一种钢结构曲面天窗架及其施工方法与流程

本发明属于钢结构施工领域，具体涉及一种适用于钢结构裙楼、商业综合体大厅顶部采光的钢结构曲面天窗架及其施工方法。

背景技术：

1、天窗架是用于支撑和安装天窗的钢结构框架，通常位于建筑物屋顶的上方用于承载天窗重量的同时支撑和固定玻璃。常见的天窗架是顶面为平面的矩形天窗架，制作、施工方法比较成熟。曲面天窗架是一种用于结构裙楼、商业综合体大厅顶部采光的天窗架，兼具观赏性，曲面天窗架顶面呈不规则曲面、整体为不规则形状，结构复杂，制作和施工精度要求高，组装、焊接、矫正等各工序都需要严格控制。

2、现有的钢结构曲面天窗架在施工过程中线型很难保证、焊接易变形，成形困难，不仅影响其安全性和观赏性，且结构复杂施工工期长。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足，提供一种制作方法简单、施工精度高、便于成型、兼具采光和观赏性的曲面天窗架及其施工方法，以提高施工质量和效率。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

3、一种钢结构曲面天窗架及其施工方法，所述曲面天窗架为曲面天窗顶和组焊在曲面天窗顶下部的一组箱型截面立柱组成的桁架结构；

4、所述曲面天窗顶由若干个梯形截面杆件通过若干个节点组焊成的网状结构和组焊在所述曲面天窗顶外围的环形封边梁组成；

5、所述梯形截面杆件包括两端截面均为梯形的主弦杆、加厚节点、次弦杆件；

6、所述曲面天窗架的施工方法，包括以下步骤：

7、s1、组焊半成品梯形截面杆件：在专用胎架m上将梯形截面杆件的下翼缘板、两侧腹板与专用胎架紧密贴合，在切断位置200mm范围内划线安装工艺隔板，使切断位置的截面形状不会发生变化，之后焊接梯形截面杆件的主焊缝，余高不超过2.0mm；

8、s2、主弦杆与加厚节点对接组焊：主弦杆采用卧拼工艺，采用tekla模型软件，将主弦杆沿水平方向旋转90°生成x.y.z空间坐标数据，根据生成的坐标数据，在制作平台上画出节点位置的坐标控制点，采用专用胎架定位板搭设胎架，先将若干个主弦杆与加厚节点对接成一根整体弦杆，每个对接口加放2 mm焊缝收缩量，使主弦杆与加厚节点的上下翼缘板中心线对齐相交，对接口错边量不大于1/10板厚且不大于2.0mm；

9、s3、整体预拼：采用全站仪划出网状桁架的控制坐标点后搭设胎架，将组焊完成的整体弦杆按照地面控制坐标点定位于胎架上；

10、s4、根据地面坐标控制网，依次安装并焊接次弦杆，安装时使同一轴线上多件次弦杆通过节点连接时在同一直线上；

11、s5、安装环形封边梁：根据胎架定位坐标，将封边梁底板在胎架上定位，然后根据封边梁底板的线型安装封边梁两侧腹板，封边梁两侧腹板安装均铅锤于大地，坡口朝向外侧，最后组装封边梁顶板；

12、s6、将一组箱型截面立柱均匀组焊在曲面天窗顶的下部。

13、本发明的步骤s1中，将相同截面、板厚、不同长度的梯形截面杆件根据原材料长度合并组焊。

14、本发明的步骤s2中主弦杆对接口采用一级熔透焊缝，焊接时先焊上下翼缘板，再焊两侧腹板对称焊接。

15、本发明的步骤s2中，梯形截面杆件主焊缝焊接完成后对梯形截面杆件进行直线度矫正，再用拉线和钢尺检查矫正后的梯形截面杆件旁弯变形≤3.0mm，最后根据梯形截面杆件的实际长度、相贯口形状进行下料切割。

16、与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

17、1）本发明采用专用胎架m组焊半成品梯形截面杆件，使杆件的截面形状、尺寸满足安装要求，其制作方法简单、保障施工精度、也便于成型；

18、2）本发明的施工方法中采用的按序拼焊，使曲面天窗架制作过程有效控制了对接和焊接变形，控制线型及截面尺寸，提高施工效率，使成形后的曲面天窗架兼具观赏性；

19、3）本发明施工中将每根主弦杆侧翻90°生成空间坐标，根据生成的坐标数据，在钢平台上放出节点位置的坐标控制点，同进采用全站仪划出网状桁架的控制坐标点后搭设胎架，有效控制杆件曲面线型及截面尺寸，提高了成形后的曲面天窗架的质量、安全性，使其采光兼具观赏性。

技术特征：

1.一种钢结构曲面天窗架及其施工方法，其特征在于，所述曲面天窗架为曲面天窗顶和组焊在曲面天窗顶下部的一组箱型截面立柱（1）组成的桁架结构；

2.根据权利要求1所述的一种钢结构曲面天窗架及其施工方法，其特征在于：步骤s1中，将相同截面、板厚、不同长度的梯形截面杆件根据原材料长度合并组焊。

3.根据权利要求1所述的一种钢结构曲面天窗架及其施工方法，其特征在于：步骤s2中主弦杆对接口采用一级熔透焊缝，焊接时先焊上下翼缘板，再焊两侧腹板对称焊接。

4.根据权利要求1~3任一项所述的一种钢结构曲面天窗架及其施工方法，其特征在于：步骤s2中，梯形截面杆件主焊缝焊接完成后对梯形截面杆件进行直线度矫正，再用拉线和钢尺检查矫正后的梯形截面杆件旁弯变形≤3.0mm，最后根据梯形截面杆件的实际长度、相贯口形状进行下料切割。

技术总结本发明公开了一种钢结构曲面天窗架及其施工方法，所述曲面天窗架为曲面天窗顶和组焊在曲面天窗顶下部的箱型截面立柱（1）组成的桁架结构；所述曲面天窗顶由若干个梯形截面杆件通过若干个节点（2）组焊成的网状结构和组焊在所述曲面天窗顶外围的环形封边梁（3）组成；所述梯形截面杆件包括两端截面均为梯形的主弦杆（4）、加厚节点（5）、次弦杆件（6）；其施工方法包括组焊半成品梯形截面杆件、主弦杆与加厚节点对接组焊、整体预拼、根据地样坐标控制网依次安装次弦杆、安装环形封边梁、安装箱型截面立柱；本发明的制作方法简单、施工精度高、兼具采光和观赏性，本发明采用的按序拼焊有效控制了对接和焊接变形，提高了施工质量和施工效率。技术研发人员：蒋谦,顾忠文,胡相伟,陶实,刘超,周成锁,张桂贤,康军,王维佑,马继良,代荣娇,沐川,王咏敬,徐忠飞,卜树森受保护的技术使用者：云南建投钢结构股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/21