穹顶结构预应力筋的空间定位施工方法
【专利摘要】一种穹顶结构预应力筋的空间定位施工方法，该方法能够准确施工预应力筋的空间定位。穹顶结构预应力筋分为四段依次分为L1、L2、L3和L4；设定水平基准面和整体坐标系；设定各个指标；依据预应力筋建立局部平面直角坐标系XX、YY；得到在局部平面直角坐标系下预应力钢筋的各个点坐标；通过坐标变换公式得到整体坐标X轴和Y轴坐标；再通过四段分别计算得到Z轴坐标；依次连接各个采样点得到L1、L2、L3和L4，最后得到空间曲线等步骤。本发明创造性的将穹顶结构预应力筋按其空间形态分为不同的定位段，按定位段进行不同的定位施工，操作简单，可行性高，得到的分析结果满足受力及施工要求，可广泛用于穹顶布置预应力筋的结构工程中。
【专利说明】穹顶结构预应力筋的空间定位施工方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑工程施工【技术领域】，特别是一种定位穹顶结构预应力筋的空间定 位施工方法。
【背景技术】
[0002] 带有穹顶结构的建筑以其独特优越性，现阶段广泛用于商业、军用、民用建筑中， 尤其在石化工业、核电站行业发挥着重要作用。带有穹顶结构的建筑常常用于贮存易辐射、 易燃、易爆、有毒的介质，一旦结构遭受破坏，会使大量可燃、有毒液体外泄或燃烧，可能导 致毁灭性的灾害。因此随着建筑业的发展，建筑结构的容积增大，穹顶结构在使用中的安全 可靠性更加显得极为重要。在结构设计中，为了达到科学可靠的设计要求，穹顶结构通常配 置预应力筋，以增加结构的安全性、满足使用要求。穹顶配置预应力筋的结构与其他类似结 构相比，具有占地面积少，成本低、可靠度高等优点。但由于穿过穹顶的预应力筋施工定位 复杂，即使是同一根预应力筋，在穹顶部分也会分为多段不平面的直线和曲线，给实际施工 带来很多困难。若预应力筋定位不准确，预应力钢筋在现场的施工质量得不到保证，则无法 保证穹顶结构的安全可靠性。
【发明内容】
[0003] 本发明是提供一种穹顶结构预应力筋的空间定位施工方法，解决穹顶结构预应力 钢筋在双向、三维、不共面上定位难题，使预应力钢筋在现场施工质量得到保障，满足施工 要求。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 一种穹顶结构预应力筋的空间定位施工方法，所述穹顶结构预应力筋是双层正交不共 面预应力筋，每根预应力筋均为整体呈倒J型，施工的步骤如下： 步骤一，双层正交预应力筋并按其空间形态、位于不同面首尾相接的四段依次分为U、L2、L3和L4，所述L1是设置于筒身内的空间直线，所述L2是设置于筒身与穹顶交界处环梁 内的空间曲线，所述L3是设置于穹顶内的空间曲线，所述L4是与L3相切并设置于穹顶内的 空间直线； 步骤二，设定穹顶球面的球WP8投影在平面上的点P1 (X，Y，Z)= (0,0,0)，建立整体 三向坐标系，设定（X，Y) =(〇,〇)为水平基准面以定义各点标高； 步骤三，以P1为圆心，以预应力钢筋在水平基准面上的最大投影范围布置一个半径为R1的圆，设定穹顶的球面半径为R2，筒身与穹顶交界处的环梁半径为R3，穹顶底面的标高为 H1，穹顶球面的球心的标高为H2，预应力筋锚固端即L4的末端标高为H3 ; 步骤四，依据穿过穹顶的正交预应力筋的正交两个方向在水平基准面上的投影建立局 部平面直角坐标系XX、YY，下层预应力钢筋的投影为YY轴，上层预应力钢筋的投影为XX轴， 设定XX轴正向与X轴正向之间的夹角为S1，取值区间[0,90]，设定过P1点与L2S间曲线 上点的平面与X轴间夹角为θ2，取值区间[0,90]; 步骤五，得到在局部平面直角坐标系下预应力钢筋的各个点坐标（XX(η)、YY(η))，其中n(i=l,2, "·θ),θ为在曲线上取点的个数； 步骤六，利用坐标变换公式t得出在水平基准面下步骤五中曲线上各点的整体坐标值 (X(n)、Y(n))，其中n(i=l，2，-"eXe为在曲线上取点的个数，
【权利要求】
1. 一种穹顶结构预应力筋的空间定位施工方法，所述穹顶结构预应力筋是双层正交不 共面预应力筋，每根预应力筋均为整体呈倒J型，其特征在于，施工步骤如下： 步骤一，双层正交预应力筋并按其空间形态、位于不同面首尾相接的四段依次分为U、L2、L3和L4四段，所述U是设置于筒身内的空间直线，所述L2是设置于筒身与穹顶交界处 环梁内的空间曲线，所述L3是设置于穹顶内的空间曲线，所述L4是与L3相切并设置于穹顶 内的空间直线； 步骤二，设定穹顶球面的球WP8投影在平面上的点Pi(X，Y，Z) =(0,0,0)，建立整体 三向坐标系，设定（X，Y) =(0,0)为水平基准面（2)以定义各点标高； 步骤三，以Pi为圆心，以预应力钢筋在水平基准面上的最大投影范围布置一个半径为 札的圆，设定穹顶的球面半径为R2，筒身与穹顶交界处的环梁半径为R3，穹顶底面的标高为 氏，穹顶球面的球心的标高为H2，预应力筋锚固端即L4的末端标高为H3 ; 步骤四，依据穿过穹顶的双层正交预应力筋的正交两个方向在水平基准面上的投影 建立局部平面直角坐标系XX、YY，下层预应力钢筋（1. 1)的投影为YY轴，上层预应力钢筋 (1.2)的投影为XX轴，设定XX轴正向与X轴正向之间的夹角为，取值区间[0,90]，设定 过Pi点与。空间曲线上点的平面与X轴间夹角为02，取值区间[0,90]; 步骤五，得到在局部平面直角坐标系下预应力钢筋的各个点坐标（XX(n)、YY(n))，其中n(i=l,2, --?e),e为在曲线上取点的个数； 步骤六，利用坐标变换公式t得出在水平基准面下步骤五中曲线上各点的整体坐标值 (X(n)、Y(n))，其中n(i=l，2，--?e)，e为在曲线上取点的个数，
步骤七，1^为垂直于水平基准面的坚向空间直线，设定U上点的整体坐标为(m)，Yi(mXZi(m))，其中（m=1，2); 当m=l时，为起点己（Xi(l)，Yi(1)，0); 当m=2 时，为终点P3(Xi(2)，Yi(2)，氏）； 连接起点P2和终点P3即可得到U; 步骤八，设定L2上点的整体坐标为（X2 (i)，Y2 (i)，Z2 (i))，其中（i=l，2，…k)k为 。段绘制的空间曲线点的个数，k大于5,根据步骤六中得到（X2 (i)，Y2 (i))并利用公式y 得出Z2 (i)，
连接各个点得到L2，其中L2的起点为P3，终点为P4 ; 步骤九，设定L3上点的整体坐标为（X3 (j)，Y3 (j)，Z3 (j))，其中（j=1，2,…k)k为 。段绘制的空间曲线点的个数，k大于5,根据步骤六中得到（X3 (j)，Y3 (j))并利用利用公 式h得出Z3 (j)，
连接各个点得到L3，其中L3的起点为P4，终点为P5 ; 步骤十，14与1^相切于P5，设定L4上点的整体坐标为（X4 (q)，Y4 (q)，Z4 (q))，其中（q =1,2)； 当q=l时，为起点P5 (X4 (1)，Y4 (1)，Y4 (1)); 当q=2 时，为终点P6 (X4 (2)，Y4 (2)，H3); 连接起点P5和终点P6即可得到L4 ; 步骤十一，顺次连接U、L2、L3、L4得到任意一预应力筋的空间曲线的预定位置； 步骤十二，根据步骤十一中得到的曲线，将预应力筋一一安放至预定位置。
2.根据权利要求1所述的穹顶结构预应力筋的空间定位施工方法，其特征在于：所述L2曲线上标高最高和最低的两点分别与环梁球心P9连线，两条连接所夹的角03不大于 50。。
【文档编号】E04G21/12GK104405135SQ201410599800
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】王冬雁, 赵志海, 李政, 刘军, 刘柏粦, 姜会浩, 李振宝, 林树潮 申请人:中国建筑股份有限公司, 中建电力建设有限公司, 中国建筑第二工程局有限公司