大跨度空間鋼結構在房屋施工中的應用

劉君昭

摘 ? ?要：當建筑結構空間需求較大時，其三維受力結構的技術性優勢就能夠有效的體現出來了。大跨度空間結構的應用及技術要求應結合相應的計算機應用技術，結合結構造型及施工難度應合理應用受力分析技術和施工技術。

關鍵詞：大跨度空間鋼結構;房屋施工;應用

1 ?引言

在建筑空間結構體系中，其主要是指以三維立體受力特性為主的作業形式，與傳統的平面結構相比較，空間結構的承載力及穩定性有突出的優勢。隨著社會發展對于建筑空間結構的需求不斷的提升，設計及施工技術的應用程度不斷加大，使得空間結構體系的研究從未停止，尤其是基于大跨度空間鋼結構體系。

2 ?大跨度空間鋼結構的類型

2.1 ?網架結構

在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。

2.2 ?網殼結構

在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。

2.3 ?懸索結構

在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。

3 ?大跨度鋼結構常規安裝施工方法

3.1 ?高空散裝法

高空散裝法是先在地面搭設臨時支架，再用起重設備將桿件吊至相應的設計位置，然后在已搭設的臨時支架上拼裝成整體的結構安裝方法。高空散裝法有全支架法和懸挑法，其中全支架法多用于散件拼裝，而懸挑法多用于小拼單元在高空總拼，目前我國全支架法應用廣泛。高空散裝法的優點是不需要大型起重運輸設備，在高空一次拼裝完畢，可適應于起重能力薄弱或運輸困難的山區，但其缺點是現場高空作業多，臨時支架用量大。

3.2 ?分條或分塊安裝法

分條或分塊安裝法是指將結構沿長跨分割成若干條狀單元或沿縱橫兩個方向分割成若干塊狀單元，先將這些單元在地面拼裝，然后將其分別用起重設備吊至相應位置，拼裝成整體的結構安裝方法，對析架、網架、網殼結構較為適用。該法因大部分的拼裝作業是在地面完成的，質量容易保證，并能省去大部分臨時支撐，節省時間，降低成本。

3.3 ?高空滑移法

高空滑移法是指將被分割的條狀網架單元沿事先設置的滑軌單條或逐條累積后滑移到相應的位置，拼裝成整體的安裝方法。采用這種方法，結構安裝可與下部其他作業平行立體施工，從而縮短工期，同時條狀單元可在地面完成拼裝后再起吊至平臺滑軌上，也可將散件直接吊至平臺后拼裝，故該方法對起重設備要求不高，成本低，尤其適用于場地狹小、需跨越其他結構設備或進行立體交叉施工的情況。

3.4 ?整體安裝法

（1）整體吊裝法：是利用一臺或多臺起重設備將已成型的結構吊至設計位置，故該法需要起重能力較大的起吊設備，有時需要多臺起吊設備同時起吊，技術難度高。（2）整體提升法：是利用安裝在柱頂的小型設備如升板機、液壓千斤頂等將已成型的結構提升至設計位置，該法不需大型起重設備，所需機具和安裝工具簡單，提升平穩，同步性好，功效高，施工安全。（3）整體頂升法：是利用建筑物承重柱作為頂升的支承結構，用千斤頂將已成型的結構頂升至設計標高，特點同整體提升法，只是設備安裝位置不同，提升法設備安裝在結構上部，而頂升法設備安裝在結構下部。

4 ?大跨度鋼結構新型安裝施工方法

4.1 ?“攀達穹頂”整體頂升施工法

攀達穹頂施工法的核心思想是通過臨時去掉一些桿件并在結構中設置單軸鉸使彎狀結構在建造的一個時期內暫時成為幾何可變體系，從而在施工中可被折疊，結構即可在地面上或在一個相對較低的高度上進行組裝。不僅是結構主體，室內外裝修、電氣及機械設備的安裝也可在較低的高度上進行安裝，這樣便可使安裝工作安全、迅速、經濟地完成。然后采用吹氣設備提高穹頂內的氣壓或采用千斤頂等頂升設備將其頂升至預定高度就位。當結構達到最終形態后，再將施工中臨時去掉的桿件安裝在相應位置上，完成整個結構的安裝。該法具有施工速度快、造價低、安全可靠及施工質量易得到保障等顯著優點。

4.2 ?“折疊展開式”整體提升施工法

目前國內采用整體提升法和整體頂升法對網架、網殼結構的安裝運用越來越廣泛。但這兩種方法在結構提升或頂升的過程中，僅僅是向上平動的過程，內部各點之間并無相對位移，所以這些方法只適用于平板網架或較為扁平的網殼結構，而對曲率較大、失高過高的網殼或網架結構并非優選。該法是一種新型的網殼結構安裝施工方法，基本思路類似于“攀達穹頂”施工原理，是將網殼結構去掉部分桿件，在地面上折疊起來;然后將折疊的網殼結構利用提升設備提升到設計高度;最后補缺去掉的部分桿件，整個施工過程是一個由機構變為結構的變化過程。

4.3 ?少支架高空懸挑拼裝法

少支架高空懸挑拼裝法，是利用網殼結構各節點對集中荷載的承載能力大，且自身剛度大、穩定性好的特點，用已安裝好的部分結構作為后續待安裝結構的操作面，來完成結構的安裝作業的。使用該法，在施工初期，需先按傳統的安裝方法搭設少量支架，安裝3～4跨網殼結構，保證其具有一定的剛度，能夠承受后續施工荷載;然后在己安裝好的網殼結構節點上懸掛搭設支架，在其上安裝后續結構，逐步擴展，直至完成整個結構安裝。與傳統的全支架安裝法相比，該法可大大減少腳手架的用量，同時在地面上可進行立體交叉作業，從而大幅度減少施工成本縮短工期，但由于其高空作業相對較多，也存在一定的安全隱患。

4.4 ?整體張拉施工法

整體張拉施工法是將索結構在地面整體拼裝，然后利用液壓千斤頂將索結構同步提升至與周圍剛性約束連接，再對整個結構進行整體張拉成形的施工方法。該法避免了高空作業存在的安全隱患，同時減少了大量臨時支架的安拆作業，從而節省時間，降低成本，更重要的是在整個提升過程中，能夠準確并有效地控制構件的位移、變形和受力狀態。

5 ?結語

綜上所述，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，不斷地優化大跨度空間鋼結構施工技術。

參考文獻：

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