本發(fā)明屬于鋼結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域，特別涉及一種安全、穩(wěn)定型鋼結(jié)構(gòu)建筑。

背景技術(shù)：

隨著建筑工程的高速發(fā)展，出現(xiàn)了很多超大跨度的結(jié)構(gòu)和很多新型建筑造型，這些結(jié)構(gòu)和造型非常復(fù)雜，為了使結(jié)構(gòu)適應(yīng)建筑造型的要求，就需要結(jié)構(gòu)中的一些構(gòu)件隨著結(jié)構(gòu)的曲率變化而變化，這些變化包括構(gòu)件的彎曲、扭轉(zhuǎn)和異形，混凝土結(jié)構(gòu)因自身沉重和后期承載力已經(jīng)不能單獨(dú)實現(xiàn)這些造型。因此，對于異形建筑而言，其施工質(zhì)量將關(guān)系到本工程主體的建筑造型，因此對該類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的施工和設(shè)計提出了更高的要求，而如何保證葉面鋼模在具有較大的扭曲幅度的同時，還具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等特性，需要技術(shù)人員進(jìn)行精確的設(shè)計。

本工程是一個體育場館，其總建筑面積42122.47㎡；包含四個單體建筑：藝術(shù)樓（藝術(shù)館）建筑、體育館建筑、游泳館建筑、展示館（會展館）建筑、體育場建筑及連廊，其中藝術(shù)館建筑無鋼結(jié)構(gòu)，本施工方案不做具體闡述。本工程總建筑面積42122.47㎡；其中：藝術(shù)樓（藝術(shù)館）建筑面積8740㎡、體育館建筑面積6513㎡、游泳館建筑面積4575.52㎡、展示館（會展館）建筑面積7143.88㎡、體育場建筑面積15150.07㎡。

鋼結(jié)構(gòu)在由于其主要是通過鋼管拼裝而成，其對結(jié)構(gòu)的設(shè)計合理性要求很高，其不僅是簡單的搭建出一個造型出來，其還得需要符合力學(xué)原理，讓其保證整個建筑的支撐和承載性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服以上不足，本發(fā)明的目的是提供一種安全、穩(wěn)定型鋼結(jié)構(gòu)建筑，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，自動化程度高，減少人工勞動量，提高了工作效率。

技術(shù)方案：為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種安全、穩(wěn)定型鋼結(jié)構(gòu)建筑，包括桁架和天窗，其中，所述桁架由左桁架和右桁架構(gòu)成，所述左桁架和右桁架均由主桁架、次桁架和環(huán)桁架構(gòu)成，所述主桁架的下方設(shè)有胎架，所述次桁架設(shè)有兩主桁架之間，且所述主桁架之間位于次桁架的一側(cè)設(shè)有連接梁，所述主桁架的外側(cè)設(shè)有外側(cè)主桁架，所述外側(cè)主桁架的另一端通過環(huán)桁架連接，所述主桁架靠近地面的一端通過埋件固定，所述左桁架和右桁架之間設(shè)有中間主鋼桁架和中間次桁架，所述天窗設(shè)于兩中間主鋼桁架之間，所述左桁架和右桁架呈對稱設(shè)計，所述天窗與桁架限相配合。

本發(fā)明中所述的一種安全、穩(wěn)定型鋼結(jié)構(gòu)建筑，其結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，通過在左桁架和右桁架之間設(shè)置天窗，且，所述的天窗與左右桁架相配合，讓其不僅能夠滿足客戶在異型上的需求，同時，也讓其能夠更好的滿足力學(xué)要求，在保證異型效果的同時，讓其能夠更好的滿足建筑自身穩(wěn)定性以及后期使用的承載力和支撐力的要求，有效的保證其使用的安全性和穩(wěn)定性。

本發(fā)明中所述天窗采用圓頂式天窗，其中圓頂式天窗的設(shè)計不僅提高了其采光的面積，也大大的提升了其支撐性能，進(jìn)一步提高整個建筑的穩(wěn)定性。

本發(fā)明中所述主桁架位于地面的一端與環(huán)桁架之間設(shè)有次桿件，所述次桿件下方設(shè)有臨時支撐，次桿件的設(shè)置，進(jìn)一步提高其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和連接的安全性。

本發(fā)明中所述次桿件的外側(cè)以及主桁架和環(huán)桁架之間設(shè)有懸挑，且所述懸挑之間設(shè)有單片桁架。

本發(fā)明中所述天窗包括中心桁架、天窗環(huán)桁架、中弦箱形梁、中弦連系梁和上弦桁架，所述天窗環(huán)桁架設(shè)于中心桁架的外側(cè)，所述中弦箱形梁設(shè)于天窗環(huán)桁架上，所述中弦連系梁設(shè)于中弦箱形梁上；所述上弦桁架設(shè)于中弦連系梁的上方，所述中弦箱形梁與天窗環(huán)桁架和上弦桁架通過支撐架連接；所述上弦桁架設(shè)于中心桁架和上弦桁架之間。本發(fā)明中該天窗結(jié)構(gòu)的設(shè)計，不僅讓其采光達(dá)到最大效果，同時也讓其與兩側(cè)的左右桁架達(dá)到完美的匹配，從而讓其既滿足了結(jié)構(gòu)設(shè)計以及采光的需求，同時也進(jìn)一步提高了整個結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和后期使用的安全性。

本發(fā)明中所述主桁架由多段主鋼桁架構(gòu)成大跨度桁架，讓其能夠根據(jù)實際的需求對其長度進(jìn)行，實現(xiàn)尺寸的可調(diào)節(jié)。

本發(fā)明中一種安全、穩(wěn)定型鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工工藝，具體的施工工藝如下：

（1）：首先在地面對所需要的各種桁架即：主桁架、次桁架、環(huán)桁架、外側(cè)主桁架、中間主鋼桁架、中間次桁架和單片桁架以及天窗中涉及的各種桁架進(jìn)行拼裝；

（2）：當(dāng)施工過程中需要的各種桁架拼裝好后，首先對左桁架進(jìn)行組裝，先在地面上指定的位置進(jìn)行胎架搭建；

（3）：當(dāng)胎架搭建好后，對主桁架中的第一段主鋼桁架進(jìn)行測量定位，并設(shè)置兩組纜風(fēng)繩進(jìn)行臨時固定，然后通過吊車將其吊起，放到搭建好的胎架上；

（4）：待上一步驟中第一段主鋼桁架放置好后，按照上述的方式再通過吊車將第二段主鋼桁架吊起放到指定的位置，并將其第一段主鋼桁架之間標(biāo)高保持一致，再調(diào)整桁架之間的間隙；

（5）：當(dāng)?shù)诙沃麂撹旒艿跹b好后，將其與第一段主鋼桁架進(jìn)行連接處進(jìn)行焊接，焊接完成后切除安裝耳板，再對該部位進(jìn)行補(bǔ)焊,焊接完成后，對接口進(jìn)行打磨，讓其成光滑過度；

（6）：根據(jù)施工的實際需要，重復(fù)步驟（4）和（5）進(jìn)行主桁架的組裝，直至其達(dá)到施工所需的尺寸要求；

（7）：然后按照上述相同的方法，重復(fù)步驟（2）至（7）對另一面右桁架進(jìn)行安裝；

（8）：然后在主桁架兩主鋼桁架中間設(shè)置次桁架，并對其兩邊進(jìn)行固定；

（9）：待次桁架吊裝完成后，在主桁架之間位于次桁架的一側(cè)吊裝連接梁；

（10）：待連接梁吊裝完成后，在指定的位置，對環(huán)桁架進(jìn)行吊裝，并在主桁架和環(huán)桁架之間吊裝外側(cè)主桁架；

（11）：然后按照上述的方式，重復(fù)步驟（9）到（11）對右桁架剩余的部分進(jìn)行安裝；

（12）：待上一步驟中右桁架安裝完成后，在左桁架和右桁架之間設(shè)置中間主鋼桁架，并將其與左桁架和右桁架的接口處進(jìn)行焊接，然后在中間主鋼桁架的側(cè)面安裝中間次桁架，并將其與中間主鋼桁架和環(huán)桁架的連接處進(jìn)行焊接；

（13）：待中間次桁架安裝焊接完成后，再在兩中間主鋼桁架之間設(shè)置天窗，使用兩臺吊車抬吊天窗；

（14）：待天窗安裝結(jié)束后，在主桁架和環(huán)桁架之間搭建臨時支撐，并通過吊車在兩者之間吊裝次桿件，對次桿件和主桁架和環(huán)桁架之間的連接處進(jìn)行焊接；

（15）：待次桿件吊裝完成后，在主桁架以及次桿件的外側(cè)吊裝懸挑，在吊裝懸挑，并對其進(jìn)行焊接固定；

（16）：在懸挑吊裝的過程中，在其之間對兩片桁架組合和用臨時支撐連接在一起后進(jìn)行吊裝；

（17）：然后再在懸挑的外側(cè)吊裝單片桁架，按照上述步驟（16）至（17）相同的方法完成整個建筑的懸挑安裝即可。

本發(fā)明中在各部件的對接時，保證拼接口的精度，同時預(yù)留桁架焊接產(chǎn)生的收縮量，對接焊接完成后，切除安裝耳板，再對該部位進(jìn)行補(bǔ)焊，等全部焊接工作完成后，應(yīng)對接口進(jìn)行打磨成光滑過度。

本發(fā)明中所述天窗的加工工藝如下：

（1）：首先根據(jù)施工的需要在地面上搭設(shè)胎架，然后根據(jù)施工的圖紙以及參數(shù)在胎架上對中心桁架進(jìn)行拼裝；

（2）：待其拼裝完成后，在中心桁架外側(cè)的指定位置對環(huán)桁架上的進(jìn)行拼裝；

（3）：待環(huán)桁架拼裝完成后，再在環(huán)桁架上安裝中弦箱形梁；

（4）：待中弦箱形梁安裝完成后，在中弦箱形梁上安裝中弦連系梁，然后再在中弦連系梁的上方設(shè)置上弦桁架；

(5):待上弦桁架安裝好后，在中弦箱形梁和上弦桁架之間設(shè)置支撐架，并對其進(jìn)行拼裝即可。

上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明中所述的一種安全、穩(wěn)定型鋼結(jié)構(gòu)建筑，其結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，通過在左桁架和右桁架之間設(shè)置天窗，且，所述的天窗與左右桁架相配合，讓其不僅能夠滿足客戶在異型上的需求，同時，也讓其能夠更好的滿足力學(xué)要求，在保證異型效果的同時，讓其能夠更好的滿足建筑自身穩(wěn)定性以及后期使用的承載力和支撐力的要求，有效的保證其使用的安全性和穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明中所述天窗包括中心桁架、天窗環(huán)桁架、中弦箱形梁、中弦連系梁和上弦桁架，所述天窗環(huán)桁架設(shè)于中心桁架的外側(cè)，所述中弦箱形梁設(shè)于天窗環(huán)桁架上，所述中弦連系梁設(shè)于中弦箱形梁上；所述上弦桁架設(shè)于中弦連系梁的上方，所述中弦箱形梁與天窗環(huán)桁架和上弦桁架通過支撐架連接；所述上弦桁架設(shè)于中心桁架和上弦桁架之間。本發(fā)明中該天窗結(jié)構(gòu)的設(shè)計，不僅讓其采光達(dá)到最大效果，同時也讓其與兩側(cè)的左右桁架達(dá)到完美的匹配，從而讓其既滿足了結(jié)構(gòu)設(shè)計以及采光的需求，同時也進(jìn)一步提高了整個結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和后期使用的安全性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中左桁架和右桁架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中天窗的局部放大圖；

圖中：桁架-1、天窗-2、左桁架-3、右桁架-4、次桿件-5、臨時支撐-6、主桁架-31、次桁架-32、環(huán)桁架-33、胎架-34、外側(cè)主桁架-35、中間主鋼桁架-36、中間次桁架-37、中心桁架-21、天窗環(huán)桁架-22、中弦箱形梁-23、中弦連系梁-24、上弦桁架-25、支撐架-26、懸挑-7、單片桁架-71。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。

實施例

如圖1至圖3所示的一種安全、穩(wěn)定型鋼結(jié)構(gòu)建筑，包括：桁架1和天窗2，其中，所述桁架1由左桁架3和右桁架4構(gòu)成，所述左桁架3和右桁架4均由主桁架31、次桁架32和環(huán)桁架33構(gòu)成；

上述各部件關(guān)系：

所述主桁架31的下方設(shè)有胎架34，所述次桁架32設(shè)有兩主桁架31之間，且所述主桁架31之間位于次桁架32的一側(cè)設(shè)有連接梁5，所述主桁架31的外側(cè)設(shè)有外側(cè)主桁架35，所述外側(cè)主桁架35的另一端通過環(huán)桁架33連接，所述主桁架31靠近地面的一端通過埋件固定，所述左桁架3和右桁架1之間設(shè)有中間主鋼桁架36和中間次桁架37，所述天窗2設(shè)于兩中間主鋼桁架36之間，所述左桁架3和右桁架4呈對稱設(shè)計，所述天窗2與桁架1限相配合。

本實施例中所述天窗2采用圓頂式天窗2。

本實施例中所述主桁架31位于地面的一端與環(huán)桁架33之間設(shè)有次桿件5，所述次桿件5下方設(shè)有臨時支撐6。

本實施例中所述次桿件5的外側(cè)以及主桁架31和環(huán)桁架33之間設(shè)有懸挑7，且所述懸挑7之間設(shè)有單片桁架71。

本實施例中所述天窗2包括中心桁架21、天窗環(huán)桁架22、中弦箱形梁23、中弦連系梁24和上弦桁架25，所述天窗環(huán)桁架22設(shè)于中心桁架21的外側(cè)，所述中弦箱形梁23設(shè)于天窗環(huán)桁架22上，所述中弦連系梁24設(shè)于中弦箱形梁23上；所述上弦桁架25設(shè)于中弦連系梁24的上方，所述中弦箱形梁23與天窗環(huán)桁架22和上弦桁架25通過支撐架26連接；所述上弦桁架25設(shè)于中心桁架21和上弦桁架25之間。

本實施例中所述主桁架31由多段主鋼桁架構(gòu)成大跨度桁架。

實施例2

如圖所示的一種安全、穩(wěn)定型鋼結(jié)構(gòu)建筑，包括：桁架1和天窗2，其中，所述桁架1由左桁架3和右桁架4構(gòu)成，所述左桁架3和右桁架4均由主桁架31、次桁架32和環(huán)桁架33構(gòu)成；

上述各部件關(guān)系：

所述主桁架31的下方設(shè)有胎架34，所述次桁架32設(shè)有兩主桁架31之間，且所述主桁架31之間位于次桁架32的一側(cè)設(shè)有連接梁5，所述主桁架31的外側(cè)設(shè)有外側(cè)主桁架35，所述外側(cè)主桁架35的另一端通過環(huán)桁架33連接，所述主桁架31靠近地面的一端通過埋件固定，所述左桁架3和右桁架1之間設(shè)有中間主鋼桁架36和中間次桁架37，所述天窗2設(shè)于兩中間主鋼桁架36之間，所述左桁架3和右桁架4呈對稱設(shè)計，所述天窗2與桁架1限相配合。

本實施例中所述天窗2采用圓頂式天窗2。

本實施例中所述主桁架31位于地面的一端與環(huán)桁架33之間設(shè)有次桿件5，所述次桿件5下方設(shè)有臨時支撐6。

本實施例中所述次桿件5的外側(cè)以及主桁架31和環(huán)桁架33之間設(shè)有懸挑7，且所述懸挑7之間設(shè)有單片桁架71。

本實施例中所述天窗2包括中心桁架21、天窗環(huán)桁架22、中弦箱形梁23、中弦連系梁24和上弦桁架25，所述天窗環(huán)桁架22設(shè)于中心桁架21的外側(cè)，所述中弦箱形梁23設(shè)于天窗環(huán)桁架22上，所述中弦連系梁24設(shè)于中弦箱形梁23上；所述上弦桁架25設(shè)于中弦連系梁24的上方，所述中弦箱形梁23與天窗環(huán)桁架22和上弦桁架25通過支撐架26連接；所述上弦桁架25設(shè)于中心桁架21和上弦桁架25之間。

本實施例中所述主桁架31由多段主鋼桁架構(gòu)成大跨度桁架。

本實施例中一種安全、穩(wěn)定型鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工工藝，具體的施工工藝如下：

（1）：首先在地面對所需要的各種桁架即：主桁架31、次桁架32、環(huán)桁架33、外側(cè)主桁架35、中間主鋼桁架36、中間次桁架37和單片桁架1以及天窗2中涉及的各種桁架進(jìn)行拼裝；

（2）：當(dāng)施工過程中需要的各種桁架拼裝好后，首先對左桁架3進(jìn)行組裝，先在地面上指定的位置進(jìn)行胎架34搭建；

（3）：當(dāng)胎架34搭建好后，對主桁架31中的第一段主鋼桁架進(jìn)行測量定位，并設(shè)置兩組纜風(fēng)繩進(jìn)行臨時固定，然后通過吊車將其吊起，放到搭建好的胎架34上；

（4）：待上一步驟中第一段主鋼桁架放置好后，按照上述的方式再通過吊車將第二段主鋼桁架吊起放到指定的位置，并將其第一段主鋼桁架之間標(biāo)高保持一致，再調(diào)整桁架之間的間隙；

（5）：當(dāng)?shù)诙沃麂撹旒艿跹b好后，將其與第一段主鋼桁架進(jìn)行連接處進(jìn)行焊接，焊接完成后切除安裝耳板，再對該部位進(jìn)行補(bǔ)焊;焊接完成后，對接口進(jìn)行打磨，讓其成光滑過度；

（6）：根據(jù)施工的實際需要，重復(fù)步驟（4）和（5）進(jìn)行主桁架31的組裝，直至其達(dá)到施工所需的尺寸要求；

（7）：然后按照上述相同的方法，重復(fù)步驟（2）至（7）對另一面右桁架4進(jìn)行安裝；

（8）：然后在主桁架2兩主鋼桁架中間設(shè)置次桁架32，并對其兩邊進(jìn)行固定；

（9）：待次桁架32吊裝完成后，在主桁架31之間位于次桁架32的一側(cè)吊裝連接梁5；

（10）：待連接梁5吊裝完成后，在指定的位置，對環(huán)桁架33進(jìn)行吊裝，并在主桁架31和環(huán)桁架33之間吊裝外側(cè)主桁架35；

（11）：然后按照上述的方式，重復(fù)步驟（8）到（10）對右桁架4剩余的部分進(jìn)行安裝；

（12）：待上一步驟中右桁架4安裝完成后，在左桁架3和右桁架4之間設(shè)置中間主鋼桁架36，并將其與左桁架3和右桁架4的接口處進(jìn)行焊接，然后在中間主鋼桁架36的側(cè)面安裝中間次桁架37并將其與中間主鋼桁架36和環(huán)桁架33的連接處進(jìn)行焊接；

（13）：待中間次桁架37安裝焊接完成后，再在兩中間主鋼桁架36之間設(shè)置天窗2，使用兩臺吊車抬吊天窗2；

（14）：待天窗2安裝結(jié)束后，在主桁架31和環(huán)桁架33之間搭建臨時支撐，并通過吊車在兩者之間吊裝次桿件5，對次桿件5和主桁架31和環(huán)桁架33之間的連接處進(jìn)行焊接；

（15）：待次桿件5吊裝完成后，在主桁架31以及次桿件5的外側(cè)吊裝懸挑7，在吊裝懸挑7，并對其進(jìn)行焊接固定；

（16）：在懸挑7吊裝的過程中，在其之間對兩片桁架組合和用臨時支撐連接在一起后進(jìn)行吊裝；

（17）：然后再在懸挑7的外側(cè)吊裝單片桁架71，按照上述步驟（15）至（16）相同的方法完成整個建筑的懸挑7安裝即可。

本實施例中在各部件的對接時，保證拼接口的精度，同時預(yù)留桁架焊接產(chǎn)生的收縮量，對接焊接完成后，切除安裝耳板，再對該部位進(jìn)行補(bǔ)焊，等全部焊接工作完成后，應(yīng)對接口進(jìn)行打磨成光滑過度。

本實施例中所述天窗2的加工工藝如下：

（1）：首先根據(jù)施工的需要在地面上搭設(shè)胎架，然后根據(jù)施工的圖紙以及參數(shù)在胎架上對中心桁架21進(jìn)行拼裝；

（2）：待其拼裝完成后，在中心桁架21外側(cè)的指定位置對環(huán)桁架22上的進(jìn)行拼裝；

（3）：待環(huán)桁架22拼裝完成后，再在環(huán)桁架22上安裝中弦箱形梁23；

（4）：待中弦箱形梁23安裝完成后，在中弦箱形梁23上安裝中弦連系梁24，然后再在中弦連系梁24的上方設(shè)置上弦桁架25；

(5):待上弦桁架25安裝好后，在中弦箱形梁23和上弦桁架25之間設(shè)置支撐架26，并對其進(jìn)行拼裝即可。

本實施例中一種安全、穩(wěn)定型鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工工藝，各部件的對接注意事項：

A、桁架高空對接拼裝時應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計的標(biāo)高及軸線位置進(jìn)行對接拼裝；

B、焊接時應(yīng)根據(jù)每一榀的實際拼裝測量長度或者側(cè)彎情況，指定合理的焊接順序，使焊接變形達(dá)到最小；

C、測量應(yīng)跟蹤進(jìn)行，及時觀測支承架的沉降等情況，而對桁架的節(jié)點(diǎn)的標(biāo)高、軸線作出調(diào)整；

D、桁架安裝過程中在高空作業(yè)，應(yīng)在高空支承架上設(shè)置上下行走的爬梯，在桁架的弦管上鋪設(shè)通長的跳板作為走道，方便來回通行；

E、吊裝前先將對接口焊接操作平臺在地面上進(jìn)行搭設(shè)，吊裝時隨桁架一起吊裝到高空。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。