專利名稱：幕墻鋼支撐結構及其施工方法和施工用升降設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及建筑施工領域，尤其涉及一種幕墻鋼支撐結構及其施工方法和施工用升降設備。
背景技術：
幕墻鋼支撐結構作為幕墻板塊的支承骨架，起到了支撐與勾勒外幕墻建筑效果的作用，傳統的幕墻鋼支撐結構均采用從下至上逐層施工支撐框架的方式來完成安裝，但這種傳統的幕墻支撐結構較為固定，已不能滿足現代建筑外幕墻所需體現的創意與美感，并且傳統幕墻支撐結構的施工方法較為死板，不能滿足現代建筑幕墻所需的施工精度，另外，這種自下而上搭建施工操作平臺從而固定支撐框架的施工方法施工難度較大，需要耗費很多的施工材料、人力和時間。

發明內容
本發明的目的是提供一種幕墻鋼支撐結構及其施工方法和施工用升降設備，以使 所述幕墻鋼支撐結構能夠適應不同形狀的幕墻板塊，有較高的安裝精度，并且減少了安裝難度。為達到上述技術效果，本發明提供一種幕墻鋼支撐結構，設置于樓層主結構外圍，所述幕墻鋼支撐結構包括懸挑桁架和多個支撐結構層，每個所述支撐結構層均包括支撐框架和多個柔性拉棒，所述懸挑桁架固定于所述樓層主結構側面的頂部，所述多個支撐結構層從上至下依次固定于所述樓層主結構的每個樓層外圍，所述支撐框架固定于所述樓層主結構對應的樓層外側，位于最上層支撐結構層中的柔性拉棒的一端與懸挑桁架連接，其另一端與位于最上層的支撐結構層中的支撐框架連接，其余支撐結構層中的柔性拉棒的兩端均分別與上一層和這一層支撐結構層中的支撐框架連接。本發明還提供一種上述幕墻鋼支撐結構的施工方法，包括步驟一對樓層主結構、懸挑桁架和多個支撐結構層三者進行整體建模，根據三者之間的相互作用關系，得出現場施工時所需注意的變形預調整數值和應力監控數值；步驟二 根據建模得出的數據在現場進行幕墻鋼支撐結構的施工；步驟三根據施工時的動態變化調整模型并進行實時數據分析，通過分析結果隨時調整現場施工方案，進而完成施工。進一步的，所述步驟一具體分為以下幾個步驟步驟a):根據外幕墻板塊的精度要求，確定支撐框架和柔性拉棒的加工制作及安裝精度。步驟b):根據實際工況，確定幕墻鋼支撐結構的施工分段及順序；步驟c):將樓層主結構、懸挑桁架和多個支撐結構層三者整體建模，進行施工模擬分析；步驟d):在模型中確定并優化施工過程中所需的變形預調整數值及應力監控數值。進一步的，所述幕墻鋼支撐結構還包括多個懸掛鋼梁、多根鋼絲繩、動力系統和施工操作平臺，所述多個懸掛鋼梁間隔固定設置于所述懸挑桁架內，所述多根鋼絲繩將所述多個懸掛鋼梁與所述施工操作平臺連接，所述動力系統收放所述鋼絲繩帶動所述施工操作平臺上下移動。
進一步的，所述施工操作平臺完全覆蓋其上工作人員的施工操作面積。進一步的，所述施工操作平臺的周邊上設有護欄。進一步的，在步驟二中，現場施工的具體方法為通過驅動系統控制所述鋼絲繩收放，使所述施工操作平臺從上往下移動并通過所述施工操作平臺上的操作人員逐層進行支撐結構層的安裝。進一步的，所述幕墻鋼支撐結構還包括控制裝置，所述控制裝置控制所述驅動系統，使所述施工操作平臺平穩升降。進一步的，所述步驟三具體分為以下幾個步驟步驟a’ ):根據模型模擬結果確定現場施工中各構件應力及變形監測點位；步驟b’)按照方案施工，并實施監測控制各構件連接點位處的應力和變形；步驟c’ ):將實測結果與理論數值進行實時比較，若在可控范圍內，則繼續步驟b’)，若超出可控范圍或方案變更，提出預警，并在模型中重新進行新工況下的施工模擬分析，根據結果重新指定施工方案，并繼續執行步驟a’ )；步驟d’ ):重復步驟c’)，直至整個施工完成。進一步的，將現場實測的構件變形數據和應力數據及時導入深化設計模型，通過信息化模型預拼技術與工廠加工制作的后續構件進行一體化聯動，確保構件的精度滿足幕墻板塊要求。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果本發明提供的幕墻鋼支撐結構由柔性拉棒、支撐框架和懸挑桁架組成，柔性拉棒提供豎向剛度，支撐框架提供水平剛度，整個結構懸掛于懸挑桁架上。這種“剛柔并濟+懸掛”組合結構作為幕墻板塊的支撐骨架，其安裝精度要求高，本發明提供的該幕墻鋼支撐結構的施工方法采用建模模擬的方法先對施工所需的各種數據進行理論計算，再實時監測施工現場各連接點的數據，接著根據現場施工中出現的情況及時調節模型并進行模擬分析，通過動態調整施工方案進打更精確的施工，使該.墻鋼支撐結構在安裝完成后能夠達到.墻板塊所需的安裝精度要求。本發明提供的該幕墻鋼支撐結構的施工方法采用“從上而下，逐層施工”的施工流程，施工用升降設備作為配套施工設施，可同步實現使用和升降操作功倉泛。


下面結合附圖對本發明作進一步說明圖I為本發明實施例提供的幕墻鋼支撐結構的剖面示意圖；圖2為本發明實施例提供的幕墻鋼支撐結構的結構示意圖；圖3為本發明實施例提供的幕墻鋼支撐結構的施工方法流程圖。在圖I和圖2中，
I :樓層主結構；2 :懸挑桁架；3 :支撐框架；4 :柔性拉棒；5 :懸掛鋼梁；6 :鋼絲繩；7:施工操作平臺；8:樓層。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的幕墻鋼支撐結構及其施工方法和施工用升降設備作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。本發明的核心思想在于，提供一種幕墻鋼支撐結構及其施工方法和施工用升降設 備，所述幕墻鋼支撐結構由柔性拉棒、支撐框架和懸挑桁架組成，柔性拉棒提供豎向剛度，支撐框架提供水平剛度，整個結構懸掛于懸挑桁架上，這種“剛柔并濟+懸掛”組合結構安裝精度要求高，本發明提供的該幕墻鋼支撐結構的施工方法采用建模模擬的方法先對施工所需的各種數據進行理論計算，再實時監測施工現場各連接點的數據，接著根據現場施工中出現的情況及時調整模型并進行模擬計算，通過動態調整施工方案和與工廠加工進行一體化聯動的方法進行更精確的施工，使該幕墻鋼支撐結構在安裝完成后能夠達到幕墻所需的安裝精度要求。請參考圖I和圖3，圖I為本發明實施例提供的幕墻鋼支撐結構的剖面示意圖；圖2為本發明實施例提供的幕墻鋼支撐結構的結構示意圖；圖3為本發明實施例提供的幕墻鋼支撐結構的施工方法流程圖。本發明實施例提供一種幕墻鋼支撐結構，設置于樓層主結構I外圍，所述幕墻鋼支撐結構包括懸挑桁架2和多個支撐結構層，每個所述支撐結構層均包括支撐框架3和多個柔性拉棒4，所述懸挑桁架2固定于所述樓層主結構I側面的頂部，所述多個支撐結構層從上至下依次固定于所述樓層主結構I的每個樓層外圍，所述支撐框架3通過設置于其上的不同方向的多個支座固定于所述樓層主結構I對應的樓層外側，位于最上層支撐結構層中的柔性拉棒4的一端與懸挑桁架5連接，其另一端與位于最上層的支撐結構層中的支撐框架3連接，其余支撐結構層中的柔性拉棒4的兩端均分別與這一層(即所在層)和上一層支撐結構層中的支撐框架3連接。本發明提供的幕墻鋼支撐結構主要由柔性拉棒4、支撐框架3和懸挑桁架2組成，柔性拉棒4提供豎向剛度，支撐框架3提供水平剛度，多個支座節點協調樓層主結構I與鋼支撐框架3的不均勻變形，整個結構懸掛于懸挑桁架2上，柔性拉棒4的柔性設計又使得該幕墻鋼支撐結構能夠適應各種不同的幕墻板塊，以展現幕墻極富美感的視覺效果。本發明實施例還提供一種上述幕墻鋼支撐結構的施工方法，包括步驟一對樓層主結構I、懸挑桁架2和多個支撐結構層三者進行整體建模，根據三者之間的相互作用關系，得出現場施工時所需注意的變形預調整數值和應力監控數值；步驟二 根據建模得出的數據在現場進行幕墻鋼支撐結構的施工；步驟三根據施工時的動態變化調整模型并進行實時數據分析，通過分析結果隨時調整現場施工方案，進而完成施工。進一步的，所述步驟一具體分為以下幾個步驟步驟a):根據外幕墻板塊的精度要求，確定支撐框架3和柔性拉棒4的加工制作及安裝精度。步驟b):根據實際工況，確定幕墻鋼支撐結構的施工分段及順序；步驟c):將樓層主結構I、懸挑桁架2和多個支撐結構層三者整體建模，進行施工模擬分析；步驟d):在模型中確定并優化施工過程中所需的變形預調整數值及應力監控數值。進一步的，所述幕墻鋼支撐結構還包括多個懸掛鋼梁5、多根鋼絲繩6、動力系統和施工操作平臺7，所述多個懸掛鋼梁5間隔固定設置于所述懸挑桁架2內，所述多根鋼絲繩6將所述多個懸掛鋼梁5與所述施工操作平臺7連接，所述動力系統收放所述鋼絲繩6帶動所述施工操作平臺7上下移動。 進一步的，所述施工操作平臺7完全覆蓋其上工作人員的施工操作面積。進一步的，所述施工操作平臺7的周邊上設有護欄。進一步的，在步驟二中，現場施工的具體方法為通過驅動系統控制所述鋼絲繩6收放，使所述施工操作平臺7從上往下移動并通過所述施工操作平臺上的操作人員逐層進行支撐結構層的安裝。進一步的，所述幕墻鋼支撐結構還包括控制裝置，所述控制裝置控制所述驅動系統，使所述施工操作平臺7平穩升降。進一步的，所述步驟三具體分為以下幾個步驟步驟a’ ):根據模型模擬結果確定現場施工中各構件應力及變形監測點位；步驟b’)按照方案施工，并實施監測控制各構件連接點位處的應力和變形；步驟c’ ):將實測結果與理論數值進行實時比較，若在可控范圍內，則繼續步驟b’)，若超出可控范圍或方案變更，提出預警，并在模型中重新進行新工況下的施工模擬分析，根據結果重新指定施工方案，并繼續執行步驟a’ )；步驟d’ ):重復步驟c’)，直至整個施工完成。進一步的，將現場實測構件變形數據和應力數據及時導入深化設計模型，通過信息化模型預拼技術與工廠加工制作的后續構件進行一體化聯動，確保構件的精度滿足幕墻板塊要求。該幕墻鋼支撐結構的這種“剛柔并濟+懸掛”組合安裝精度要求高，本發明提供的該幕墻鋼支撐結構的施工方法采用建模模擬的方法先對施工所需的各種數據進行理論計算，再實時監測施工現場各連接點的數據，接著根據現場施工中出現的情況及時調整模型并進行模擬分析，通過動態調整施工方案和與工廠加工進行一體化聯動的方法進行更精確的施工，使該幕墻鋼支撐結構在安裝完成后能夠達到幕墻板塊所需的安裝精度要求。本發明提供的該幕墻鋼支撐結構的施工方法采用“從上而下，逐層施工”的施工流程，施工用升降設備作為配套施工設施，可同步實現使用和升降操作功能。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變形而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種幕墻鋼支撐結構，設置于樓層主結構外圍，其特征在于，包括懸挑桁架和多個支撐結構層，每個所述支撐結構層均包括支撐框架和多個柔性拉棒，所述懸挑桁架固定于所述樓層主結構側面的頂部，所述多個支撐結構層從上至下依次固定于所述樓層主結構的每個樓層外圍，所述支撐框架固定于所述樓層主結構對應的樓層外側，位于最上層支撐結構層中的柔性拉棒的一端與懸挑桁架連接，其另一端與位于最上層的支撐結構層中的支撐框架連接，其余支撐結構層中的柔性拉棒的兩端均分別與上一層和這一層支撐結構層中的支撐框架連接。
2.一種用于如權利要求I所述幕墻鋼支撐結構施 工的升降設備，其特征在于，所述幕墻鋼支撐結構還包括多個懸掛鋼梁、多根鋼絲繩、動力系統和施工操作平臺，所述多個懸掛鋼梁間隔固定設置于所述懸挑桁架內，所述多根鋼絲繩將所述多個懸掛鋼梁與所述施工操作平臺連接，所述動力系統收放所述鋼絲繩帶動所述施工操作平臺上下移動。
3.根據權利要求2所述用于幕墻鋼支撐結構施工的升降設備，其特征在于，所述施工操作平臺完全覆蓋其上工作人員的施工操作面積。
4.根據權利要求2所述用于幕墻鋼支撐結構施工的升降設備，其特征在于，所述施工操作平臺的周邊上設有護欄。
5.根據權利要求2所述用于幕墻鋼支撐結構施工的升降設備，其特征在于，所述幕墻鋼支撐結構還包括控制裝置，所述控制裝置控制所述驅動系統，使所述施工操作平臺平穩升降。
6.一種如權利要求I所述幕墻鋼支撐結構的施工方法，其特征在于，包括 步驟一對樓層主結構、懸挑桁架和多個支撐結構層三者進行整體建模，根據三者之間的相互作用關系，得出現場施工時所需的變形預調整數值和應力監控數值； 步驟二 根據建模得出的數據在現場進行幕墻鋼支撐結構的施工； 步驟三根據施工時的動態變化調整模型并進行實時數據分析，通過分析結果隨時調整現場施工方案，進而完成施工。
7.根據權利要求6所述幕墻鋼支撐結構的施工方法，其特征在于，所述步驟一具體分為以下幾個步驟 步驟a):根據幕墻板塊的精度要求，確定支撐框架和柔性拉棒的加工制作及安裝精度。
步驟b):根據實際工況，確定幕墻鋼支撐結構的施工分段及順序； 步驟c):將樓層主結構、懸挑桁架和多個支撐結構層三者整體建模，進行施工模擬分析； 步驟d):在模型中確定并優化施工過程中所需的變形預調整數值及應力監控數值。
8.根據權利要求6所述幕墻鋼支撐結構的施工方法，其特征在于，所述幕墻鋼支撐結構還包括多個懸掛鋼梁、多根鋼絲繩、動力系統和施工操作平臺，所述多個懸掛鋼梁間隔固定設置于所述懸挑桁架內，所述多根鋼絲繩將所述多個懸掛鋼梁與所述施工操作平臺連接，所述動力系統收放所述鋼絲繩帶動所述施工操作平臺上下移動。
9.根據權利要求8所述幕墻鋼支撐結構的施工方法，其特征在于，所述施工操作平臺完全覆蓋其上工作人員的施工操作面積。
10.根據權利要求8所述幕墻鋼支撐結構的施工方法，其特征在于，所述施工操作平臺的周邊上設有護欄。
11.根據權利要求8所述幕墻鋼支撐結構的施工方法，其特征在于，在步驟二中，現場施工的具體方法為通過驅動系統控制所述鋼絲繩收放，使所述施工操作平臺從上往下移動并通過所述施工操作平臺上的操作人員逐層進行支撐結構層的安裝。
12.根據權利要求11所述幕墻鋼支撐結構的施工方法，其特征在于，所述幕墻鋼支撐結構還包括控制裝置，所述控制裝置控制所述驅動系統，使所述施工操作平臺平穩升降。
13.根據權利要求6所述幕墻鋼支撐結構的施工方法，其特征在于，所述步驟三具體分為以下幾個步驟 步驟a’ ):根據模型模擬結果確定現場施工中各構件應力及變形監測點位； 步驟b’ ):按照方案施工，并實施監測控制各構件連接點位處的應力和變形； 步驟c’)將實測結果與理論數值進行實時比較，若在可控范圍內，則繼續步驟b’)，若超出可控范圍或方案變更，提出預警，并在模型中重新進行新工況下的施工模擬分析，根據結果重新指定施工方案，并繼續執行步驟a’ )； 步驟d’)重復步驟c’)，直至整個施工完成。
14.根據權利要求6至13任一項所述幕墻鋼支撐結構的施工方法，其特征在于，將現場實測數據及時導入深化設計模型，通過信息化模型預拼技術與工廠加工制作的后續構件進行一體化聯動，確保構件的精度滿足幕墻板塊安裝要求。
全文摘要
本發明提供一種幕墻鋼支撐結構及其施工方法和施工用升降設備，所述幕墻鋼支撐結構由柔性拉棒、支撐框架和懸挑桁架組成，柔性拉棒提供豎向剛度，支撐框架提供水平剛度，整個結構懸掛于懸挑桁架上，這種“剛柔并濟+懸掛”組合結構作為幕墻板塊的支撐骨架，其安裝精度要求高。本發明提供的該幕墻鋼支撐結構的施工方法采用建模模擬的方法先對施工所需的各種數據進行理論計算，再實時監測施工現場各連接點的數據，接著根據現場施工中出現的情況及時調整模型并進行模擬分析，通過動態調整施工方案進行更精確的施工，使該幕墻鋼支撐結構在安裝完成后能夠達到幕墻板塊所需的安裝精度要求。
文檔編號E04G3/30GK102864859SQ20121040260
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月19日 優先權日2012年10月19日
發明者賈寶榮, 陳曉明, 沈新華, 張兵, 吳軼, 羅魏凌, 李磊, 盛林峰, 張晶 申請人:上海市機械施工有限公司