云南省建设投资控股集团有限公司 云南昆明 650051
摘要：高大空间造型较复杂的吊顶工程，按照规范必须设置钢结构转换层，采用多曲面双层钢结构转换层施工综合技术，多维曲面GRG吊顶的安装精度微调便利，转换层与吊顶上方安装的设备及管道互不影响，维护保养便利安全。吊顶结构整体稳固性强，安全可靠，不易变形。能适应吊顶之上各类设备和管道的铺设及不同的固定条件。该技术满足工程质量要求，节省原材料，降低了施工难度，稳定可靠，安全系数高。
关键词：高大空间；双层钢结构转换层；多维曲面GRG的吊顶饰面
1.项目概况
本项目属于中国商务部援外成套项目。项目位于越南首都河内市西南部规划新城区公建地段内。总建筑面积13966m2，分为A、B、C三个部分，中部为A区，为剧院部分，以会议为主兼顾文艺演出，包括舞台、后台、1500座观众厅（池座1005，楼座495）、前厅展览及相关附属用房。观众厅及休息厅最高点为23.30m，台塔高度为26.8m。观众厅吊顶饰面的完成面距离上层结构楼板 10.5 m，GRG吊顶饰面板。
2.项目技术难点
由于GRG材料可在加工厂加工成各种复杂形状的块状体，且防火性能达到A级防火要求，所以现代设计师在设计公共场所的主会场天花造型时，较多设计为多维曲面GRG的吊顶饰面。
本项目观众厅吊顶饰面的完成面距离上层结构楼板 10.5 m，按照国家规范要求必须设置双层钢结构转换层才能安装吊顶饰面板。GRG吊顶饰面板 30mm 厚度时每平米重量约达75 KG，且为多维曲面形状，安装表面平整度允许偏差在 3mm，利用常规的施工技术无法达到设计指标。
3.应对技术
对设计图纸和现场安装位置等情况进行反复研究、分析，根据设计要求对多曲面吊顶双层钢结构转换层进行荷载及稳定性校核核算，并利用Revit软件重新调整观众厅吊顶BIM模型，通过BIM模型将板块划分编号后导入CAD图纸，用于GRG板面排版及下料。
4．工艺原理
4.1根据测量数据，对吊杆定位，利用角钢做第一层钢结构的竖向吊杆，用后置埋件将竖向吊杆固定于楼板及结构梁上，所有的吊杆固定好后用钢方通与吊杆垂直方向焊接形成一层水平网格状钢架。
4.2在第一层水平网格钢架基础上焊接竖向角钢吊杆，第二层吊杆与角钢焊接形成第二层水平网格状钢架，此吊杆长短根据GRG饰面板曲面变化而裁定成长短不一的吊杆，水平网格状转换层呈高低布局。与此同时，专业加工GRG板的工厂根据设计图纸要求将GRG饰面板预制成若干块曲面形状板块，并在板内预埋吊挂件。
4.3每一块GRG板有一个唯一编号，板块上的每一吊挂点对应一根吊杆，吊杆上的螺母用来调节板块上下之间间隙，GRG板的折边与相邻板折边之间利用对穿螺栓固定且可调整板面平整度。整体调整好后对GRG饰面板面层进行表面处理。
5．施工操作要点
5.1脚手架搭设
按照规范要求和设计吊顶完成面高度等实际情况，搭设满堂脚手架，并预留出吊顶施工安装空间。脚手架采用分层搭设，脚手架的搭设到操作平台高度约为 11.0m，采用Φ48×3.0mm钢管，立杆间距为1.5m，水平杆步高为1.5m，平台为木踏板满铺，其它层采用长度不少于2跨、厚度不小于50mm、宽度不小于200mm的木垫板，准确地放在定位线上并绑扎牢固。
5.2测量放线
图1 BIM模型观众厅完成面1 图2 BIM模型观众厅完成面2
根据施工图纸通过Revit软件生成BIM模型，用于模拟观众厅整体吊顶完成面效果，再根据吊顶排版图及现场实际空间尺寸进行严格的测量放线，并对土建交付的±0.000标高基准点和控制轴线进行校核。用水准仪和钢尺定出+1m的标高控制点、弹出+1m标高及中线引测线。根据装修图纸、土建图纸和施工现场情况，核对图纸标高尺寸是否与实际吻合，发现偏差应及时与设计沟通进行处理。
根据现场平面尺寸，用中线引测线，在地面上弹出墙面面层完成线，将所有信息通过Revit软件重新调整观众厅BIM模型，通过BIM模型将板块划分编号后导入CAD图纸，用于GRG板面排版及下料，从而保证在横龙骨＠1200间距的前提下能够满足吊顶排板及吊杆安装需要。
5.3安装角钢竖向吊杆
设计单位对结构楼板荷载作专项计算通过后，根据测量放线后确定的定位点和设计选择的化学螺栓的直径、长度在天花结构楼板及梁柱位置进行打孔，打孔完成后将孔内碎渣和粉末清理干净。化学螺栓钻孔孔径和孔深应符合设计要求。
竖向吊杆采用规格为50×50×5mm的热浸镀锌角钢，梁的位置采用后置埋件其规格为250×220×10mm的热浸镀锌钢板，天花结构楼板位置采用50×100×5mm的热镀锌角码并用M12X160mm化学螺栓固定角码。竖向吊杆与后置埋件及角码焊接固定，安装过程中若遇到大型设备管路等阻挡，应避开设备在其两侧进行生根连接。
采用角钢作竖向吊杆与后置埋件角码焊接的方式，形成可供第一层钢结构转换层搭设的前提条件，依据《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205规定，满足转换层搭设条件。
5.4第一层钢结构转换层施工
通过计算转换层钢网架的强度和挠度，依据 《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205规定满足搭设要求。
横向钢架采用规格为120×60×5mm的热浸镀锌方通，按照设计要求在竖向吊杆的连接处满焊焊接安装。竖向吊杆间距＠≤1500mm，采用E4303直径2.5mm焊条，焊接电流强度控制在110-130A。转接件与钢架焊接完成后形成平面网格状钢架。通风管道等利用第一层转换层作为托架安装，其吊杆吊件与转换层吊点不重位。焊接后及时清理表面焊渣，并检查焊缝是否饱满、连续，不得出现裂纹、未焊满、咬边、气孔和夹渣等缺陷。对焊接部位、镀锌层剥落或破损部位清理干净，用红丹防锈漆均匀涂刷两遍，两遍涂刷时间间隔24小时。
图3 第一层钢结构转换层平面图 图4 第一层钢结构转换层完成局部
5.5第二层钢结构转换层施工
第二层转换层是整个多曲面双层钢结构转换层施工的关键。在第一层网格状钢结构转换层的基础上，进行第二层转换层施工。竖向吊杆及横向、纵向钢架均采用规格为50×50×5mm的热浸镀锌角钢。吊杆与第一层钢结构转换层垂直方向满焊焊接。因第二层转换层要根据饰面板曲面形状截取竖向吊杆的长短，竖向吊杆和网格状平面钢结构排列位置均按照弧型曲面排列分布，其空间曲线弧度由测量放线获得。竖向吊杆长度最低点2500mm逐步到最高点长度4500mm，吊杆长度根据吊顶GRG板曲面造型的变化而变化，吊杆间距从1200mm至1900mm不等，根据吊点确定。第二层钢结构转换层水平纵向间距＠从1300mm到1600mm直至2000mm不等，水平横向间距＠≤1500mm。
图5第二层转换层与第一层转换层相互关系图 图6第二层转换层现场
6.结束语
传统双层钢结构转换层的第一层及第二层钢结构都使用钢方通作为转换层平面网、吊杆采用圆柱形通丝吊杆的较多，而本技术经强度可靠性计算并考虑到GRG饰面板重量较大，30mm厚度其重量约为75 KG/平方米，曲面曲率半径变化多端，必须加大安全系数值，因此采用了50×50×5mm的角钢作第一层钢结构转换层吊杆。第一层转换层采用规格为120×60×5mm的热浸镀锌方通，充分利用方通的强度、抗挠性增加整体钢结构的稳定性，负载量增强。为减轻整体钢结构重量，通过计算，第二层钢结构转换层利用角钢制作，减轻了整体结构重量。本技术中第二层钢结构转换层的吊杆是根据饰面的曲面变化有长短之分，与传统双层钢结构转换层的稳定性相比，稳定性及安全可靠性显著提高。
相同工作量对比：利用本技术钢材用量减少约19.47吨，材料费及运费减少约11.7万元，安装费用减少约8.76万元，合计费用差值约为20.4万元。结构强度经现场检验和使用效果反馈：稳定性强、无其它安全及质量问题。
参考文献
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论文作者:赵丽
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/21
标签：吊杆论文; 钢结构论文; 曲面论文; 角钢论文; 第一层论文; 第二层论文; 钢架论文; 《建筑学研究前沿》2018年第2期论文;