本发明属于建筑施工，具体而言，涉及一种多层曲面钢结构屋盖施工方法。
背景技术：
1、为了设计造型独特的建筑物，以表达作者的设计理念，并满足人们对空间利用、艺术感和功能性等方面的要求，混凝土结构已不再适用。首选采用塑性好、轻质高强的大型钢结构体系。多层曲面钢结构屋盖施工方法是一种在建筑领域中应用广泛的技术,主要应用于大型公共建筑、体育场馆、展览馆等需要大量使用屋盖结构的场所。多层曲面钢结构屋盖施工方法的特点是结构轻量化、跨度大、造型优美,因此在现代建筑中得到了广泛的应用。
2、然而，这种新型结构形式在实际施工中也面临一些挑战。首先，多层曲面钢结构屋盖施工工艺复杂，需要掌握较高的技术水平。由于其结构形式的特殊性，传统的施工方法难以满足其要求，因此需要研发新的施工技术。此外，多层曲面钢结构屋盖施工过程中，焊接、拼装等环节的误差控制也是一个难题。如果误差过大，可能导致屋盖结构的安全性和稳定性受到影响。其次，多层曲面钢结构屋盖施工材料的要求较高。这种结构形式需要使用高强度、高耐候性的钢材，这在我国的钢材市场上尚不完全普及。因此，在实际施工中，需要加大钢材的采购力度，以确保施工质量。此外，多层曲面钢结构屋盖施工环境要求严格。这种结构形式对施工环境的要求较高，例如，施工过程中需要保证屋盖结构的稳定性，避免因大风等自然灾害导致的安全问题。因此，在实际施工中，需要严格控制施工环境，确保施工安全。
3、现有的多层曲面钢结构屋盖施工方法施工精度差、施工合格率低，构件变形累计误差大导致累计安装变形量较大。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供一种多层曲面钢结构屋盖施工方法，能够解决现有的多层曲面钢结构屋盖施工方法施工精度差、施工合格率低，构件变形累计误差大导致累计安装变形量较大的问题。
2、本发明是这样实现的：
3、本发明提供一种多层曲面钢结构屋盖施工方法，其中，包括以下步骤：
4、s10：施工人员利用tekla软件对钢结构屋盖进行建模，初步绘制结构模型，以钢结构为主体进行设计，利用线框模型进行结构受力计算；
5、s20：施工人员在结构模型上对所述钢结构屋盖的双曲截面、异性截面、变截面的节点进行深化设计；
6、s30：施工人员对所述钢结构屋盖的结构模型进行安装模拟，对钢构件屋盖模型分解，深化受力分析后，对胎架的数量进行了优化；
7、s40：施工人员在胎架和构件节点深化完成后，进行仿真模拟分析，从安装的逻辑合理及便捷性进行安装顺序的动态模拟；
8、s50：施工人员采用tekla软件进行深化设计，并将模型构件导出，工厂对构件进行原材排版设计制造；
9、s60：在所述钢结构屋盖施工前，按照设计图纸完成所述钢结构屋盖的下部钢结构安装施工以及支撑区域压型钢板安装；
10、s70：在所述钢板上进行三层内侧外侧环梁及局部径向梁的安装，以三层环梁为临时支撑，对中央刚性环梁进行辅助性定位和固定后进行四层屋盖径向梁及内侧环梁安装；
11、s80：施工人员根据tekla模型模拟和屋盖多层曲面空间构造，在完成四层屋盖后进行三层屋盖外侧环梁及径向梁安装；
12、s90：施工人员对安装完成的钢结构屋盖进行空间复核定位以及3d激光扫描仪点位复核，确保多层曲面钢结构屋盖施工的精准度。
13、本发明提供的一种多层曲面钢结构屋盖施工方法的技术效果如下：通过施工人员利用tekla软件对钢结构屋盖进行建模，初步绘制结构模型，以钢结构为主体进行设计，利用线框模型进行结构受力计算；施工人员在结构模型上对所述钢结构屋盖的双曲截面、异性截面、变截面的节点进行深化设计；施工人员对所述钢结构屋盖的结构模型进行安装模拟，对钢构件屋盖模型分解，深化受力分析后，对胎架的数量进行了优化；施工人员在胎架和构件节点深化完成后，进行仿真模拟分析，从安装的逻辑合理及便捷性进行安装顺序的动态模拟；施工人员采用tekla软件进行深化设计，并将模型构件导出，工厂对构件进行原材排版设计制造；在所述钢结构屋盖施工前，按照设计图纸完成所述钢结构屋盖的下部钢结构安装施工以及支撑区域压型钢板安装；在所述钢板上进行三层内侧外侧环梁及局部径向梁的安装，以三层环梁为临时支撑，对中央刚性环梁进行辅助性定位和固定后进行四层屋盖径向梁及内侧环梁安装；施工人员根据tekla模型模拟和屋盖多层曲面空间构造，在完成四层屋盖后进行三层屋盖外侧环梁及径向梁安装；施工人员对安装完成的钢结构屋盖进行空间复核定位以及3d激光扫描仪点位复核，确保多层曲面钢结构屋盖施工的精准度；能够解决现有的多层曲面钢结构屋盖施工方法施工精度差、施工合格率低，构件变形累计误差大导致累计安装变形量较大的问题。
14、在上述技术方案的基础上，本发明的一种多层曲面钢结构屋盖施工方法还可以做如下改进:
15、其中，所述施工人员利用tekla软件对钢结构屋盖进行建模，初步绘制结构模型，以钢结构为主体进行设计，利用线框模型进行结构受力计算的具体步骤包括：
16、第一步，施工人员根据多层曲面钢结构屋盖的设计图纸采用层级分类的方法进行逐级分类，提出一种基于信息组织的编码规则，对多层曲面钢结构屋盖各部分进行编码；
17、第二步，施工人员对多层曲面钢结构屋盖各部分的参数进行统一规范，创建共享参数文件，在不同的族和项目中使用；
18、第三步，施工人员根据上述的分类结果，基于tekla软件平台按照施工设计图纸上的方案构建多层曲面钢结构屋盖各部分的三维模型，对三维模型进行分类汇总，建立多层曲面钢结构屋盖族库；
19、第四步，施工人员根据多层曲面钢结构屋盖实际情况调用多层曲面钢结构屋盖族库中的各部件，通过外部数据文件驱动，实现对多层曲面钢结构屋盖参数的修改，生成对应实例；
20、第五步，施工人员进行统一装配，形成完整的钢结构屋盖三维模型；
21、第六步，施工人员将三维模型转换为线框模型，使得所述多层曲面钢结构屋盖所有构件转换为简单的线框；
22、第七步，施工人员在模型中添加所有必要的材料属性并设置约束度和自由度的边界条件；
23、第八步，施工人员在模型中添加所有必要的受力，如重力、支持力、剪力、弯矩；
24、第九步，施工人员通过tekla软件进行受力分析，进行每个构件上的应力和应变；
25、第十步，施工人员通过tekla软件件进行温度计算，考虑热传导、对流和辐射的影响，确定构件的热膨胀和热变形；
26、第十一步，施工人员对计算结果进行分析，确定构件的热应力、热变形和热疲劳的问题；
27、所述钢结构屋盖为复杂斗笠状钢结构。
28、进一步的，所述施工人员在结构模型上对所述钢结构屋盖的双曲截面、异性截面、变截面的节点进行深化设计的具体步骤包括：
29、第一步，施工人员根据所述结构模型确定钢结构屋盖的设计要求和标准，包括荷载、使用环境、施工条件；
30、第二步，施工人员根据屋盖的结构特点，确定节点的类型，找到所述钢结构屋盖的双曲截面、异性截面、变截面的节点；
31、第三步，施工人员对所述钢结构屋盖的双曲截面、异性截面、变截面的节点绘制节点详图，确定其节点构造、节点连接方式、节点材料选择，包括圆形柱与型钢接加强节点、非正交框架梁圆管柱连接节点、h型钢梁相交节点、中央刚性环节点、径向梁系杆连接节点；
32、第四步，施工人员对节点详图进行计算，以确保节点的强度和稳定性，包括节点抗弯、抗剪、抗压；
33、第五步，施工人员根据计算结果对所述节点进行进一步设计；
34、所述施工人员对所述钢结构屋盖的结构模型进行安装模拟，对钢构件屋盖模型分解，深化受力分析后，对胎架的数量进行了优化的具体步骤包括：
35、第一步，施工人员将整个钢构件屋盖模型分解成若干个独立的构件，对每个构件进行深入的受力分析，确定其受力大小和方向以及其变形情况；
36、第二步，施工人员根据受力分析和构件的实际情况，对胎架的数量进行优化，减少胎架的数量；
37、第三步，施工人员将优化后的胎架数量和类型用于安装模拟，检查模型的稳定性和安全性；
38、第四步，施工人员根据安装模拟的结果，对模型进行调整和修正；
39、所述施工人员在胎架和构件节点深化完成后，进行仿真模拟分析，从安装的逻辑合理及便捷性进行安装顺序的动态模拟的具体步骤包括：
40、第一步，施工人员将所述结构模型导入midas软件中，设置相邻构件节点之间的约束关系；
41、第二步，施工人员从安装的逻辑合理及便捷性进行安装顺序的动态模拟，确保施工过程井然有序；
42、第三步，施工人员从钢构件之间应力变化以及吊车工况方面进行分析，针对最不利阶段进行计算，及时调配不同的机械设备性能，达到施工安全的要求；
43、第四步，施工人员根据仿真模拟结果，分析安装过程的合理性和便捷性，进行进一步调整。
44、进一步的，所述施工人员采用tekla软件进行深化设计，并将模型构件导出，工厂对构件进行原材排版设计制造的具体步骤包括：
45、第一步，施工人员将深化设计模型导出为tekla文件格式，该文件包含了构件的几何形状、材料信息；
46、第二步，施工人员将tekla文件导入到工厂的cad系统中；
47、第三步，施工人员对所述模型构件进行3d打印，初步导出模型结构，根据实际的模型结构进行修改和调整，重新对模型的排版进行调整；
48、第四步，根据调整后的模型对所述钢结构进行切割、焊接、组装；
49、第五步，检查生产后的模型构件，对不符合要求的构件进行修改；
50、第六步，对构件的表面进行处理。
51、进一步的，所述根据调整后的模型对所述钢结构进行切割、焊接、组装的具体步骤包括：
52、第一步，根据调整后的模型cad图纸对钢结构进行切割；
53、第二步，打磨切割后的钢结构的边缘；
54、第三步，对异形构件装配定位，采用机器及人工焊接的方式完成构件的焊接拼装；
55、所述对构件的表面进行处理的具体步骤包括：
56、第一步，通过超声波对所述构件进行探伤检测；
57、第二步，对构件表面抛丸除锈并进行防腐刷漆，延长构件的使用寿命。
58、进一步的，所述在所述钢结构屋盖施工前，按照设计图纸完成所述钢结构屋盖的下部钢结构安装施工以及支撑区域压型钢板安装的具体步骤包括：
59、第一步，按照设计图纸以及优化后的结构模型先安装支撑区域的立柱，再依次安装压型钢板；
60、第二步，确保支撑区域压型钢板安装牢固，防止出现滑动、倾斜的情况；
61、第三步，将下部钢结构安装节点位置以及支撑区域压型钢板安装节点位置进行进一步螺栓加固。
62、进一步的，所述在所述钢板上进行三层内侧外侧环梁及局部径向梁的安装，以三层环梁为临时支撑，对中央刚性环梁进行辅助性定位和固定后进行四层屋盖径向梁及内侧环梁安装的具体步骤包括：
63、第一步，在所述钢板上进行三层内侧外侧环梁及局部径向梁的安装；
64、第二步，三层内侧外侧环梁及局部径向梁安装完成后，以三层环梁为临时支撑，对中央刚性环梁进行辅助性定位和固定；
65、第三步，以胎架为主要支撑构件将中央刚性环梁荷载传递到屋盖下部结构，以此来保证钢结构中央刚性环的结构安全；
66、第四步，对连接节点位置进行应力应变、工况分析及设计确认。
67、进一步的，所述施工人员根据tekla模型模拟和屋盖多层曲面空间构造，在完成四层屋盖后进行三层屋盖外侧环梁及径向梁安装的具体步骤包括：
68、第一步，施工人员根据点位复核及模型测算，在中央刚性环安装稳固后，进行四层屋盖径向梁及内侧环梁安装，四层屋盖最外侧悬挑钢梁需在三层内侧环梁安装完成再进行安装闭合；
69、第二步，施工人员根据tekla模型模拟和屋盖多层曲面空间构造，在完成四层屋盖后进行三层屋盖外侧环梁及径向梁安装，以多层屋盖共同圆心为测量基准点，结合现场施工测量条件，利用各轴线间距与圆心角度控制指标布置径向梁的平面控制网。
70、进一步的，所述施工人员对安装完成的钢结构屋盖进行空间复核定位以及3d激光扫描仪点位复核，确保多层曲面钢结构屋盖施工的精准度的具体步骤包括：
71、第一步，为提高轴线精准定位，在结构模型上加设定位杆作为构件定位基准，从而保证构件从加工厂到施工过程中衔接无误；
72、第二步，现场在增设定位杆后，对轴线偏差构件数据进行分析复测；
73、第三步，施工人员运用3d激光扫描仪点位复核，确保多层曲面钢结构屋盖施工的精准度。
74、进一步的，所述施工人员运用3d激光扫描仪点位复核，确保多层曲面钢结构屋盖施工的精准度的具体步骤包括：
75、第一步，施工人员现场采用3d激光扫描仪，采集多层屋面屋盖实体构件的点位数据，将数据进行整合形成扫描实体模型；
76、第二步，施工人员将扫描实体模型与tekla模型进行重合比对，复核现场结构偏差。
77、与现有技术相比较，本发明提供的一种多层曲面钢结构屋盖施工方法的有益效果是：应用数字化工具深化设计及预防碰撞，利用tekla软件对钢结构模型进行精细化建模，进行碰撞校核分析，保证了框架钢结构与屋盖钢结构的相互关系、复杂节点在工厂加工及现场焊接过程中的可操作性；应用软件对模型进行模拟拼装，通过调整不同施工顺序及连接方式，模拟现实施工中可能会产生的应力及应变，保证应力应变在允许范围之内，最大程度上减小构件变形量的产生；应用三维空间点阵测量定位技术，简化复杂三维空间数据，提高后场计算及现场放样效率，提高施工放样精确度；区别于普通钢结构从基础到顶部，层层叠加的安装顺序，本次斗笠状屋盖施工利用胎架由上到下进行施工，极大减少了临时支撑架的使用，节约了施工成本；应用bim技术，对设计模型进行深化，细化钢结构构件细部节点，确定构件之间的连接方式，并在工厂内进行预制拼装，确保构件符合安装精度要求，并在施工现场对安装累计误差进行监控，采用跳跃位置焊接、接头部位对称焊接等方法，有效减少了钢结构安装的质量通病问题；通过利用仿真分析软件，对施工安装顺序进行模拟，按照核定的安装分区及安装顺序执行，针对屋盖施工，安装顺序打破常规，调整为由高到低，由内向外，向下安装。减少屋盖向内安装，构件变形累计误差大导致累计安装变形量较大的后果。
1.一种多层曲面钢结构屋盖施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多层曲面钢结构屋盖施工方法，其特征在于，所述施工人员利用tekla软件对钢结构屋盖进行建模，初步绘制结构模型，以钢结构为主体进行设计，利用线框模型进行结构受力计算的具体步骤包括：
3.根据权利要求2所述的一种多层曲面钢结构屋盖施工方法，其特征在于，所述施工人员在结构模型上对所述钢结构屋盖的双曲截面、异性截面、变截面的节点进行深化设计的具体步骤包括：
4.根据权利要求3所述的一种多层曲面钢结构屋盖施工方法，其特征在于，所述施工人员采用tekla软件进行深化设计，并将模型构件导出，工厂对构件进行原材排版设计制造的具体步骤包括：
5.根据权利要求4所述的一种多层曲面钢结构屋盖施工方法，其特征在于，所述根据调整后的模型对所述钢结构进行切割、焊接、组装的具体步骤包括：
6.根据权利要求5所述的一种多层曲面钢结构屋盖施工方法，其特征在于，所述在所述钢结构屋盖施工前，按照设计图纸完成所述钢结构屋盖的下部钢结构安装施工以及支撑区域压型钢板安装的具体步骤包括：
7.根据权利要求6所述的一种多层曲面钢结构屋盖施工方法，其特征在于，所述在所述钢板上进行三层内侧外侧环梁及局部径向梁的安装，以三层环梁为临时支撑，对中央刚性环梁进行辅助性定位和固定后进行四层屋盖径向梁及内侧环梁安装的具体步骤包括：
8.根据权利要求7所述的一种多层曲面钢结构屋盖施工方法，其特征在于，所述施工人员根据tekla模型模拟和屋盖多层曲面空间构造，在完成四层屋盖后进行三层屋盖外侧环梁及径向梁安装的具体步骤包括：
9.根据权利要求8所述的一种多层曲面钢结构屋盖施工方法，其特征在于，所述施工人员对安装完成的钢结构屋盖进行空间复核定位以及3d激光扫描仪点位复核，确保多层曲面钢结构屋盖施工的精准度的具体步骤包括：
10.根据权利要求9所述的一种多层曲面钢结构屋盖施工方法，其特征在于，所述施工人员运用3d激光扫描仪点位复核，确保多层曲面钢结构屋盖施工的精准度的具体步骤包括：
