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1、單層扁網殼結構的選型及施工濟南動物園嚶鳴館由東、西兩舍組成。東舍網殼的直徑為46m,矢高7m,矢跨比為126.57,投影面積為1662 m2。網殼上覆蓋不銹鋼絲網,網殼承重90kg/ m2。東舍網殼西斜,由54個支座節點支撐在坡度為128的鋼筋混凝土平面圈梁上,支座節點從西往東的就位標高為7.813.5m。西舍網殼的直徑為40m,矢高6m,矢跨比為126.67,投影面積為1257 m2,網殼上覆蓋預制三角形鋼筋混凝土屋面板,網殼承重250kg/ m2。西舍網殼東斜,由48個支座節點支撐在坡度為128的鋼筋混凝土平面圈梁上,支座節點從東往西的就位標高為6.511.4m。東、西兩舍的圈梁皆由鋼柱支2、承。第1章 網殼的選型和分析計算第1節 網殼的選型網殼的選型嗖鳴館網殼的外形呈球冠狀,采用結構簡潔的單層網殼。在確定桿件布置規律時,有4類形式可供選擇:(1)施威德勒型;(2)聯方網型,(3)短程線型;(4)三向網格型。施威德勒型和聯方網型的網格尺寸大小懸殊,加上中央桿件交匯在一起,使節點構造變得復雜,給設計與施工帶來不便。短程線型適合在矢高大于或接近于半徑時選用,對嚶鳴館這類矢跨比很小的球冠,若按短程線劃分,將在邊緣出現很多不規則的桿件,給加工制作帶來麻煩。而三向網格型的網格平面投影為正三角形,桿件間夾角相同,節點規格也相同,加工制作較為簡便。經比較,該館內2個網殼均取三向網格型。第2節 網3、殼的分析計算由于單層網殼的等效厚度比其平面面積小得多,加之網殼桿件的橫向尺寸又比其長度小得多,這就使網殼的整體屈曲、局部屈曲或單根桿件的屈曲先于強度破壞而發生。因此,單層網殼的屈曲驗算比強度計算更為重要。使用MSGS程序和DDJTIQ程序完成了嚶鳴館東、西兩舍網殼在多種荷載情況下的結構靜力分析和整體線性屈曲分析。穹頂薄殼的屈曲分析研究有悠久歷史和豐富的試驗資料。經典的線性理論于1915年由Zoelly提出。但大量的試驗資料表明,其破壞荷載僅達到殼體失穩的上臨界荷載線性理論值的1/21/4。因殼體的穩定性與其幾何形狀、荷載和邊界條件有關,而且對缺陷十分敏感,至今未能獲得令人滿意的研究結果。所以,4、在對嚶鳴館網殼的屈曲分析中,參考混凝土薄殼設計施工規程,取臨界荷載值為上臨界荷載的1/20。兩座網殼的材料均為Q235鋼。東舍網殼桿件采用1277和1596無縫鋼管,共738根;采用D400l0焊接空心球,共265個節點,其中44個為鼓形球支座節點。西舍網殼桿件采用1598和159l0無縫鋼管,共584根;采用D45012焊接空心球,共211個節點,其中39個為鼓形球支座節點。第2章 施工組織管理嚶鳴館網殼工程屬技術較復雜的單層扁網殼工程,施工中組成專項工程施工管理組,負責熟悉和審查圖紙,了解網殼結構的有關技術指標,制定合理的施工工藝。與一般平板網架相比,傾斜的球冠狀外形給施工帶來困難,主要是5、每個節點經緯坐標位置難以控制。為防止施工中造成網殼初始缺陷,影響其整體穩定,決定搭設階梯形滿堂腳手架。采用高空散裝,將構件一次安裝就位。采用這種施工方法,可避免整體吊裝或提升時的網殼結構整體變形。上述施工方法要求支座節點的預埋位置準確,誤差不大于3mm。利用高空散裝法拼裝網殼時,網殼節點的空間位置是由焊接球的標高與相應的桿件長度來控制的。因此要求腳手架與板具有足夠的強度和剛度,能夠承受3kN/m2的荷載,包括結構自重、施工荷載及材料堆放等荷載。桿件應采用專用機床下料,長度誤差控制在1mm范圍內。調整節點標高時,利用可調整式支承臺座,它既是球節點的臨時支撐,又能調節標高。第3章 施工工藝第1節 6、桿件長度計算計算桿件下料長度時,首先根據節點坐標對各桿件認真復算,然后放大樣與計算尺寸核實。同時根據鋼管規格及節點連接情況,取每條焊縫的收縮量為1mm。桿件的下料長度為：式中節點之間的軸線長度;D焊接球節點外徑;d鋼管桿件內徑;2兩條焊縫的收縮量(mm)。由于所有節點的外徑都相同,故其每端的含球尺寸也相同。第2節 桿件下料桿件下料采用專用機床,桿端坡口角度為3540,不留鈍邊,對坡口刃部應注意保護,否則易造成桿長不準,影響其安裝精度與焊接質量。下料長度允許誤差為1mm,對每根桿件做好標記,逐件進行檢驗登記,并對號入座。第3節 網殼拼裝網殼拼裝時,從最低處的支座節點開始,向高處逐排進行拼裝。在每7、一排里面,由中部向兩端拼裝,直到支座節點為止。確定球節點的空間位置時,先根據節點的平面坐標放置可調式支承臺座,然后通過調節與該節點相交點的兩根桿件長度和支承臺座的高度來確定焊接球節點的準確空間位置。連接時必須保證桿的端面與球面完全吻合,使桿件軸線通過球心。將桿件圓周進行三點均布點焊，點焊長度為20mm,焊透焊牢,形成一個空間三角形。以相同的方法,逐排向上和向左右延伸,形成由一個個空間三角形組成的穹頂網殼曲面。網殼拼裝時應特別注意的是,球與桿件點焊之后,必須復測球與球之間的中心距離與桿件長度是否與理論計算值一致,若有誤差應及時加以調整,以免造成網殼初始缺陷。另外,測量焊接球節點時應考慮腳手架與板8、的下沉和焊接收縮量的因素,可在每個節點設計標高的基礎上增加510mm。測量標尺放在球面頂部,每一鋼球的測量點應一致。網殼逐排拼完后,再用水準儀和經緯儀配合進行復測并矯正。如有積累誤差，可在每排的邊界桿件中逐步消除,使整個網殼的幾何尺寸滿足設計要求。網殼拼裝時,應從網殼中心向四周均勻擴散進行焊接,以減少因焊接產生的殘余變形與殘余應力。該工程的球管為全方位焊接,即采用平、橫、立、仰4種焊接方式,而且都集中在1條焊縫上,所以施焊過程中應采用1個均等的焊接電流值,要求焊接運條角度得當。清理污垢后,采用2.53.2mmE4303焊條焊透。罩面要用3.24.0mm焊條,使焊縫根部焊透,并做到焊縫飽滿。第49、節 網殼焊接第4章 質量情況與安全措施第1節 安裝質量兩座網殼拼裝合攏時的桿件長度誤差為1015mm,直徑誤差為20mm。東、西兩舍網殼撓度分別為25.2mm和23.2mm。第2節 焊接質量及保證質量的措施焊縫外觀全部自檢合格。對30%焊縫進行超聲波無損探傷,探傷部位選擇網殼中心點一圈、中間區域一圈、邊界一圈和所有對接桿件焊縫,結果全部合格。對各道工序進行全面的質量控制。電焊工實行自檢、互檢,并打鋼印工號登記,以增加操作者的責任感。第3節 安全措施現場安全檢查人員必須作好安全防范工作,其中包括防火、防爆、防盜等,監督工人嚴格執行安全操作規程,做好安全設備的配備與使用管理工作。施工前對工作面進行全面檢查,對不符合施工要求的部位應進行修理或加固。1.對于矢跨比較小的單層穹頂網殼,選用三向網格可以取得較好的建筑藝術效果。其優點是網殼結構受力比較均勻,桿件之間的夾角相同,節點規格相同,桿件規格少,便于網殼結構的制作與安裝。.2.對于外形復雜而又傾斜的大型單層扁網殼的施工,采用階梯形滿堂腳手架進行高空散裝是一種行之有效的施工方法。它具有施工速度快、質量容易控制等優點。