《可移動金屬拱形屋面設計與施工》田正宏-學術論文-拱形波紋鋼屋蓋工程施工
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    《可移動金屬拱形屋面設計與施工》田正宏

    拱形屋頂廠家 2019-07-20 14:51:45 學術論文 1158 ℃ 0 評論

    論文標題:可移動金屬拱形屋面設計與施工

    田正宏(河海大學水利水電學院,江蘇南京,210098)

    陳穎(南京市園林規劃設計院,江蘇南京,21002)

    朱嘉亮(南京鐵路勘察設計院,江蘇南京,210028)

    [中圖分類號]TU7581;TU391[文獻標識碼]A[文章編號]1002-8498(2003)110021-01

    南京某金屬貿易公司為滿足管材中轉的需求,要求在裝卸作業場內(有1臺25m跨的龍門吊)建造1座90m×12.8m的可靈活啟閉屋面的中轉庫。筆者和相關設計施工單位合作,成功設計和施工了移動金屬屋面形式中轉庫(見圖1)。該庫建成使用1年來,完全滿足使用要求,取得了良好的經濟效益。該結構形式充分利用金屬拱形波紋屋面自重輕、結構薄、跨度大的特點,將90m長庫房屋面分成5個內外可疊合移動的拱形屋面單元,并分別配以慢速卷揚機鋼絲繩牽引系統,任意自由開合,大大方便了龍門吊裝卸工作,減少了二次倒運。

    一、設計要點

    1.1屋面設計

    將屋蓋系統分成5個等長高低跨單元,每單元長18.6m(0.6m為疊合部分寬度),內跨跨度12.0m,外跨跨度12.8m。由于采用梯形金屬拱形波紋屋面,無須屋架,拱形結構層厚度只有163mm(屋蓋采用GX238梯形斷面),考慮到單元屋蓋的跨邊剛度差,在每跨邊增加1福160mm×360mm拱形小桁架嵌入屋面結構以增強單元剛度,合計單層屋蓋層總厚度為380mm。


    1.2導槽、導梁設計

    為滿足高低跨單元每跨能自由向左、右(山墻邊跨除外)各打開1跨計55.2m長,在邊柱上設通長高低導槽。高跨導槽設于柱頂(標高4.25m),低跨導槽設于柱內側鋼牛腿上(標高3.75m),如圖2、3所示。每跨間導槽內設可拆卸式限位塊。導槽采用2[12及5mm鋼襯板組合而成,內嵌120mm×120mm×3.5mm方管導梁,支承和固定屋面結構,導梁單元長18.6m,其上安裝底部、側面滑輪組。


    1.3動力牽引裝置

    設計采用2組4臺20kN同步聯動卷揚機作牽引動力,通過定滑輪組和中11mm(6×37)鋼絲繩組牽引每跨單元的導梁端部。鋼絲繩布置在導槽內,為避免鋼絲繩交叉和受卡,采用活動卡鉤設計,任意牽引每跨單元導梁(見圖4)。

    二、施工要點

    2.1屋面結構

    拱形屋面為柔性結構屋面,按《壓型鋼板拱形屋蓋結構應用暫行規定》(中建金99-036)驗收要求,屋脊線與結構中心線偏差及屋脊線縱向10m高低偏差均不超過5%g本結構的高低跨屋面疊合時,內外屋面間隙只有80mm,若要保證屋面開合自如,則屋脊線與結構中心線偏差及屋脊線縱向10m高低偏差不能超過3%‰因此施工難度較大。為此,施工過程中嚴格控制單元板下料長度和壓板弧度半徑,誤差≤士2mm,組板地面咬接采取輔助定位架,屋面吊裝組合采用拉通線、定限位標志、用經緯儀矯正屋脊線等方法,最終使屋脊線與結構中心線偏差及縱向通長屋脊線高低偏差均不超過30mm,高低跨開合自如。

    2.2導槽及導梁

    高低跨雙導槽及導梁采用工廠制作,現場焊接拼裝。由于導槽及導梁的平直度要求高(設計要求尺寸誤差、平直度誤差不超過士5mm),施工中采用對稱分段施焊、千斤頂手動矯正、焊后火焰矯正等工序,確保了導槽及導梁的平直度。為保證導槽、滑輪防銹和減少摩阻,導槽施工完畢后內側滿刷潤滑油1遍。


    2.3牽引裝置

    4部卷揚機分別安裝在⑦、①軸附近,為滿足業主生產安全要求,安裝調試施工中,將原廠家生產的慢速卷揚機調速降至15m min,同時考慮當動力牽引裝置故障時不影響移動屋面,增加了手動扳手裝置。牽引鋼絲繩組從室內卷揚機經轉向滑輪伸入導槽,為避免卡輪,將進出導槽鋼絲繩導向輪安裝于導槽側翼底部。


    三、體會

    3.1應用前景

    可移動金屬屋面能廣泛應用于港口、碼頭、貨場、物流倉儲、轉運站、油漆、烘房等場所,可減少二次倒運和貨物損壞,提高裝卸、儲存效率;同時該結構形式較簡單,造價經濟,約450元㎡(含所有建筑、結構、設備費用)。


    3.2需改進問題

    (1)導槽導梁系統仍需簡化,以方便施工和運行;對于大跨度(如30m以上)如何控制屋蓋剛度而又不過多增加屋面結構厚度,還需研究新的設計施工措施??缍容^小的屋蓋,可采用單元板高度為178、238mm的梯形斷面形式;跨度較大的屋蓋,則可采用單元板高度為238mm的U形斷面形式或高度為270mm的梯形斷面形式。


    (2)由于金屬拱形屋蓋對邊梁和柱有一定的推力,且屋蓋的水平推力與屋蓋受荷工況(自重、風雪、積灰)密切相關,若跨度較大結構或屋蓋荷載組合較大,采用型鋼、組合型鋼作邊側柱或邊側柱檐口較高,則對柱梁結構不利。由于拱形屋蓋內部空間開闊,無梁無橡,設計時可充分降低檐口高度或考慮采用混凝土梁柱結構、鋼管混凝土等形式,以及在柱頂適當增設拉筋或拉桿,可有效提高該結構形式的安全性和經濟性。


    參考文獻:

    [1]沈祖炎.鋼結構制作安裝手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,1998


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    Tags:拱形屋頂倉間罩棚拱形屋面金屬波紋鋼屋蓋拱形波紋鋼屋蓋結構拱形波紋鋼屋蓋拱殼屋頂拱形波紋屋蓋結構鋼結構工程施工拱型波紋鋼屋蓋拱形屋頂工程案例拱形屋

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