某复杂造型曲面网架混凝土屋面施工研究

第２９卷第６期　Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．６　２００８　青岛理工大学学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｑｉｎｇｄａｏ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　某复杂造型曲面网架混凝土屋面施工研究　张容良，管　军，曲　翔　（青建集团股份公司，青岛２６６０７１）　摘要：针对日益增多的不规则曲面造型屋面工程的成型问题，介绍了某复杂造型曲面网架混凝土屋面施工　的方案选择和主要结构层的工艺流程，给出了解决复杂造型屋面施工的方案．利用钢网架勾勒出波形屋面的　大体轮廓，然后在其上铺设ＡＬＣ屋面板，最后依次铺设找坡层等各层．实践证明，该施工方案解决了过去因　模板支撑带来的支撑费用高、标高难于控制、成型质量差等问题．　关键词：波形屋面；复杂造型；施工；ＡＩ　屋面板；轻型钢网架　中图分类号：ＴＵ７６５　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７３－４６０２（２Ｏ０８）Ｏ６一Ｏ１０７—０３　Ｓｏｍｅ　Ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　Ｃｕｒｖｅｄ　Ｎｅｔｔｉｎｇ　Ｒｏｏｆｉｎｇ　ｗｉｔｈ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｒｏｏｆｉｎｇ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ＺＨＡＮＧ　Ｒｏｎｇ－ｌｉａｎｇ，ＧＵＡＮ　Ｊｕｎ，ＱＵ　Ｘｉａｎｇ　（Ｑｉｎｇｄａｏ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｑｉｎｇｄａｏ　２６６０７１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｆｏｒ　ｉｒｒｅｇｕｌａｒ　ｃｕｒｖｅｄ　ｒｏｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ，　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｈｏｉｃｅ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｌａｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｃｕｒｖｅｄ　ｎｅｔ—　ｔｉｎｇ　ｒｏｏｆｉｎｇ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｓｈｅａｆ．Ｉｔ　ａｌｓｏ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ＳＯ—　ｌｕｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｒｏｏｆ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｔｏ　ｓｋｅｔｃｈ　ｔｈｅ　ｏｕｔｌｉｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗａｖｅ－ｒｏｏｆｉｎｇ　ｂｙ　ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ　ｗｉｒｅ　ｆｒａｍｅ，ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｔｏ　ｌａｙ　ＡＬＣ　ｒｏｏｆ　ｂｏａｒｄ　ｏｎ　ｗｉｒｅ　ｆｒａｍｅ。ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｌａｙ　ｓｌｏｐｅ　ｔｒｏｗｅｌｉｎｇ　ｌａｙｅｒ，ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ　ｌａｙｅｒ　ｅｔｃ．Ｔｈｉｓ　ｐｒｏｊ　ｅｃｔ　ｓｏｌｖｅｓ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｃｏｓｔ，ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ　ｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｌｅｖａｔｉｏｎｓ，ａｎｄ　ｗｅａｋ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｆｏｒ　ｆｏｒｍｗｏｒｋ　ｓｕｐｐｏｒｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗａｖｅ－ｒｏｏｆｉｎｇ；ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ＡＬＣ　ｒｏｏｆ　ｂｏａｒｄ；ｗｉｒｅ　ｆｒａｍｅ　１工程概况　现代艺术中心工程位于青岛市石老人海水浴场西侧，雕塑馆东侧，三面环海，建筑总面积５２　４６７　ｍ　．　本工程地下１层，地上２层，为框架一剪力墙结构．工程按使用功能分为艺术表演剧场、艺术天赋发展中　心、艺术休闲展示中心３部分．　艺术休闲展示中心屋面为不规则波形屋面（见图１），平均宽度约２８　ｍ，屋面造型复杂，为不规则波浪　形多曲线混凝土屋面板，板面起伏较大，最高点ｌ６．８　ｍ、最低点６．０　ｍ．板面采用网格点定位，网格点为２　ｍＸ２　ｍ．本工程波形屋面采用以钢网架为基层的ＡＬＣ屋面板，屋面板上做保温层、找平层、防水层等．　收稿日期：２ＯＯ８一Ｏ９—１５　作者简介：张容良（１９８３一　），男，山东费县人．助理工程师，研究方向：复杂造型混凝土屋面施工．Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｒｏｎｇｌｌ１３０＠１６３．ｃｏｒｎ．　青岛理工大学学报　第２９卷　２结构特点及施工难点　本工程的结构特点为：屋面造型复杂、不规则、随意性较　大，整个屋面给人感觉呈流动的波浪形，动感十足；整个屋面　起伏较大，相邻两点标高差异大．　由于该工程具有以上结构特点，决定了其施工的主要技　术难点为：①屋面造型复杂、不规则、随意性较大，因此整个屋　面各网格点的空间标高控制难度较大＿１　；②屋面起伏较大，用　ＡＬＣ屋面板安装后折角较多，拼缝处的板材破损率较大，且　整个屋面的顺滑度难以保证；③屋面相邻点的标高差异大，坡　图１曲面网架混凝土屋面　度大，不同于平屋面和普通的坡屋面，施工现场的安全文明施工不容忽视；④建筑面层做法中的保温层、找　平层、防水保护层等厚度的控制难度大，且防水保护层中的防裂钢丝网的固定也是一个难题．　３施工方案的选择　３．１基本骨架部分的选择　因本工程设计屋面形状为不规则的波浪形屋面，板面起伏较大、形状多变，因此基本骨架部分采用的　方案为：利用轻型钢网架结构勾勒出最初的波浪线条，然后在其上焊接钢檩条作为龙骨，然后在此龙骨上　铺设轻质ＡＬＣ屋面板，形成大体的波浪形曲面．最初的设计是采用混凝土结构作为基本骨架，本工程采　用的方案与传统的混凝土屋面比较见表１．　表１可供选择方案的优缺点分析　根据表１的分析得出以下结论：轻型钢网架ＡＩ　Ｃ板屋面方案更适宜本工程．ＡＬＣ即蒸压轻质加气混　凝土板（Ａｕｔｏｃｌａｖｅｄ　Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ），是以硅砂、水泥、石灰为主要原料，由经过防锈处理的钢筋增　强强度，经过高温、高压、蒸汽养护而成的多气孔混凝土制品．ＡＩ　Ｃ技术于１９３４年诞生于瑞典，２Ｏ世纪６Ｏ　年代初传入亚洲，并被广泛应用．其特点是：比重小，只有普通混凝土的１／５；隔热性能好，导热系数为　ｏ．１１，是普通混凝土的１／１０；此外，ＡＬＣ板还具有良好的隔音性、抗震性，且是无放射性的绿色环保建材．　３．２找坡层、保温层、找平层等的选用　铺设完ＡＩ　Ｃ屋面板后，整个屋面的折角较多，因此采用１：８水泥珍珠岩作为找坡层，方便找坡，且兼　具保温的功能．因聚苯板、挤塑苯板等板材无法满足波浪形屋面的施工要求，所以，保温层采用可现场搅拌　的聚苯保温颗粒．　４施工工艺　４．１工艺流程　在混凝土柱体上浇筑混凝土波形环梁，并预留埋件一在内、外环梁及中柱的预埋件上焊接钢网架支座　一以各支座为起点安装螺栓球及杆件一在钢网架上焊接主、次龙骨，并将牵ｌ２钩头螺栓固定在主、次龙骨　上一现场切割ＡＬＣ板材并用物料提升机将ＡＩ　板材提升到屋面一在板上画出打眼的位置一打眼、清孔　一屋面板就位一拧紧螺栓及螺杆一嵌ＡＩ　Ｃ板面八字缝一修补破损板面　第６期　张容良，等：某复杂造型曲面网架混凝土屋面施工研究　Ｊ０９　进行完以上工序并经各方验收合格后可进行屋面保温等后续工序．　４．２钢网架的施工工艺　支撑整个屋面的分别为内环柱、中环柱、外环柱，在内、外环柱上增加环梁并在梁侧和梁顶预留埋件，　中柱上不再浇筑环梁，只在其上预留埋件．待环梁混凝土强度达到要求后，以中环柱为起点，在其上的预埋　件上焊接钢网架支座，以钢网架支座为支点安装钢网架螺栓球及杆件ｒ２］．　４．３　ＡＬＣ屋面板的施工工艺　（１）在钢网架球上焊接托架，根据屋面结构造型确定ＡＬＣ板安装所需适宜标高进行现场放样，以确　定托架高．　（２）在托架上焊接檩条，并在檩条上焊接直径１２　ｍｍ螺杆，螺杆与龙骨焊接长度以６Ｏ　ｍｍ为宜，螺杆　间距以３００　ｍｍ为宜且应与ＡＩ　板宽度尺寸匹配，ＡＬＣ板宽度小于３００　ｍｍ时，可将螺杆置于中间位置；　宽度大于３００　ｍｍ时，每板可布置２只螺杆固定口］（见图２）．　（３）宜先安装阴角、阳角部位　屋面板，再安装其他部位屋面板．　（４）按已焊接好的螺杆间距　在ＡＬＣ板上打眼，螺杆通过　ＡＬＣ板孔并用螺帽将其拧紧固　定牢固．　（５）清除板面拼缝处浮尘，洒　水湿润，用１：３水泥砂浆（掺入　图２　ＡＬＣ板安装节点　水泥用量１０　９／６的８０１胶）将板缝　嵌实填平．　ＡＬＣ屋面板　（６）屋面天窗部位在屋面板　／　～　１２钩头螺栓　Ｍｌ２钩头螺栓　／　Ｉ　上开洞后，采用５０　ｍｍ×６　ｍｍ　　Ｉ１．ｉ　、　ｊ　—　角钢按图３处理　］．　天窗四周角｛　框　４．４找坡层、保温层、找平层、防　水层、面层的施工工艺　图３屋面板在天窗部位开洞的加固处理　波形屋面设计给定标高控制　为２　ｍ左右的网格线，以网架屋面板基层标高为基础，以波形起伏的相应最高点和最低点为控制点，并在　屋面板上制作灰饼，用１：８水泥珍珠岩将ＡＬＣ板材问的折角找出坡度，做到屋面曲线的顺滑、流畅．然后　依照找坡层的坡度，依次铺设保温层、找平层、防水层、面层　］．　依照以上做法施工完毕后，一次成型率高，且成型后观感质量良好．由轻型钢网架及ＡＬＣ屋面板组　成的基本骨架大大节省了整个屋面的支撑体系和大量的人工及材料，且成型后整个屋面充满强烈的现代　气息．做完面层后的屋面曲面顺滑、自然流畅，整个屋面犹如一组跌宕起伏的波浪，成型质量良好ｌ６］．　５　结束语　随着复杂形状屋面工程应用的逐年增多，其定位成型问题成为影响施工质量的技术难点．笔者介绍了　某复杂造型曲面网架混凝土屋面施工的方案，施工方法简单，且采用了绿色环保材料．施工完毕后，一次成　型率达到１００　，收到了良好的质量效益和经济效益，成功指导了施工实践，可供类似工程参考．　（下转第１３０页）　１３０　青岛理工大学学报　第２９卷　４结束语　笔者设计并实现的ＩＣ卡小件寄存管理系统使用方便、安全可靠．既减轻了管理人员的劳动强度，提高　了综合管理水平和效率，能够及时准确地统计每个小件寄存各个时段的营运情况，又做到了收费准确合　理．本系统已应用在南京机场、济南机场、青岛机场、济南火车站、青岛汽车站等场所，还可以推广到其他服　务领域使用．　参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：　［１］王卓人，邓晋钧，刘宗祥．Ｉｃ卡的技术与应用［Ｍ］．北京：电子工业出版社，１９９９．　ＷＡＮＧ　Ｚｈｕｏ－ｒｅｎ，ＤＥＮＧ　Ｊｉｎ—ｊｕｎ，ＬＩＵ　Ｚｏｎｇ－ｘｉａｎｇ．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＩＣ　ＣａｒｄＦＭ］．Ｂａｉｊｉｎｇ：Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　Ｈｏｕｓｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｅ—　ｔｒｏｎｉｅｓ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，１９９９．　［２］盛建伦，张成．松耦合自动检测系统［Ｊ］．微计算机信息，２０００（３）：７０—７１，７３．　ＳＨＥＮＧ　Ｊｉａｎ－ｌｕｎ．ＺＨＡＮＧ　Ｃｈｅｎｇ．Ｔｈｅ　Ｉｘ）ｏｓｅｌｙ－Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｃｏｎｔｒｏｌ　８Ｌ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０００（３）：７０—７１，　７３．　Ｅ３］盛建伦，郭立智．自适应软件开发及其应用［Ｊ］．青岛建筑工程学院学报，２００５，２６（１）：５－８．　ＳＨＥＮＧ　Ｊｉａｎ—ｌｕｎ，ＧＵＯ　Ｌｉ—ｚｈｉ．Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｔｓ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｑｉｎｇｄａｏ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００５，２６（１）：５－８．　［４］ｉｓｏ　７８１６～４—２００５，Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｃａｒｄｓ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｃａｒｄｓ　Ｐａｒｔ　４　Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ，Ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ａｎｄ　Ｃｏｍｍａｎｄｓ　ｆｏｒ　Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ－Ｓｅｃｏｎｄ　Ｅｄｉｔｉｏｎ［－Ｓ］．　［５］李桂芝，王伟，杨根兴．基于１ｃ卡的机房管理系统的设计ＬＪ］．北京机械工业学院学报，２００４，１９（１）：３３—３７．　ＩＪ　Ｇｕｉ—ｚｈｉ，ＷＡＮＧ　Ｗｅｉ，ＹＡＮＧ　Ｇｅｎ－ｘｉｎｇ．Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｏＣｍｐｕｔｅｒ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＩＣ　Ｃａｒｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｂｅｉ—　ｊｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，２００４，１９（１）：３３—３７．　［６］辛玉青．基于指纹Ｉｃ卡的驾驶培训管理系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