摘要:大跨钢屋盖采用平面桁架结构体系,根据屋面起伏分6个单元,并与飘带结构连为整体。①大跨钢结构施工完成后,金属屋面系统仍有大量支承部件需高空散装;②专业间信息不畅,错漏碰缺问题频繁;③需大跨钢结构施工完成、整体卸载后再系统施工金属屋面,专业间等待周期长、闭水时间晚。大跨钢结构-金属屋面同步穿插一体化施工...
编者注
体育文化和会展建筑作为城市文化的重要载体,已成为衡量一个城市开放程度、活力和发展潜力的重要标志之一。 为推动该类建筑高质量发展,提高绿色化、工业化、数字化建设水平,“建筑科技”公众号将以形式分享近年来典型项目的技术创新与应用《建筑·城市活力地标》栏目。
项目概况
绍兴国际会展中心一期B区项目是浙江省重点工程。 是绍兴市投资最大、在建工程量最大的公共建设项目。 占地面积12.38万平方米,总建筑面积约17.35万平方米。 主要由一号展厅、二号多功能展厅、展览馆、会议中心等组成。
1号馆地上总建筑面积48000平方米。 展厅的建筑方案融合了绍兴水乡建筑连续、错落的屋顶元素。 6个类似单元的屋顶由东向西倾斜,有节奏地交错。 屋面坡度9.5%,垂直错高6m,如图1所示。
鸟瞰图
b 内部视角
图11 展厅
钢结构和金属屋顶概述
1号展厅主体采用全钢结构,辅室为多层钢框架,辅室及展厅均采用大跨度钢屋盖,飘带为倒圆锥形空间网络结构。 主体总用钢量约1.5万吨,采用TPO+。 立缝铝镁锰板双层防水金属屋面,总面积约4.2万平方米(见图2)。
图21 展厅纵剖面图
大跨度钢屋盖采用平面桁架结构体系,根据屋面起伏分为六个单元,整体采用带状结构连接。 (见图 3 和 4)。
图31 展厅钢结构整体效果
图41 展厅钢结构布置图
金属屋面系统采用底板-檩条分离承重结构。 底板采用1.2mm厚钢承板,穿孔率25%钢结构檩条设计,跨度4。5m。 它直接放置在钢屋顶次梁的上表面。 1号馆金属屋顶标准结构如图5所示。
图51 展厅金属屋面标准结构
项目实施特点
1)1号展厅采用富有节奏感的交错屋顶造型,无柱跨度72m。 形状不规则,钢结构和屋面系统施工难度大。
2)项目采用EPC模式,总工期720天,要求1号馆当年开工并投入使用。 工程量包括15000吨钢结构、42000平方米金属屋面、3180m机电管沟等,工期极其紧张。 。
3)传统模式下,钢结构与金属屋面专业一体化施工水平较低,存在以下问题:①大跨度钢结构施工完成后,仍存在大量需要高空批量组装的金属屋面系统支撑部件; ② 专业人士之间信息不畅,错误、泄密时有发生; ③大跨度钢结构施工需完成,整体卸荷后即可系统施工金属屋面。 专业人员之间等待时间长,闭水时间晚。
1号馆总体建设思路
根据项目特点,1号展厅采用大小流线结合、专业组团交叉的思路,组织由东向西穿插的流线建设(见图6)。
图61 展厅:各专业穿插建设
大跨度钢结构-金属屋面系统协同深化
钢结构-金属屋面系统协同深化是由钢结构-金属屋面系统深化设计团队在BIM软件中进行,实现两个专业LOD400精密BIM模型的实时集成,统一两个专业界面。 操作步骤及要点如下: ① 钢结构-金属屋面专业人士联合组成深入设计团队,采用Tekla Structures多工作模式进行协同建模; ②协同建模过程中,利用BIM软件可视化和碰撞检测功能,排查系统之间的错误和遗漏,如果出现问题钢结构檩条设计,提前解决。
大跨度钢结构-金属屋面系统协同加工
本项目金属屋面系统包括6468根檩条支撑和楼板支撑。 为了提高工作效率,在深化协作的基础上,利用BIM软件按需组装构件,将金属屋面系统支撑构件虚拟焊接到屋面大跨钢结构上。 生成屋顶系统支撑组件和钢结构组件集成的详细加工图纸。 在钢结构制造工厂一体化加工完成后,运至现场进行一体化吊装(见图7)。
图7 钢结构-屋面系统支撑构件一体化加工示意图
大跨度钢结构-金属屋面同步穿插一体化施工
其技术实现步骤如下:
1)将展厅屋顶分为6个单元,采用分段吊装方式,由东向西依次施工。 钢结构分段部位采用临时支撑系统。 当1号机组大跨钢结构满焊后,2号机组临时支撑及1、2号机组边界保持不变,1号机组内部临时支撑卸荷。 卸荷后,1~2号机组钢结构与保留的临时支撑形成新的平衡。 系统,此时1单元金属屋顶底板开始插入建筑中(见图8)。
图8 大跨度钢结构半成型状态分步卸载1
2)2号机组大跨钢结构全焊后,3号机组临时支撑及2、3号机组边界保持不变,2号机组内部临时支撑卸荷。 卸载后,1~3号单元钢结构与保留的临时支撑形成新结构。 平衡的系统。 此时,2号机组金属屋面底板开始插入施工,1号机组金属屋面开始铺装结构层(见图9)。
图9 大跨钢结构半成型状态梯卸2
3)3~6号单元钢结构按上述步骤完全焊接后,保留本单元与下单元边界处的临时支撑,逐级逐步卸载各单元。 卸货后,金属屋面系统将插入建筑中,与大跨度钢结构建筑连接,形成流水。
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绍兴国际会展中心异形大跨钢结构-金属屋面一体化施工(全文发表于《建筑技术(中英文)》2022年第11期)