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摘要：近年来，我国建筑行业的迅猛发展使相关建筑技术不断成熟，尤其是对大跨度复杂钢结构的运用，使我国大型工程建设质量得以提升，工程结构稳定性也达到相对较高标准。现代建筑对大跨度复杂钢结构的有效运用进一步解决钢结构承载力不足问题，使钢结构运用逐步向多元化发展，为建筑的大跨度复杂刚结构选用奠定良好根基。
关键词：大跨度 复杂 钢结构 施工技术
一、大跨度钢结构概念
其指的是超过 60m 横向跨度的建筑结构，具体结构形式包括网架结构、桁架结构、壳体结构、悬索结构等多种，一般多应用于公共基础建筑和工业建筑的构建，如体育馆的建设、剧院的建设、机场高铁候机厅的建设、商业综合体、大型生产厂房等。
二、大跨度复杂空间钢结构特点
1.大跨度钢结构形式多样化和复杂化发展
目前，我国的大跨度钢结构形式已经突破了传统单一形式，向着多样化、复杂化发展，出现了很多新的钢结构形式。例如，北京奥运会运动馆“鸟巢”在建设过程中，就使用了扭曲的空间桁架结构，比较复杂，而在羽毛球场馆的建设中使用大跨度的弦支弯顶结构。
2.钢结构跨度、等级、厚度与空间结构复杂度保持一致
受结构重要影响，大跨度空间结构设计长度应与重力承压数据成正比，从而保障建筑结构的稳定，以免因压力负荷较高也而产生基础结构撕裂等相关问题，尤其对于部分大型建筑工程而言，为达到高美观度的相关标准，钢结构跨度等级需随着结构长度及承载力的提升不断增加，进而保障其能够与空间结构承重数据保持一致，以便更好的提供支撑力。如我国在对鸟巢体育馆建设方面，所选用的钢板厚度最低达到 100 毫米以上，而结构实际平均跨度均达到 290 米以上，其中 Q420C、Q390C、Q46QE 等钢结构在鸟巢体育馆建设方面应用广泛，有效提高基础结构承压能力，使其受力平衡，可与结构空间复杂度保持一致。
3.大跨度钢结构节点多元化
大跨度钢结构节点多元化应用使仿生建筑建设难度有所下降，通过复制自然元素达到建筑建设功能性的基本目标，从而使建筑使用安全性及舒适度均有所提升。在此过程中对建筑大跨度钢结构的要求也随之提升，不仅要能够成效的承载多种节点压力，同时要提高建筑实际使用效益，使铸钢节点及锻钢节点等不易垂涎质量等多方面问题，确保建筑节点多元化应用能够发挥良好的实际效果。
4.设计难度与构件数量、截面类型成正比
现代建筑设计大跨度钢结构材料运用逐步呈现复杂化发展，钢结构构建数量不断增多，截面类型也不尽相同，使钢结构使用难度有所提升，一旦在某细节方面出现施工误差或相关的质量问题，即可对整体建筑造成严重影响。此时相关技术人员要在钢结构运用方面及时做好弯扭构件研究处理，并提高结构施工精度，保障施工质量，从而在根本上解决设计难度大及构件数量多等突出矛盾问题。
三、大跨度复杂钢结构常用施工方法
1. 分块安装法
此安装方法先在地面将结构分为若干单元，然后将其提升到高处进行拼接，该方法减少了铺设地面支撑的数量，并可以根据起重机的承载能力，自由调节块状结构单元尺寸，灵活施工。
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2. 高空散装法
这种施工法是较为传统的方法，其原理是将整体结构划分成散件，然后采用悬挑法、满堂支架法进行高空拼接。这种方法适用于螺栓球节点或空心球节点的网架结构，这类结构采用非焊接方式，如南京的国际展览中心就是运用这种方式进行的屋盖拱架制作。
3. 整体安装法
其是指将整体结构在地面上就拼接好，然后利用起重设备或液压顶升装置吊到设计标高后固定。这种方法能够在地面进行焊接，可以更好地保证焊接质量，也能有效地控制结构尺寸，所以比较适合焊接球网架和管桁架。
4. 高空滑移法
高空滑移法包含两种形式，一种是单条滑移，一种是逐条累计滑移。前者是原理是先逐条滑移，后逐条连接，也就是将分割的单元逐条滑到高处后，再一条条拼装成整体；后者原理是分段式连接和滑移，也就是将第一条滑移到一定距离后，将它与第二条单元连接，然后作为整体进行滑移，再到一定距离后连接第三条单元，依此论推，直到整体连接完成。滑移法从滑移对象上分又可分为滑移结构法和滑移脚手架法。
四、大跨度复杂空间钢结构施工中存在的问题
1.吊装工序中平面与空间桁架的平稳性问题
在高空进行焊接作业，不仅具有一定危险性，而且工作难度大，效率低。实际工作中为了解决这些缺陷，可以运用整体吊装等方法，将焊接工作转移到在地面进行，这样不仅提高了工作效率，而且保证了焊接质量，保证了整体结构的稳定性。不过在选用这类吊装法时需要注意吊点的选取和桁架的稳定性。在大跨度平面或空间桁架结构中，吊点的分布和数量是非常关键的，如进行直线型支架的吊装和两端拼接时，选择吊点位置要保证支架的起吊平稳，尽量避免支架自重导致的相对形变，这样才能控制好支架准确位置，完成两端拼接工作。另外，吊装中还要保证平面内外的稳定性，平面内稳定指的是单个构件的不失稳，保证强度；平面外稳定指的是框架整体稳定，避免受破坏。两种稳定性都是与吊点位置、数量有关，一般来说，吊点越多越稳定。
2. 大跨度钢结构施工过程中临时支承柱的设置问题
临时支承柱对大跨钢工程来说比较重要，一般运用较为频繁，不过临时支柱的使用也存在负面问题。支承柱所施加的力是暂时性的，整体结构设计时未对其考虑，这样就难免影响钢结构中力的分布，这样就有可能影响整体的稳定性或破坏支承点附近的构件。目前通常用的支撑方案是单柱支撑、联体支撑、网架支撑三种，具体实际应用需要综合考虑刚体结构、支撑点数量等，选择合适支承方案。
3.大跨度钢结构施工过程中临时支承柱的拆除问题
安装完成后，要进行拆除临时支承柱工作，拆除过程要考虑体系力的作用，逐步进行，从而使结构力逐渐转移，使内力重新分布。在拆除完全部支承后，钢结构整体的受力状况要达到设计要求。总之，拆撑时要做到缓慢进行，对各受力杆件进行微调，注意安全操作。为保证拆除过程的缓慢可控，一般在临时支撑柱头设置千斤顶、沙箱或其他可调节装置。
参考文献：
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[5]李贵平.浅谈大跨度钢结构施工过程的结构分析方法（J）.化学工程与装备.2010.5：111-112
论文作者:邓洪宴
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第24期
论文发表时间:2018/4/8
标签：钢结构论文; 结构论文; 大跨度论文; 桁架论文; 节点论文; 建筑论文; 过程中论文; 《建筑科技》2017年第24期论文;