關于現代大跨度空間鋼結構施工技術的研究

蒙 剛

(福清市永盛鋼構工程安裝有限公司,福建 福清 350300)

現階段,現代大跨度空間鋼結構的建筑指的是橫向跨度大于30m的特殊結構形式的建筑。大跨度空間鋼結構施工技術指的是在大跨度空間的鋼結構上進行施工的技術,具有很強的專業性。為了促進現代大跨度空間鋼結構施工技術的應用,有必要對該項技術進行分析和探討。

1 現代大跨度空間鋼結構的類型分析

1.1 網架結構分析

在現代大跨度空間鋼結構中,網架結構是在建筑施工過程中被應用最頻繁的一種大跨度空間結構。指的是根據特殊的空間布局將諸多建筑構件連接起來而形成的一種空間架構,網架結構可以對屋頂起到支撐的作用,并且性能十分優越,而其網架結構的下部則形成了懸空空間。網架結構的優勢有三點,第一,支撐力超強,第二穩定性能強,第三外形漂亮。網架結構的缺陷有三點,第一,網架結構的施工難度大,第二,施工效率低,第三,施工成本高。在某種程度上,這些缺陷影響了網架結構的實際應用。

1.2 網殼結構分析

在現代大跨度空間鋼結構中,網殼結構就是所謂的網狀結構,因為建筑結構的相關構件以網狀分布的形式呈現出來而命名。網殼結構的特點是,可以對其添加水平壓力以及拉力,從而使建筑物的頂部結構更加穩定。網殼結構的優點有以下四點。第一支撐力相對穩定、第二施工方便、第三自重低,第四具有可靠性。所以該結構具有廣闊的應用前景。

1.3 懸索結構分析

在現代大跨度空間鋼結構中,懸索結構也是應用非常普遍的一種結構形式,主要是通過柔性繩索的拉力來達到結構承重。所以柔性繩索的材質越好,性能越好,結構的承重性能越好。隨著科學技術的不斷進步,各種新型的柔性材料也不斷地涌現,導致繩索的力學性能大幅度提升,進而也使得懸索結構的承重性能較之以前上升了一個等級,變成建筑行業中應用最重要的一種結構形式。懸索結構的優勢具有四點。第一自重輕,第二施工便利,第三跨度大,第四節省材料。所以懸索結構也會在未來建筑行業中廣泛的應用,目前已經在橋梁工程以及水利工程中應用的比較多。

2 現代大跨度空間鋼結構施工特點

2.1 施工材料特點

施工材料的質量決定著建筑工程的施工質量。現階段,大跨度空間鋼結構的橫向跨度已經不滿足于30m,已經朝著更大跨度的趨勢發展。在這種情況下,施工材料的可靠性以及穩定性直接決定著結構材料的力學作用,決定著建筑結構的載荷穩定性。所以就需要認真選擇強度較高、尺寸夠厚的施工材料來加強建筑物的載荷穩定性。

2.2 空間結構特點

現階段,大跨度空間結構的空間造型已經朝著多樣化趨勢發展,基本的空間造型只能滿足人們人們對于場內空間的需求,卻無法滿足人們更高的審美要求。所以相關人員通過參考仿生學的設計靈感創造出了很多新型的大跨度空間鋼結構,不僅造型美觀,而且結構合理,極大的滿足了人們對于建筑的需求。

2.3 設計特點

現代大跨度空間鋼結構主要是通過大量的桿件連接而成,存在大量的節點。一旦桿件的空間位置出現偏差,或者某一個節點的連接不牢靠,將會影響整個大跨度空間鋼結構的穩定性,引發極大的危害性。所以現代大跨度空間鋼結構的設計需要經過多次反復的計算,并嚴格審核計算結果,驗證計算結果的科學合理性。近幾年來,科學技術的發展,計算機技術的應用,對于提升現代大跨度空間鋼結構的設計效率以及設計質量具有十分重要的意義,設計人員可以通過模擬軟件來反復驗證大跨度空間鋼結構的穩定性以及可靠性,提升了現代大跨度空間鋼結構的設計的科學合理性[1]。

2.4 構件的安裝特點

與普通的建筑結構對比,現代大跨度空間鋼結構的中間區域的力學支撐相對薄弱,必須要通過復雜的結構形式有效傳遞力學。在傳遞力學的時候,必須要確保建筑各個構件的位置正確,連接精準而牢靠。如果構件的位置或者連接出現問題,力學傳遞不順暢,那么整個建筑的結構將會失去平衡,降低建筑結構的穩定性。所以在安裝構件的時候務必要具備較高的精準度,確保構件空間的位置合理,構件連接的牢固性達到標準,進而提升建筑結構的穩定性,保證建筑的承載性能。

3 現代大跨度空間鋼結構施工技術的研究

3.1 高空原位單元安裝法分析

高空原位單元安裝法需要在設定的位置布置構件,并以此為基礎進行靈活的安裝,既可以借助其他建筑設施的支撐下搭建高空操作平臺,又可以合理劃分空間鋼結構,實施吊裝操作。如果選擇吊裝操作,如果建筑結構是網架結構或者網殼結構,務必要確保建筑結構的強度、剛度以及穩定性能達到相關標準。最大限度的避免鋼結構出現塑性變形,影響建筑施工質量。另外,要注意提前預定鋼結構拼接的焊接順序,加快拼接效率,保證建筑施工的經濟性。具體的安裝步驟是,第一,搭建穩定的高空作業平臺,先達到安裝的空間要求；第二,固定構件,在此過程中一定要注意對安裝結構造成破壞；第三,采取多點施工法,盡可能的提升焊接速度,確保結構支撐的穩定性。

3.2 滑移施工法分析

滑移施工法主要以大跨度空間鋼結構的分調結構單元為基礎,利用滑軌進行滑移至預定位置,然后完整鋼結構的拼接。所以滑移施工法需要在特定的條件下才能實施。第一結構類型規范、整齊；第二支撐軸線滿足相關要求；第三主桁架結構一致。并且在使用滑移施工法之前,要先檢查被滑物體、滑移軌、滑靴等的準備情況?；剖┕しㄖ饕腥齻€階段。第一階段是卷揚機牽引滑移,第二階段是壓千斤頂鋼絞線束牽引滑移,第三階段是液壓頂推千斤頂夾軌頂推滑移。在實際的施工過程中,要結合建筑工程的特點以及現場情況來選擇適合的滑移方法。滑移施工法主要應用于機場、博物館等現代大跨度空間鋼結構的建筑施工過程中。并且在施工成本以及施工復雜程度上具有極大的優勢。

3.3 整體提升施工法分析

整體提升安施工法的施工步驟是,第一先將目標網殼結構劃分為若干單元；第二,借助提升設備將第一個單元提升到一定高度,然后與第二個單元連接,連接好之后再將兩個單元一起,利用提升設備提升到一定高度,與第三個單元進行連接,就這樣循環操作,直到達到設計的高度后,再與整個結構進行拼裝。整體提升施工法的施工具有以下優點。第一,提升設備無需太大,主要應用于小網殼結構的施工中,施工成本低。第二,因為在提升過程中,網殼結構的受力就集中在幾個提升點上,這幾個點的應力相對集中,所以一定要提前對這些提升點進行分析,以便達到應力要求,提升施工結構的安全穩定性。第三,需要提前在地面完成拼接,最大限度的提升施工人員的安全性。第四,整體提升施工法只能垂直提升,無法進行水平移動或者轉動,靈活性較差[2]。

4 結語

綜上所述,現代大跨度空間鋼結構施工技術具有十分重要的作用和意義。但是還需要不斷的結合建筑工程的特點,根據施工現場的實際情況,不斷地優化現代大跨度空間鋼結構施工技術。