大跨多曲鼓形節(jié)點單層網(wǎng)殼飄帶施工技術(shù)

沈星華 周偉 俞曉敏

摘要：蘇州滸墅關(guān)文體中心南北側(cè)立面采用大跨多曲鼓形節(jié)點單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系，其支點依附在東西主樓的兩側(cè)鋼筋混凝土框架上，俯視看為多段弧形線條，立面看為多曲變化的曲面，其結(jié)構(gòu)重心偏移結(jié)構(gòu)本身，結(jié)構(gòu)平面外剛度弱，無法采用傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)散拼、整體吊裝等施工方法，本文結(jié)合結(jié)構(gòu)特點，并充分考慮現(xiàn)場施工環(huán)境采用胎架支撐、分層分階的施工技術(shù)。由于本結(jié)構(gòu)重心偏移，需考慮網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)本生撓度和側(cè)向變形影響，應(yīng)預(yù)留網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的變形值確保建筑外觀效果。通過此文希望對其他同類型結(jié)構(gòu)的安裝起到一定借鑒作用。

關(guān)鍵詞：大跨度；單層；網(wǎng)殼；多曲；鼓形節(jié)點；預(yù)變形量；胎架支撐

1、工程概況

蘇州滸墅關(guān)文體中心是蘇州市政府民生實事工程，東西兩側(cè)主樓為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，兩塔樓間采用南北曲面幕墻飄帶和中庭玻璃頂單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進行連接，空間連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜。整體造型大量采用弧形、多曲面元素，建筑線條美觀和諧。整體建筑的曲線元素的實現(xiàn)全部采用鋼結(jié)構(gòu)來表達。工程立面單層網(wǎng)殼飄帶效果圖如下。

6.臨時胎架支撐卸載及施工變形控制

本工程臨時胎架支撐采用同步卸載方式，即根據(jù)各支撐點位實際的Z向位移值，按比例同步協(xié)調(diào)緩慢下降所有臨時胎架支撐，直到所有臨時支撐完全脫離結(jié)構(gòu)本身。胎架的下載根據(jù)點位設(shè)計能力采用5臺10噸千斤頂進行同步控制。卸載共分為三階段進行，每段的卸載位移量均在13mm，胎架頂部觀察完全脫空后完成所有卸載。卸載后通過測量，其結(jié)構(gòu)位移最大值為42mm，滿足空間單層網(wǎng)殼撓度允許值L/400的規(guī)定。

針對結(jié)構(gòu)重心偏移引起的網(wǎng)殼外側(cè)水平變形問題，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)本身特點，我們建議設(shè)計通過在網(wǎng)殼頂部增加水平連接桿件與建筑中庭的玻璃頂四周箱梁進行固結(jié)，有效的控制了結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形。

7.結(jié)語

本文以蘇州滸墅關(guān)文體中心大跨多曲鼓形節(jié)點單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系為研究對象，提出并嚴格按照加設(shè)臨時胎架支撐、分層分階跳倉施工、施工胎架有序卸載的方式進行了單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)單元的施工，施工過程中應(yīng)用了有限元分析軟件建立整體分析模型，通過對施工步驟的過程追蹤，確保了整體結(jié)構(gòu)安全可靠有序?qū)嵤檬┕そ?jīng)驗及結(jié)論如下。

（1）單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)多為曲線結(jié)構(gòu)，施工難度大，體現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)深化、制作、安裝全過程，需加強此類結(jié)構(gòu)的事前控制，在深化過程中單單采用現(xiàn)行較為流行的Tekla軟件可能適應(yīng)性較差，需采用Autocad進行鋼結(jié)構(gòu)的線模型建立，再導入到Tekla軟件中進行后續(xù)節(jié)點等深化。

（2）對于單層網(wǎng)架的加工制作，綜合考慮經(jīng)濟性、工程質(zhì)量等原因，在鋼結(jié)構(gòu)深化和加工時宜采用單根桿件組成分塊單元進行加工制作，在加工過程中需加強質(zhì)量控制，宜采用仿形1：1胎膜進行加工控制，同時便于現(xiàn)場施工質(zhì)量控制。

（3）空間單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在施工過程中平面外剛度較弱，需加設(shè)必要的施工臨時支撐，然后根據(jù)現(xiàn)場吊裝條件采用分層、分階、分塊、調(diào)倉、鑲補等技術(shù)手段進行結(jié)構(gòu)安裝。在施工過程需需采用有限元手段對結(jié)構(gòu)安裝過程進行跟蹤模擬，確保結(jié)構(gòu)安裝過程安全、可靠。

（4）空間單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)臨時胎架支撐的設(shè)置需綜合考慮方案的經(jīng)濟性、安全性及施工方案可行性，胎架的卸載較為理想的是采用同步卸載方案，若整體工作量較大時考慮胎架的周轉(zhuǎn)，可以考慮分階段、分區(qū)、間隔卸載方案，胎架支撐卸載時應(yīng)根據(jù)有限元分析的變形值確定分階緩慢卸載。

參考文獻

[1] 沈組炎主編，沈德洪、黃文忠副主編，鋼結(jié)構(gòu)制作安裝手冊.中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[2] 鮑廣鑑主編，王宏、李國榮參編，鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及案例.中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[3] 施設(shè)、王立軍等主編 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2017）中國建筑工業(yè)出版社，2017.

[4] 毛志兵等主編 鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范（GB50755-2012）中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[5] 汪蔚、曹平周等.江蘇大劇院綜合廳鋼屋蓋臨時支撐分階段卸載方案研究，江蘇鋼結(jié)構(gòu)，2016.

（作者單位；蘇州第一建筑集團有限公司）