苏州金螳螂建筑装饰股份有限公司
摘要：以江阴海澜总部会展中心球形网架下铝板吊顶工程为实例，从技术特点重点难点、工艺原理、设计深化、工艺流程、质量控制措施等方面对网架下吊顶施工技术进行了阐述与分析。
关键词：网架吊顶；基础理论、深化设计
由于网架结构具有抗震性能好、安装简便、平面布置灵活、施工周期短、综合经济效益好等特点，在会展中心、剧院场馆等大空间建筑中得到了广泛推广应用，同时网架下弦的吊顶装修技术也得以顺速发展。我司承建的江阴海澜总部会展中心项目就是2000多平超大曲面网架下的穿孔吸音铝板吊顶工程可供同类工程交流。
一、球型网架钢结构吊顶重点难点：
1.1荷载：考虑到吊顶荷载、维修通道荷载、消防及空调单位的荷载叠加，是否在网架承载力范围内避免失稳。
1.2和原结构网架固定方案选择：常见得有抱箍和螺栓节点连接。
1.3放线：球型网架钢结构屋面存在结构跨度较大，空间结构复杂，存在吊顶测量、吊点定位、放样等困难。
1.4材料伸缩：面积达2000多平，材料本身的热胀冷缩累计误差大。
二、一些基础理论探讨
2.1 我们选用的网架结构计算模型一般是杆系结构：将杆件的重量忽略，并假设节点为铰接，节点控制范围内的荷载按静力等效原则进行集中合并作用到该节点上，表现为构件只承受轴向力，不承受剪力和弯矩的空间力学体系。
2.2在实际项目上，杆件肯定有剪力和弯矩，如杆件自重、在施工的人员及工具、空调和消防设备未按要求放置荷载，都会使杆件产生对应的剪力和弯矩。但一定要认识到如果到弦杆上的荷载超过限制值，就会造成杆件变形，直至网架失稳，这是非常危险的。因此，我们经常在图纸中看到，无论大小荷载，都会被设置在节点就是这个原因。
2.3 吊顶荷载（含暖通、消防等设备）与网架节点连接的两种常用方式：
2.3.1当荷载较大时增加转换层：通过节点球上工艺孔和 Φ20吊杆做螺栓连接，然后再在吊杆上焊接5#角钢做转换层。对于有暖通、消防等设施复杂的吊顶，方便以后材料运输，可以做用钢量控制在8~ 15 kg/㎡的8#槽钢马道。
2.3.2 抱箍方式：当吊顶为轻质均布荷载为20～30 kg/㎡的轻钢龙骨石膏板时，可用抱箍方式联接网架球节点，吊杆下端与吊顶主龙骨联接。
2.3.3无论采用哪种方法连接，吊顶和设备安装施工中都要避免和螺栓球节点焊接，因为它原本就是铰接的，焊接就是刚接了，刚接不能释放网架节点的集中应力使得结构危险。
三、受力计算：
3.1网架节点受拉值查阅原设计图纸Nt=415KN，约为42吨。
3.2网架节点附加加强螺栓拉力：钢材受拉断裂前的最大应力值称为抗拉强度。F=σs*A，其中F为拉力（许用载荷），σs为材料抗拉强度，A为有效面积，有效面积为螺栓有效长度上直径最小处的横截面积。
M20的有效直径为Φ17，M20的有效横截面积为227mm^2。8.8级M20最小抗拉强度σb=830MPa F=830*227=188.41KN 9.8KN=1KG，F=19226KG即相当于19.2吨拉力，所以M20螺栓8.8性能等级最小抗拉力为19.2吨。
从上所述，只要单个节点极限承受的拉力小于19.2吨，网架是安全的。考虑到网架整体承载力甲方设计给出的安全值为150 kg/㎡以内。
8#槽钢8kg/m，5#角钢3.9 kg/m，3mm的铝板8 kg/㎡。我们总用钢量30吨，铝板17吨，加上空调消防设备的重量为5吨（吊顶上仅有风管），我们的平均荷载只有26 kg/㎡，整体结构是比较安全的。在实际施工中我们的转换层和四周的混凝土结构有固定，减少了对网架的荷载，也增加了稳定系数。
我们做的吊顶系统在结构受力上是安全的。
四、技术方案的优化
4.1我们现场实际施工采用的是增设钢架转换层的方式，较好地解决了大高差曲线吸音板吊顶的施工问题。吊顶转换层的钢架焊接为网格，以吻合可变空间变化，通过调节轻钢龙骨及吊挂，不断修正由于螺栓球位置精度误差造成的施工累计误差。
在和网架节点连接一块，我们在2.3.1方案一基础上做了改进，用5#角钢，8.8级高强螺栓和工艺孔固定，再用方管和角钢焊接，减小施工难度。
4.2实施产品化生产和安装：产品化就是最大限度的统一尺寸下单生产、模块化安装，每一层同心圆铝板一种扇形尺寸，每块扇形铝板和轻钢龙骨挂件独立连接，方便拆卸与安装。另外工人在吊顶上部“反吊顶”施工，也极大提高了工效。
4.3标高的确定：
标高控制我们采取的是粗定位与不断修正相结合的模式。我们施工的会展中心四周有混凝土墙，我们先在混凝土结构四周弹出吊顶标高线控制线，在网架节点按照8m纵横间距放置5号#槽钢焊制转换层，转换层比面层铝板高0.5-1.5m。同一圈铝板的高低点用水准仪确定，在实际定位中我们是抬高20mm的，因为钢网架在不断增加的荷载下有变形累加，抬高是抵消这个误差。
4.4 图纸深化
由于本工程是错层立体施工，给识图下单带来很大的麻烦，最后定为将平面cad转化成三维cad。
4.5伸缩缝的处理：网架和铝板受温度有一定影响，为保证铝板吊顶最后效果，我们在每个莲花瓣中安插了一块活动板，仅一端固定，该扇形活动板可见面是可以随着铝板的伸缩而变化，不至于漏空。
4.6面板调平：调平的工作最需要耐心和技术，要备好切割机、螺丝刀等工具，项目部人员要参与进来。
五、吸音铝板吊顶工程的质量控制
5.1吸音铝板吊顶工程检验允许偏差表（参考金螳螂公司企业内部标准）
5.2过程控制：
5.2.1事前控制：
公司强调前期策划，就是公司管理层和项目部对项目安全、重难点、进度、材料、成本等的整体策划，良好的开头等于成功的一半。
5.2.2施工阶段控制：
施工阶段的质量控制是一个动态的控制过程。项目部严格按照公司2080管理体系，实施首检、工艺样板等制度；同时会采用大规模跨分公司互检；跟踪主材到场，落实产品化施工，实现既快且省的要求。
5.2.3竣工验收阶段控制
铝板安装完成后实施强制精修，对质量问题实行销项管理。最突出的问题是铝板的错缝，我们要求控制在1mm以内。达到监理和业主要求。
六、结束语
竣工交付后，得到甲方高度认可，我们自己也得到锻炼和提高。
参考文献：
1.期刊论文，作者：秦力一、许德刚、周爱民《空间网架焊接空心球节点承载力研究》《郑州大学学报》和期刊论文 作者：牛犇《焊接空心球的应用浅析》《四川建筑》2011年
2.期刊论文，作者：董红霞《球形网架下吸音板吊顶施工技术》《城市建设理论研究》2012年
3.《网壳结构技术规程》（JGJ61－2003）