.开始连接腹杆,螺栓不宜拧紧,但必须使其与下弦连接端的螺栓吃上劲.连接上弦时,开始不能拧.当分条拼装时,安装好三行以上弦球后,即可将前两行调整校正,这是可通过调整下弦的垫块高低进行；然后,固定第一排锥体的两端制作,同时将第一排锥体的螺栓拧紧.

3.2网壳拼装

网壳应在专门的拼装模架上进行小拼,以保证小拼单元的形状及尺寸的准确性.网壳拼装的关键问题之一是各节点坐标的控制.应使用精度较高的定位测距仪器,如经纬仪、激光测距仪、水准仪等.网壳拼装顺序应根据网壳的类型、连接形式等选择合理的拼装顺序.对于采用焊接连接的网壳,宜从中间向两端或四周发展,以减小焊接变形和焊接应力.双层柱面网壳安装顺序为：先安装两个下弦球及系杆,拼接成一个简单的曲面结构体系,并及时调整求节点的空间位置,再进行上弦球和腹杆的安装.安装宜从两边制作想中间对称进行.

4.结束语

近年来,随着我国社会的发展,高层建筑、大跨度建筑不断兴起,网架与网壳结构作为一种稳定性较强的钢结构,不断应用在建筑工程当中.目前,钢结构不断采用新材料、新技术等予以改进,越来越能够满足建筑工程的需求,钢结构在建筑工程中的运用也越来越广泛.

【参考文献】

[1]罗德昌,梅庭玉.空间结构的发展现状与展望[J].南昌高专学报,2006（06）.

[2]张德生,李远瑛.新型空间结构在中国的应用与发展[J].嘉应学院学报,2004（06）.