現代建筑技術對建筑空間結構的影響

孫黎光

摘要：進入新世紀以來，國內社會經濟持續穩定發展，用戶對建筑物藝術性、美觀性需求增加，促進建筑行業對建筑空間結構不斷進行創新實踐。大量曲面、大跨度、大空間的建筑結構需要更為先進的現代建筑技術提供支撐。本文主要是從安全和質量的需要出發，探索采用何種施工技術來保證建筑空間結構的有效實現和可靠使用。

關鍵詞：現代建筑技術;空間結構;影響

建筑空間結構是體現設計師建筑設計理念，展示建筑物藝術和美學特征的重要部分。現代建筑物的空間結構通過采用新型建筑材料，讓整體空間結構的重量下降、成本減少，空間表現形式更為豐富，設計師的藝術創造力得到了更好的展示和體現。建筑空間結構要實現安全可靠施工，必須從技術的原理、實現方式等角度出發，不斷提高建筑施工技術的有效性和實用性。

1、現代建筑空間結構的主要特征

一是建筑結構日趨復雜化。現代建筑不再局限于直線、固定的立方體等單一的線條和外形，在設計理念的組合下，建筑結構以曲面、穹頂、大跨度、超大空間等多維立體結構的方式變得更加復雜化。這種建筑結構復雜變化主要自于兩個方面的支撐。一方面是具有高強度和硬度的不同類型新型建筑材料的誕生，讓房屋的結構變化成為可能。另一方面是對空間結構的研究幫助人類更為深入的掌握了空間結構的內在規律，過去依據傳統來建造房屋的方法，已經在數學和力學的研究成果下，轉變為形成對空間結構的科學研究技術體系。

二是建筑結構的跨度不斷刷新紀錄。目前建筑結構用鋼材的各種性能越來越好，建筑跨度距離不斷被突破。這種大跨度的空間表現也受到人們的喜愛和歡迎。國家對建筑結構的跨度標準認定基礎為60米，超過60米距離的都是大跨度建筑。大跨度建筑在大型體育場館、藝術展覽館、航空和高鐵候車港建設中得到了廣泛的應用。目前國內最大跨度的鋼結構空中走廊達到76.5米，已經在湖北武漢的光谷之星項目中施工完成。

三是建筑結構中的構件更加精細化。為保證建筑空間的安全可靠，大部分建筑項目都對建筑結構件提出了更為高標準的質量要求。特別是鋼結構的建筑結構中，僅鋼材焊縫全部實現一級焊接就會讓整體的結構施工難度上升一個很高的臺階。這種構件的精細化必然需要現代工業技術的支持。傳統的人工焊接、人工制造的方式，必然會在不久的將來被技術更為先進、標準更高的機器操作所替代。

四是建筑結構中的結構件數量更加龐大。建筑空間結構越復雜，就越需要增加構件的數量，也會讓構件的截面結構更加復雜。現在的大型建筑工程，建筑構件基本是幾萬個數量起步，達到幾十萬個構件的項目也很多。這些構件的類型、截面形狀都需要不同的工藝來實現，特殊構件還需要進行專門的實驗進行性能檢測，這就給建筑空間結構施工帶來了很大的挑戰。

2、建筑空間結構的技術保障措施

一是要建立健全材料采購、檢驗和進場管理制度。原材料的質量是影響建筑空間質量的關鍵性因素。建筑空間結構中使用的鋼材等原材料是否滿足設計施工的技術指標，是保證項目安全可靠的決定性條件。常規情況下，原材料出廠都會由廠家出具合格證書。但是在鋼材正式進到施工現場時，要建立起完善的復檢流程，這樣主要是增加對質量的源頭把控，避免出現贗品代替合格品的情況。比如對鋼管材料的檢驗中，可以增加對材料含量的抽查檢驗，保證材料中鋼材元素含量和比例的檢驗合格率。避免材料中錳等元素的超標，對后續的焊接流程帶來直接影響。原材料進場后也要設定固定的管理場所，由專人進行保管，避免管理不善帶來的質量安全隱患。

二是要加強對焊接工藝的監督管理。焊接是目前鋼結構空間結構中重要的連接環節。對焊接工藝質量的管理要依據焊接構件的結構和尺寸情況，采用具體措施來保證焊接件滿足設計圖紙的需要。大型空間結構的建筑項目，不僅會對焊接部件進行全程監督，還會對重要的構件進行專業焊接實驗，檢驗其是否符合設計的技術指標。對普通的鋼材構件也需要從工藝流程入手，來提高焊接焊縫等技術指標的優秀率。要認真審核焊接工人的職業技術資格證書，由專人成立焊接構件質量監督小組，定期進行焊縫等質量的抽查，保證焊接件的質量。

三是要加強空間結構輔助安裝部件的管理。在空間結構安裝中，往往會利用腳手架進行安裝。要對腳手架的工作載荷進行實驗，避免支架在負荷下發生變形和下沉。腳手架在安裝時可以從連接強度大、安裝困難的部位開始，避免其他部位給該部位帶來的安裝困難等情況。在預應力網殼等工程項目中，如果采用竹木結構的腳手架，需要綜合考慮竹木的承載范圍，避免搭建中連接不穩固造成的剛度不夠，支架坍塌等事故。腳手架在安裝中如果對載荷預計不足，還會出現安裝好的腳手架在一段時間后，連接螺栓全部被剪斷的情況。因此施工單位必須高度重視腳手架等空間結構輔助安裝部位的管理。

四是加強對設計修改過程中鋼結構精度的管理。在施工中，會出現因為各種原因對鋼結構進行微調。這時要特別注意約束條件改變后，對鋼結構精度帶來的影響。當發現支座等部件誤差過大時，要對施工的允許誤差進行修正，避免埋下安全隱患。及時糾正現場施工人員的錯誤認識，不能認為鋼結構固定后，就不會造成結構變形，不會影響承載能力。要重點對超差的技術指標進行細致的調整，從整個空間結構受力的角度去考慮局部調整帶來的精度影響。

五是重視涂裝施工對鋼結構使用周期的影響。目前按照國家消防部門的要求，鋼結構上都需要進行防火涂層的涂裝。在進行鋼結構表面的涂裝中，要注重涂裝原料的選擇。一方面要保證涂裝具有防火等保護功能，一方面要讓涂裝涂料和鋼材原有底層涂料相匹配，增加鋼結構的使用壽命。

現代建筑技術能為建筑空間結構提供有力的技術支撐。在實際應用中，要從各項技術的特點出發，圍繞提高建筑空間結構的安全穩固性能，不斷優化設計方案，落實各項安全管理保障措施。

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