多层次多曲面单层焊接球钢结构网架及其施工方法技术领域
本发明涉及一种多层次多曲面单层焊接空间钢结构网架及多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的施工方法，特别涉及一种用于大跨度、多曲面、多层次、单层壳型空间网架的多层次多曲面单层焊接球钢结构网架及其施工方法。
背景技术
近年来，随着社会的发展和人民生活水平的提高，为了满足社会发展的需求及丰富人民的文体生活，城市加大对体育馆、剧院、展览馆、科技馆等大型钢结构场馆的建设力度；这些大跨度建筑屋面多采用钢网壳结构，特别是采用多层次多曲面的空间异型多曲面网壳；这些多层次多曲面的空间异型多曲面网壳不仅具有结构新颖等特点，在满足结构安全性的同时，钢材用量较少，具有较好的经济性，并对大跨度建筑屋面的各类造型有独特的适应性，但是传统的钢结构网架已经不能满足任意曲面、多个层次、外形多样性，以及大型建筑的规划对空间使用、合理分配钢结构各个部件的受力以及建筑外形的艺术效果的要求，因此，创新一种多层次多曲面单层壳型空间网架结构以及该多层次多曲面单层壳型空间网架的施工方法是摆在建设者面前的一个难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、施工方便的一种多层次多曲面单层焊接球钢结构网架，同时提供了该多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的施工方法，以解决已有技术存在的上述问题。
解决上述问题的技术方案是：一种多层次多曲面单层焊接球钢结构网架，包括多层单层多曲面单层焊接球钢结构网架和支撑单层多曲面单层焊接球钢结构网架的钢筋混凝土结构的立柱，它的每一层单层多曲面单层焊接球钢结构网架由分离结构的杆件、空心球件通过焊接方式连成一体构成；位于钢筋混凝土立柱上的弹性支座通过网架支撑杆与单层多曲面单层焊接球钢结构网架连接；
作为单层多曲面单层焊接球钢结构网架主体的杆件采用不同规格的钢管制成；
作为杆件与杆件连接装置的空心球件为一空心钢球，每个空心球件在空间的坐标位置不同，各个空心球件之间在三维方向上的任意方向连接有至少2-6条杆件，形成单层多曲面单层焊接球钢结构网架；
所述的弹性支座包括：支座球、肋板、钢管支托、螺栓、伞齿轮、簧圈垫板、簧圈、底板、过渡板、加劲肋和预埋板；
所述支座球为一空心钢球，作为弹性支座通过网架支撑杆与单层多曲面单层焊接球钢结构网架连接的连接体；
所述底板是边长为正方形的钢板，在正方形两条对角线上分别开有4个用于安装螺栓的安装孔：
所述过渡板是四边具有边框的方形钢板，其边长比底板边长长8%-25%；
所述的预埋板亦是正方形的钢板，其边长比过渡板最长边的边长长10%～20%；
在工作状态下，用于支撑支座球的钢管支托和肋板固定在底板上，支座球固定在钢管支托和肋板上；套装有簧圈、簧圈垫板、伞齿轮的螺栓穿过底板，固定在过渡板上；底板底面与过渡板之间滑动连接；过渡板通过加劲肋安装在预埋板上，预埋板事先预埋在钢筋混凝土结构的立柱顶面，其反面预装有抗剪键和预埋板锚筋；
各个层次的单层多曲面单层焊接球钢结构网架之间，通过杆件Ⅲ连成整体多层次多曲面单层焊接球钢结构网架。
其进一步技术方案是：所述底板A上用于安装螺栓的安装孔是直径与螺栓直径相当的圆孔，所述过渡板是四边具有边框的正方形平板，其边长比底板边长8%-12%。
或是：所述底板B上用于安装螺栓的安装孔是直径与比螺栓直径大2～5倍的圆孔，所述过渡板是四边具有边框的正方形平板，其边长比底板边长15%-25%。
或是：其底板C上用于安装螺栓的安装孔是一个方向的宽度与螺栓直径相当、而另一方向上长度比螺栓直径大几倍的条形孔，所述过渡板是四边具有边框的长方形平板，其一组边边长比过渡板边长8%-12%；另一组为在沿条形孔边边长方向比过渡板长边长5%-25%。
其更进一步技术方案是：所述的网架是带弦支结构的多层次多曲面单层焊接球钢结构网架；每个弦支结构包括弦支结构支座、弦支球，拉索和弦支球撑杆；
所述弦支结构支座包括一个弦支结构支座球和一个套板，所述的弦支结构支座球是多层次多曲面单层焊接球钢结构网架上的某一位置的空心球件；所述套板的一端有一与弦支结构支座球外径相同的孔，套板套在弦支结构支座球上并与之固定连接，所述套板的另一端用于固定或锚固安装拉索；
所述拉索为预应力拉索，由多股钢绞线或钢丝绳构成；
所述弦支球为一由通过连接螺栓连接两半实心球构成的实心球，实心球内开有用于穿拉索、贯通实心球的圆孔，该圆孔在弦支球内的走向与拉索的走向相同；
组装状态下，拉索穿过各个弦支球，两端分别固定或锚固在位于多层次多曲面单层焊接球钢结构网架两侧的弦支结构支座的套板上，成V字形布置的两弦支球撑杆的一端与弦支球固定连接，另一端分别与多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的两空心球件连接形成V字形的两边。
本发明的另一技术方案是：一种多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的施工方法，该方法是将构成多层次多曲面单层焊接空间钢结构网架的分离结构的杆件、空心球件、弹性支座和网架支撑杆在现场进行单层焊接构成多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的方法，制作每一层单层多曲面单层焊接球钢结构网架，它包括以下具体步骤：
A．制作第一片单层多曲面单层焊接球钢结构网架QW1：
按设计要求，首先选取中间部位的一片单层多曲面单层焊接球钢结构网架QW1作为首先制作网块，用全站仪进行多次找准各个空心球件的空间位置，用空心球件临时支撑杆支撑空心球件，再根据设计要求将杆件安装焊接在各个空心球件上；
B．将第一片单层多曲面单层焊接球钢结构网架QW1下方相关联的至少4个弹性支座安放于钢筋混凝土框架结构的立柱顶面：
每个弹性支座的制作安装如下：
① 预埋板的安装：在预埋板反面事先固定安装抗剪键和预埋板锚筋，用全站仪进行多次找平校正后，再预埋在混凝土框架结构的立柱上面；
②过渡板的安装：用加劲肋把过渡板固定于预埋板上； 同时将螺栓固定在过渡板上；
③支座底板的安装：事先将肋板和钢管支托固定在支座底板上，再将支座球固定安放在肋板和钢管支托上形成一个独立构件；通过套装有簧圈、簧圈垫板、伞齿轮的螺栓将该构件锚固在过渡板上，完成弹性支座的组装；
C．按设计要求，通过8-40根网架支撑杆将第一片单层多曲面单层焊接球钢结构网架QW1与4个弹性支座连接在一起，其中，每个弹性支座上至少连接两根网架支撑杆，形成相对稳定的结构；
D．重复步骤A、B、C制作出合乎要求的单层多曲面单层焊接球钢结构网架；
在第一片单层多曲面单层焊接球钢结构网架QW1的四周重复步骤A、B、C制作多片单层多曲面单层焊接球钢结构网架QW2 、QW3……QWy……，并通过杆件或网架支撑杆连成一片，在整个网架的边缘，通过一个与弹性支座水平连接、同时与建筑物固定点垂直连接的网架支撑杆将该单层多曲面单层焊接球钢结构网架与建筑物框架主体连接，上述y的取值范围是：y为至少大于3的任意整数；
在施工过程中，过渡板与预埋板之间抹油，活动连接；待全部网架安装完毕、恒载施加完毕校正后拆除空心球件临时支撑杆，将过渡板与预埋板之间通过焊接固定；
F．重复步骤A、B 、C和D即可制作出多层单层多曲面单层焊接球钢结构网架；
将各个层次的单层多曲面单层焊接球钢结构网架之间，通过杆件连接成整体多层次多曲面单层焊接球钢结构网架。
该方法的进一步的技术方案是：一种带带弦支结构的多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的施工方法，它还包括制作弦支结构步骤，在已经建成的整体多层次多曲面单层焊接球钢结构网架上增加需要数量的弦支结构；
G．制作1组弦支结构的步骤是：
①制作弦支结构支座：根据设计受力需要，选择多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的上同一单层多曲面单层焊接球钢结构网架上某一位置的空心球件作为弦支结构支座球，以30-60mm厚的椭圆形钢板作为套板，所述套板的一端有一与弦支结构支座球外径相同的孔，套板套在弦支结构支座球上并与之固定连接，所述套板的另一端用于固定安装或锚固拉索；
②制作拉索：选取多股钢绞线或钢丝绳构成；
③制作弦支球：所述弦支球由上下两半实心球构成，在该实心球内开一个用于穿拉索的贯通实心球的圆孔，该圆孔在弦支球内的走向与拟穿拉索的走向相同，上下两半实心球通过弦支球连接螺栓1102连成一体；
④制作弦支球撑杆：采用钢管现场制作；
⑤组装形成一组弦支结构：将拉索穿过各个弦支球，两端分别锚固在位于多层次多曲面单层焊接球钢结构网架两侧的弦支结构支座的套板102上，成V字形布置的两弦支球撑杆的一端与处于V字形的顶点的弦支球固定连接，另一端分别与多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的两空心球件连接形成V字形的两边；
H．重复①～⑤步骤，制作多组弦支结构，构成带弦支结构的多层次多曲面单层焊接球钢结构网架。
本发明之多层次多曲面单层焊接球钢结构网架及其施工方法具有以下有益效果：
1. 本发明之多层次多曲面单层焊接球网架与单层次同曲面焊接网架相比，具有层次在不同空间的错落迭起，不同曲面在特定空间展开的艺术效果；能有效合理地使用空间，随意组合外形；适应了日益发展的公共场馆、大型会议和体育设施等建筑结构在高、大、难及多向变化方面的要求。
2. 本发明之多层次多曲面单层焊接球网架网架设计合理、结构简单、安装、调节方便，经济实用：本发明之多层次多曲面焊接空间钢结构网架的每一层单层多曲面单层焊接球钢结构网架都由分离结构的杆件Ⅲ、空心球件Ⅱ、弹性支座Ⅰ和网架支撑杆Ⅳ连接成一体构成，除杆件Ⅲ和网架支撑杆Ⅳ须在现场切割、下料、加工外，焊接空心球件Ⅱ可以委托相关工厂根据模型进行生产，构成弹性支座Ⅰ的零部件也可以预先预制或定制，在施工现场组装。
3. 构成本发明之多层次多曲面单层焊接球钢网架的重要部件—弹性支座Ⅰ结构合理，根据不同地方的使用需要，具有3种不同的底板以及过渡板结构，在施工过程中，过渡板与预埋板之间抹油，活动连接；待全部网架安装完毕、恒载施加完毕校正后拆除空心球件临时支撑杆，将过渡板与预埋板之间通过焊接固定，但底板底面与过渡板之间仍然滑动连接；既能满足施工过程中，对多层次多曲面焊接空间钢结构网架在安装过程中构件的空间坐标及其位置的精度调整的需要，又能在多层次多曲面焊接空间钢结构网架安装完成后，还能根据需要微动，以保证网架结构的稳定性。
4．带有弦支结构的多层多曲面单层焊接球钢结构网架其结构稳定性更高，适合大跨度、大开间的大型展览馆或公共场所的门厅等使用。
5. 本发明多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的施工方法能有效地对多层次多曲面焊接空间钢结构网架在安装过程中构件的空间坐标及其位置的精度、网架结构稳定性、网架结构外形的多样性进行控制，以达到建筑结构在高、大、难及多向变化方面的要求。
本发明施工方法中采用以下方法来达到以上要求：
①设置定位控制点来确定、校核球件空间坐标，解决定位难的问题；
②搭设高空作业平台、使用安装在钢管支撑架上的空心球件临时支撑杆先固定空心球件，再组装杆件的方法解决安装就位难的问题；
③通过分片制作，先点焊，再校核，后满焊的施工工艺，解决高空拼装、焊接成型的问题；
④最后按照既定的卸荷方案空心球件临时支撑杆、作业平台。
6．应用范围广：本发明之多层次多曲面单层焊接球钢结构网架不仅可以作为体育馆、剧院、展览馆、科技馆等大型钢结构场馆的钢网壳结构屋面；还可以作为对建筑物外形要求高，造型独特；需要展示弧形、线形、壳形、层次错落形的建筑物钢结构支架；例如外墙立面、假山或其他地方的外装饰面的支承结构。
下面结合附图和实施例对本发明之多层次多曲面单层焊接球钢结构网架及其施工方法的技术特征作进一步说明。
附图说明
图1～图4：一种多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的结构示意图：
图1：具有3层的多曲面单层焊接球钢结构网架整体结构示意图（主视图，混凝土支柱未画出），
图2：3层多曲面单层焊接球钢结构网架杆件布置示意图，
图3：3层多曲面单层焊接球钢结构网架空心球件布置示意图，
图4：3层多曲面单层焊接球钢结构网架弹性支座布置示意图；
图5～图6：构成本发明多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的弹性支座结构示意图：
图5：主视图，图6：俯视图；
图7-1～图7-3：弹性支座底板结构示意图：
图7-1：适用于边缘连接的弹性支座底板，
图7-2～图7-3：适用于中间连接的弹性支座底板；
图8-1～图8-3：弹性支座的过渡板结构示意图；
图8-1：适用于边缘连接的弹性支座过渡板，
图8-2～图8-3：适用于中间连接的弹性支座过渡板；
图9：用于安装弹性支座的预埋板结构示意图（图中表示出拟在反面安装的抗剪键位置）；
图10-1～图10-2：安装有网架支撑杆的弹性支座结构示意图；
图10-1：安装有水平支撑杆用于边缘连接的弹性支座；
图10-2：安装有网架支撑杆用于中间连接的弹性支座；
图11：带有弦支结构的多层多曲面单层焊接球钢结构网架平面布置示意图；
图12：弦支结构的立面结构示意图；
图13-1～图13-2：弦支结构的支座结构示意图；
图13-1：主视图，图13-2：图13-1的俯视图；
图14～图16：弦支结构的弦支球结构以及连接关系示意图：
图14：弦支球正立面，图15：弦支球俯视图，图16：弦支球侧立面；
图17～图21：单层焊接球钢结构网架施工方法过程图：
图17：空心球件安装位置测量放线地面定位图；
图18：空心球件安装定位图；
图19：杆件安装示意图；
图20：安装有弹性支座及混凝土支柱的1片单层多曲面单层焊接球钢结构网架示意图；
图21：由3片单独制作的球网QW1、QW2、 QW3连成一体构成的单层多曲面单层焊接球钢结构网架示意图。
图中：
Ⅰ、ⅠA、ⅠB、ⅠC-弹性支座，Ⅱ-空心球件，Ⅲ-杆件；Ⅳ-网架支撑杆，Ⅴ-混凝土支柱，Ⅵ-活动顶托，Ⅶ-空心球件临时支撑杆，Ⅷ-钢管支撑架，Ⅸ--杆件安装操作平台，Ⅹ-弦支结构支座，Ⅺ-弦支球，Ⅻ-拉索，ⅩⅢ-弦支球撑杆；
QW1、QW2、 QW3-第1片、第2片、第3片单层多曲面单层焊接球钢结构网架，XZJG1、XZJG2、XZJG3-网架弦支结构，DCDQQWC1-多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的第1层（缩写为：多层多曲球网层1，俗称第一跨），DCDQQWC2-多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的第2层（缩写为：多层多曲球网层2，俗称第二跨），DCDQQWC3-多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的第3层（缩写为：多层多曲球网层3，俗称第三跨）；
10-支座球，11-肋板，12-伞齿轮，13-簧圈垫板，14-簧圈，15-底板，16-过渡板，17-加劲肋，18-钢管支托，19-螺栓，20-预埋板，21-抗剪键；22-预埋板锚筋；
其余标号含义参见实施例。
具体实施方式
实施例一：一种多层次多曲面单层焊接球钢结构网架。
包括多层单层多曲面单层焊接球钢结构网架和支撑单层多曲面单层焊接球钢结构网架的钢筋混凝土结构的立柱，一种有3个层次的多曲面单层焊接球钢结构网架如图1所示，它的每一层单层多曲面单层焊接球钢结构网架都由分离结构的杆件Ⅲ、空心球件Ⅱ、弹性支座Ⅰ通过焊接方式连接成一体构成；位于钢筋混凝土立柱上的弹性支座Ⅰ通过网架支撑杆Ⅳ与单层多曲面单层焊接球钢结构网架连接。
作为多曲面单层焊接球钢结构网架的杆件Ⅲ采用不同规格的钢管制成（参见图2），钢管的规格根据设计的要求而定；一般，一个场馆的多层次多曲面单层焊接球钢结构网架使用的钢管规格Φ*L就会有：75.5*3.75、……325*14等十多种规格。
所述的空心球件Ⅱ为一空心钢球，作为杆件Ⅲ与杆件Ⅲ之间在三维方向上任意方向连接的连接装置，也称球结点，每个空心球件Ⅱ在空间的坐标位置不同，各个空心球件Ⅱ之间在三维方向上的任意方向连接有至少2-6条杆件Ⅲ，形成单层多曲面单层焊接球钢结构网架；空心球件Ⅱ的分布参见图3。
所述的弹性支座Ⅰ作用是：通过网架支撑杆Ⅳ（支承斜杠）与空心球件Ⅱ相连接，支承整个单层多曲面单层焊接球钢结构网架的重量，弹性支座布置参见图4。
构成本发明多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的弹性支座的具体结构如图5-图6所示，包括：支座球10、钢管支托18、螺栓19、肋板11、伞齿轮12、簧圈垫板13、簧圈14、底板15、过渡板16、加劲肋17和预埋板20；
所述支座球为一空心钢球10，其作用是：作为弹性支座Ⅰ通过网架支撑杆Ⅳ与单层多曲面单层焊接球钢结构网架连接的连接体；
所述钢管支托18用具有足够强度的钢管制作、肋板11用钢板制作；作用是固定在底板上固定支座球；
所述螺栓19、伞齿轮12、簧圈垫板13、簧圈14是标准件；
所述底板15是边长为正方形的钢板，在正方形两条对角线上分别开有4个用于安装螺栓19的安装孔：（参见图7-1）；根据支座应用地方的不同，所述底板15上用于安装螺栓19的安装孔有三种不同结构（参见图7-1～图7-3）：
对于应用于网架边缘、其支座球10上连接有至少1条横向支撑杆直接与建筑物框架主体相接的端支座（参见图10-1）；其底板A上用于安装螺栓19的安装孔151为直径与螺栓直径相当的圆孔（参见图7-1）此种结构的弹性支座ⅠA除上下活动外，其余方向活动性差；
对于应用于球钢结构网架中部，其球件上连接有2条以上网架支撑杆的弹性支座（参见图10-2），有以下两种底板：底板B用于安装螺栓19的安装孔152为直径与比螺栓直径大2～5倍的圆孔（参见图7-2），此种情况下，弹性支座除上下活动外，可以在任意方向上滑动，是全方位滑动的底板，构成可以任意方向滑动的弹性支座ⅠB；
其底板C上用于安装螺栓19的安装孔153为一个方向的宽度与螺栓直径相当、而另一方向上长度比螺栓直径大几倍的条形孔（参见图7-3）此种结构的弹性支座ⅠC除上下活动外，还可以在某个方向滑动。
所述过渡板16是四边具有边框的平板，其面积比底板大，用于与底板A配套的过渡板16为正方形，其边长比底板边长8%-12%（参见图6、图8-1）；用于与底板B配套的过渡板16亦为正方形，其各边边长比底板边长长15%-25%（参见图6、图8-2）；用于与底板C配套的过渡板16为长方形，其一组边边长比底板边长10%左右；另一组沿条形孔边的边长比底板C长边长15%-25%（参见图6、图8-3）。
所述的预埋板20亦是正方形的钢板，其边长比过渡板16最长边的边长长10%～20%；
在工作状态下，用于支撑支座球10的钢管支托18和肋板11固定在底板15上，支座球10固定在钢管支托18和肋板11上；套装有簧圈14、簧圈垫板13、伞齿轮12的螺栓19穿过底板15，固定在过渡板16上；底板15底面与过渡板16之间滑动连接；过渡板16安装在预埋板20上，预埋板20事先预埋在钢筋混凝土结构的立柱顶面，其反面预装有抗剪键21和预埋板锚筋22（参见图5）。
本发明实施例中，作为构成弹性支座Ⅰ的支座球10与构成多曲面单层焊接球钢结构网架的空心球件Ⅱ虽然都是空心钢球，但直径大小不一、厚度不一，构成弹性支座Ⅰ的支座球10要承担网架的重量，承压强度大、厚度更大，具体规格根据设计的要求而定。
网架支撑杆Ⅳ与杆件Ⅲ虽然都是钢管，但杆件Ⅲ作为多曲面单层焊接球钢结构网架的主体，不承重，而网架支撑杆Ⅳ是作为弹性支座Ⅰ的支座球10与多曲面单层焊接球钢结构网架之间的连接件，要承重，因此作为网架支撑杆Ⅳ的钢管的管径、壁厚都比杆件Ⅲ的规格大。
作为本发明实施例的一种变换，所述多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的层数还可以增减，根据设计需要而定，一般至少2层以上；所述每层单层多曲面单层焊接球钢结构网架的曲面形状根据需要设定。
实施例二：一种带有弦支结构的多层次多曲面单层焊接球钢结构网架。
对于跨度比较大的多层次多曲面单层焊接球钢结构网架，为保证其结构的稳定性，可以通过增加弦支结构来保障其稳定性，图11所示，是带有3组弦支结构的多层次多曲面单层焊接球钢结构网架，每个弦支结构包括弦支结构支座Ⅹ、弦支球Ⅺ，拉索Ⅻ和弦支球撑杆ⅩⅢ（参见图12）；
所述弦支结构支座Ⅹ包括一个弦支结构支座球101和一个套板102，所述的弦支结构支座球101是在多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的上的空心球件，根据设计要求而选定（参见图11），一般同组弦支结构的两个弦支结构支座球101应该在同一单层多曲面单层焊接球钢结构网架上；所述套板102的一端有一与弦支结构支座球101外径相同的孔，套板102套在弦支结构支座球101上并与之固定连接，所述套板102的另一端有用于固定安装拉索Ⅻ的孔1022（参见图13-1～图13-2）；
所述拉索Ⅻ为预应力拉索，由多股钢绞线或钢丝绳构成；
所述弦支球Ⅺ为一由通过弦支球连接螺栓1102连接构成的实心球，实心球内开有贯通用于穿拉索Ⅻ的圆孔1101，该圆孔1101在弦支球Ⅺ内的走向与拉索Ⅻ的走向相同（参见图15、图16）；
组装状态下，拉索Ⅻ穿过各个弦支球Ⅺ，两端分别固定或锚固在位于多层次多曲面单层焊接球钢结构网架两侧的弦支结构支座Ⅹ的套板102上（参见图12），成V字形布置的两弦支球撑杆ⅩⅢ的一端与弦支球Ⅺ固定连接，另一端分别与多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的两空心球件连接形成V字形的两边（参见图12、图14）。
本实施例中，拉索Ⅻ是通过套板102的另一端用于固定安装拉索Ⅻ的孔1022固定在套板102上（参见图13-1～图13-2），作为本发明实施例的一种变换，所述套板102的另一端上也可以不用开孔，而将拉索Ⅻ直接锚固在套板上。
实施例三：一种多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的施工方法。
该方法是采用本发明实施例一所述构成多层次多曲面单层焊接空间钢结构网架的分离结构的杆件Ⅲ、空心球件Ⅱ、弹性支座Ⅰ和网架支撑杆Ⅳ在现场进行单层焊接组装成多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的方法，对于每一层单层多曲面单层焊接球钢结构网架，一般先安装中间部位的一片单层多曲面单层焊接球钢结构网架，再安装四周的网架；它包括以下具体步骤：
A．制作第一片单层多曲面单层焊接球钢结构网架QW1：
按设计要求，根据拟制作的单层多曲面单层焊接球钢结构网架的结构和形状，首先选取中间部位的一片曲面单层焊接球钢结构网架QW1（QW1的大小覆盖至少4个支座）作为首先制作网块，用全站仪进行多次找准各个空心球件Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4、……Ⅱn的空间位置（参见图17空心球件安装位置测量放线地面定位图），用安装在钢管支撑架Ⅷ上的空心球件临时支撑杆Ⅶ支撑固定空心球件Ⅱ（参见图18），再根据设计要求将杆件Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ3、Ⅲ4……Ⅲm安装焊接在各个空心球件Ⅱ上（参见图19），空心球件Ⅱ的个数n和杆件Ⅲ的根数m根据实际需要而定，不作限定；因此图17中，空心球件Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4、……Ⅱn统一标注为空心球件Ⅱ；杆件Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ3、Ⅲ4……Ⅲm统一标注为杆件Ⅲ；
B．将第一片单层多曲面单层焊接球钢结构网架QW1下方相关联的4个弹性支座Ⅰ安放于钢筋混凝土框架结构的立柱Ⅴ顶面：
每个弹性支座Ⅰ（参见图5、图6）的制作安装如下：
① 预埋板的安装：在预埋板20反面事先固定安装抗剪键21和通过穿孔塞焊方式预埋板锚筋22，用全站仪进行多次找平校正后，再预埋在混凝土框架结构的立柱Ⅴ上面；
②过渡板的安装：用加劲肋17把过渡板16固定于预埋板20上； 同时将螺栓19通过穿孔塞焊方式固定在过渡板16上；
③支座底板的安装：事先将肋板11和钢管支托18固定在支座底板15上，再将支座球10固定安放在肋板11和钢管支托18上形成一个独立构件；通过套装有簧圈14、簧圈垫板13、伞齿轮12的螺栓19，将该构件锚固在过渡板16上，完成弹性支座Ⅰ的组装；
C．按设计要求，通过8-40根网架支撑杆Ⅳ将第一片单层多曲面单层焊接球钢结构网架QW1与4个弹性支座ⅠB连接在一起，其中，每个弹性支座ⅠB上至少连接两根网架支撑杆Ⅳ，形成相对稳定的结构（参见图20）；
D．重复步骤A、B、C制作出合乎要求的单层多曲面单层焊接球钢结构网架：
在第一片单层多曲面单层焊接球钢结构网架QW1的四周重复步骤A、B、C制作多片单层多曲面单层焊接球钢结构网架QW2 、QW3 、……QWy，并通过杆件Ⅲ或网架支撑杆Ⅳ连成一片，在整个网架的边缘，通过一个与弹性支座Ⅰ水平连接、同时与建筑物固定点垂直连接的网架支撑杆Ⅳ将该单层多曲面单层焊接球钢结构网架与建筑物框架主体连接，y的数量个数根据实际需要而定，一般至少大于3（参见图21），图21表示由3片单独制作的球网QW1、QW2、 QW3连成一体构成的单层多曲面单层焊接球钢结构网架。
在施工过程中，过渡板16与预埋板20之间抹油，活动连接；待全部网架安装完毕、恒载施加完毕校正后拆除空心球件临时支撑杆Ⅶ，将过渡板16与预埋板20之间通过焊接固定；
F．重复步骤A、B 、C和D即可制作出多层单层多曲面单层焊接球钢结构网架；
对于各个层次的单层多曲面单层焊接球钢结构网架之间，通过杆件Ⅲ连成整体多层次多曲面单层焊接球钢结构网架（参见图1）。
本实施例中，弹性支座Ⅰ的底板有3种，对应的过渡板也有3种，具体该选用哪种，根据弹性支座Ⅰ的安装使用位置而定，具体选用参见实施例一[0026]段叙述，此处不再重复。
实施例四：一种带有弦支结构的多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的施工方法。
带有弦支结构的多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的施工方法的基本步骤同实施例三，在经过 A、B、C、D、E、F步骤后作成整体多层次多曲面单层焊接球钢结构网架后，再通过制作弦支结构步骤，在其上增加需要数量的弦支结构；
G．制作1组弦支结构的步骤是：
①制作弦支结构支座Ⅹ：根据设计受力需要，选择多层多曲面单层焊接球钢结构网架架上一个特定位置的空心球件作为弦支结构支座球101（参见图11，对于1组弦支结构而言，所述的一个特定位置的空心球件是指在同一单层多曲面单层焊接球钢结构网架上两个位置的空心球件作为1组弦支结构的两弦支结构支座球101），以30-60mm厚的椭圆形钢板作为套板102，所述套板102的一端有一与弦支结构支座球101外径相同的孔，套板102套在弦支结构支座球101上并与之固定连接，所述套板102的另一端有用于固定安装拉索Ⅻ的孔1022（参见图13-1～图13-2），
②制作拉索Ⅻ：选取多股钢绞线或钢丝绳构成；
③制作弦支球Ⅺ：所述弦支球Ⅺ由上下两半实心球构成，在该实心球内开一个用于穿拉索Ⅻ的贯通实心球的圆孔1101，该圆孔1101在弦支球Ⅺ内的走向与拟穿拉索Ⅻ的走向相同，上下两半实心球通过弦支球连接螺栓1102连成一体（参见图14～图16）；
④制作弦支球撑杆ⅩⅢ：采用钢管现场制作；
⑤组装形成一组弦支结构：将拉索Ⅻ穿过各个弦支球Ⅺ，两端分别固定或锚固在位于多层次多曲面单层焊接球钢结构网架两侧的弦支结构支座Ⅹ的套板102上，成V字形布置的两弦支球撑杆ⅩⅢ的一端与处于V字形的顶点的弦支球Ⅺ固定连接，另一端分别与多层次多曲面单层焊接球钢结构网架的两空心球件连接形成V字形的两边（参见图12）；
本实施例中，拉索Ⅻ是通过套板102的另一端有用于固定安装拉索Ⅻ的孔1022固定在套板102上（参见图13-1～图13-2），作为本发明实施例的一种变换，所述套板102的另一端也可以不用开孔，而将拉索Ⅻ直接锚固在套板上。
H．重复①～⑤步骤，制作多组弦支结构，构成带弦支结构的多层次多曲面单层焊接球钢结构网架（参见图11）；图11表示有3组弦支结构的多层次多曲面单层焊接球钢结构网架，弦支结构组的数量根据需要而定。