吊頂反向支撐體系結構的設計安裝一體化方法與流程
2023-05-06 21:40:37
本申請為申請號：201510617371.9；申請日：2015-09-24；發明名稱：「組合裝配式吊頂反向支撐體系結構及設計安裝一體化方法」的分案申請。
本發明涉及裝置裝潢領域，具體地說，是一種吊頂反向支撐體系結構的設計安裝一體化方法。
背景技術：
大空間的公共建築如禮堂、劇場、宴會廳、大堂、會議廳等有個共同的特點就是高度高、跨度大、吊杆較長、吊頂內設備管線較多等，這不但給吊頂施工帶來很大難度，同時頂棚在受到向上的推力或負風壓的作用下，由於吊筋長細比過大，就會產生一定的彎曲變形，從而導致整個吊頂系統向上或橫向變形，致使吊頂表面破壞,造成質量事故，留下安全隱患。《建築裝飾裝修工程質量驗收規範》gb50210—2001第六章吊頂工程6.1.11條規定：當吊杆長度大於1.5m時，應設置反支撐。當前裝飾設計和施工單位對吊頂反向支撐的設置思路不清晰，設計與施工普遍不合理，易造成吊頂變形、開裂或用鋼量過大造成浪費。傳統的吊頂反向支撐施工採用高空焊接的連接方式，施工耗時長焊接質量不易保證且效率低，又存在火災隱患。
技術實現要素：
本發明針對上述現有技術存在的不足，設計了一種吊頂反向支撐體系結構的設計安裝一體化方法。
本發明的吊頂反向支撐體系結構的設計安裝一體化方法，吊頂反向支撐體系結構包括呈矩陣排列的多個反支撐架，所述反支撐架底部都安裝有連接架，相鄰連接架之間都安裝有水平支撐杆。
所述反支撐架包括連接角碼、反支撐杆，所述連接角碼固裝在混凝土固件上，所述反支撐杆頂端與連接角碼固接。
所述連接架包括底板，所述底板中心垂直設置有安裝杆，所述安裝杆與反支撐杆底端相連，所述底板四角設置的連接孔與對應水平支撐杆的端部通過螺栓相連。
所述連接角碼、反支撐杆、安裝杆和水平支撐杆都為角鋼。
所述的連接角碼包括相互垂直的固定板和連接板。
所述反支撐杆包括相互垂直的兩個側板，其中一個側板頂部的外壁與連接板內表面焊接連接，兩個側板的上邊緣都與固定板焊接連接。
所述安裝杆包括相互垂直的兩個安裝板，側板與對應安裝板板面接觸，並通過螺栓固定連接。
所述水平支撐杆包括相互垂直的兩個支撐板，支撐板與底板的連接孔通過螺栓相連。
具體包括如下步驟：
(1)確定設計載荷：選取施工所在地的基本風壓，將建築特徵數據輸入到流體動力學軟體中，建立仿真模型，然後將基本風壓輸入到流體動力學軟體中，模擬室內外風壓力環境，得到吊頂完成面所受風最大壓力值。
(2)反向支撐體系選型：將多個反向支撐體系的結構數據輸入到有限元分析軟體中，通過有限元分析軟體模擬出各個反向支撐體系的支撐力數據，選取支撐力數據大於吊頂完成面所受風最大壓力值的反向支撐體系。
(3)造價評估：根據上述步驟選出的反向支撐體系的結構數據，計算出各個反向支撐體系的造價，選取造價最低的反向支撐體系作為最終定型。
(4)取料安裝：根據最終定型的反向支撐體系的結構數據，先在屋頂安裝反支撐架，然後在反支撐架上安裝連接架，接著在連接架之間安裝水平支撐杆，最後在水平支撐架上安裝吊杆，在吊杆上安裝龍骨，龍骨上安裝吊頂面板。
其中，所述的結構數據包括反支撐架的間距x、材料y和長度z；所述的x為90cm、100cm、110cm、120cm；所述的y為3號角鋼、4號角鋼、5號角鋼；所述的z＝h-b-d。
其中，所述的h為室內淨高度，所述的b為吊頂設計完成標高，所述的d為吊杆長度及龍骨面層的厚度之和，所述的d為30～50cm中的整數長度。
優選的是，所述連接孔為槽孔，都指向底板的中心。
優選的是，所述連接架上豎直安裝有吊杆，吊杆穿過連接架的底板和水平支撐杆的支撐板，所述水平支撐杆上設置有多個吊杆安裝孔。
本發明的有益效果是：吊頂反向支撐體系結構的設計安裝一體化方法通過風壓模擬、載荷模擬，得出符合強度要求的反向支撐體系，並得出造價最經濟的選型，保證了吊頂的強度要求，最大程度的節省了材料成本，也降低了施工難度，節省了人工成本。
吊頂反向支撐體系結構的連接角碼和反支撐杆組成直接作為反支撐架，通過膨脹螺栓與混凝土固件連接，而連接架通過螺栓安裝在反支撐架上，相鄰連接架之間搭接水平支撐杆，即可完成整個反支撐體系的搭建，通過反支撐架和水平支撐杆上的吊杆即可吊裝吊頂的龍骨，完成整個吊頂的搭建，整個反支撐體系受力清晰明確，易於進行設計，強度、剛度、穩定性滿足要求，避免了頂棚橫向豎向變形開裂，保證了吊頂質量，同時可大大節約鋼材的使用量，零部件可在地面加工、空中裝配，方便快捷，節省工期，同時避免高空焊接作業，保證施工質量，減少火災隱患。
連接角碼、反支撐杆、安裝杆和水平支撐杆都採用角鋼，取材容易，便於零部件的加工，反支撐杆端部邊緣以及側面都與連接角碼焊接，使製成的反支撐架整體結構強度高，而反支撐杆的側板與連接架安裝杆的安裝板緊密接觸和連接，兩者的連接強度也較高，且不容易發生相對的擺動，進一步提高了整個反支撐體系的結構強度。連接孔為槽孔，且利用正方形的斜邊作為調整的方向，節省了鋼板的用量，安裝時便於調節位置，提高了裝配適應性，而且都指向中心，使水平支撐杆安裝後的排列更加整齊，整個體系受力更加均勻，避免頂棚變形開裂。吊杆穿過連接架的底板和水平支撐杆的支撐板，提高了兩者的連接強度，由起到吊裝龍骨的作用，節省了連接螺栓，降低了成本。
附圖說明
附圖1為吊頂反向支撐體系結構的整體結構示意圖；
附圖2為吊頂反向支撐體系結構中反支撐架的結構示意圖；
附圖3為吊頂反向支撐體系結構中連接架部分的結構示意圖。
具體實施方式
為了能進一步了解本發明的結構、特徵及其它目的，現結合所附較佳實施例詳細說明如下，所說明的較佳實施例僅用於說明本發明的技術方案，並非限定本發明。
本發明的具體實施方式如下：
如圖1所示，該吊頂反向支撐體系結構的設計安裝一體化方法，吊頂反向支撐體系結構包括呈矩陣排列的多個反支撐架1，反支撐架1底部都安裝有連接架2，相鄰連接架2之間都安裝有水平支撐杆3。
反支撐架1包括連接角碼11、反支撐杆12。
連接角碼11固裝在混凝土固件4上，反支撐杆12頂端與連接角碼11固接。
連接架2包括底板21，底板21中心垂直設置有安裝杆22。
安裝杆22與反支撐杆12底端相連。
底板21四角設置的連接孔23與對應水平支撐杆3的端部通過螺栓相連。
連接架2上豎直安裝有吊杆13，吊杆13穿過連接架2的底板21和水平支撐杆3的支撐板9，位於連接孔23和支撐板9設置的安裝孔中，水平支撐杆3上設置有多個吊杆安裝孔，吊杆安裝孔內也安裝吊杆，通過吊杆吊裝吊頂的龍骨，完成整個吊頂的搭建。
反支撐架1、連接架2和水平支撐杆3組裝成的反向支撐體系，形成一個矩形排列的框架，受力清晰明確，避免了頂棚橫向豎向變形開裂，而且結構清晰，便於針對房屋結構進行設計。反支撐架1、連接架2和水平支撐杆3等零部件可在地面加工，然後空中裝配，方便快捷，節省工期，避免原焊接裝配容易有火星掉落，防止因此造成火災。
當反向支撐體系在房頂側牆處時，反向支撐架1的連接角碼11和反支撐杆12可根據需要呈鈍角，從側斜上方支撐連接架2和連接架2上的水平支撐杆3，節省鋼材用量，並增強橫向穩定性。
如圖2和3所示，連接角碼11、反支撐杆12、安裝杆22和水平支撐杆3都為角鋼，取材容易，便於零部件的加工。
連接角碼11包括相互垂直的固定板5和連接板6，固定板5通過螺栓孔和膨脹螺栓連接混凝土固件4、
反支撐杆12包括相互垂直的兩個側板7，其中一個側板7頂部的外壁與連接板6內表面焊接連接，兩個側板7的上邊緣都與固定板5焊接連接，焊接連接的連接面積大，使整個反支撐架1整體的結構強度高，支撐強度大。
安裝杆22包括相互垂直的兩個安裝板8，安裝杆22和反支撐杆12角鋼的彎折處對齊，側板7與對應安裝板8板面接觸，通過螺栓固定連接，使安裝杆22與反支撐杆12之間固定後不會發生擺動，提高連接強度和穩定性。
水平支撐杆3包括相互垂直的兩個支撐板9，支撐板9與底板21的連接孔23通過螺栓相連。
吊頂反向支撐體系結構的設計安裝一體化方法，在進行反向支撐體系施工時：
先確定設計載荷，得出施工地反向支撐體系所需要承受的壓力：選取施工所在地的基本風壓，將建築特徵數據包括室內的門窗洞口位置、尺寸、高度以及室外的建築外立面形狀、建築布置輸入到fluent流體動力學軟體中，建立仿真模型，然後將基本風壓輸入到fluent流體動力學軟體中，模擬室內外風壓力環境，得到吊頂完成面的受風壓力分布，取出所受風最大壓力值。
然後進行反向支撐體系的選型，選出能夠承受施工地受風壓力的反向支撐體系：將多個反向支撐體系的結構數據輸入到sap2000有限元分析軟體中，每個反向支撐體系的結構數據包括反支撐架的間距、材料和長度，結構數據進行選取時，根據反向支撐體系的設計規範，間距取90cm、100cm、110cm、120cm，材料使用3號角鋼、4號角鋼、5號角鋼，長度則根據室內高度、吊頂設計標高以及吊杆長度確定。根據反向支撐體系的設計規範，吊杆長度及龍骨面層的厚度之和為30～50cm中的整數長度，即為30cm、31cm、32cm、33cm、34cm、35cm、36cm、37cm、38cm、39cm、40cm、41cm、42cm、43cm、44cm、45cm、46cm、47cm、48cm、49cm、50cm，而室內淨高度和吊頂設計完成標高也已知，反支撐架的長度即為室內淨高度減去吊頂設計完成標高再減去吊杆長度及龍骨面層的厚度之和。將間距、材料和長度的各種組合形成各個反向支撐體系，輸入sap2000有限元分析軟體中，通過sap2000有限元分析軟體模擬出各個反向支撐體系的支撐力數據，選取支撐力數據大於吊頂完成面所受風最大壓力值的反向支撐體系，這些反向支撐體系都能夠有足夠的強度抵禦所受風壓力，強度達標。
接著進行造價的評估，選出最經濟的反向支撐體系方案：根據上述選出的反向支撐體系的結構數據，即可得出這些反向支撐體系各自所需要的用料量，根據各自的用料量以及材料的價格計算出各個反向支撐體系的造價，選取造價最低的反向支撐體系作為最終定型。
最後取料並進行安裝，完成反向支撐體系的施工：根據最終定型的反向支撐體系的結構數據中的間距、材料和長度，加工出反支撐架、連接架和水平支撐架，然後按照間距在屋頂安裝反支撐架，反支撐架上安裝連接架，連接架之間安裝水平支撐杆，最後在水平支撐架上安裝吊杆，在吊杆上安裝龍骨，龍骨上安裝吊頂面板，完成反向支撐體系和吊頂的施工安裝。
如圖3所示，連接孔23為槽孔，都指向底板21的中心，使與連接架2相連的水平支撐杆3也都指向底板21的中心，而底板21安裝後的位置角度則由安裝杆22固定，製造連接架2時，安裝杆22與底板21焊接連接的位置也可控制，最終控制整個反向支撐體系中水平支撐杆3的安裝位置，使其排列形成矩形框架，便於安裝，也使整個體系受力更加均勻。