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摘要：大跨度钢结构的设计更加多元化，经济性和美观性都能满足现代人的价值需求，因而极受欢迎，应用也越来越多。为保证施工质量，必须重视技术难题的解决，本文从桁架的稳定性、三维设计和计算、临时支撑柱的拆除三大方面切入，指出了存在的技术不足，并给出了有效的建议。
关键词：大跨度钢结构；技术问题；稳定性
引言
在经济的推动下，现代建筑行业取得了显著成绩，随着人们的要求提高，建筑设计和施工越来越复杂。车站候车厅、体育馆等很多场合往往都会选择大跨度钢结构，加上施工工艺不断更新，规模随之扩大，大跨度钢结构施工难度随之增加，带来了不少技术难题。施工中若不解决这些问题，极有可能会影响到施工质量，甚至出现安全事故。所以，应当熟悉大跨度钢结构的特点，及时发现存在的技术问题，并想办法解决。
1 桁架及平面的稳定性
高空焊接作业危险性很高，操作难度较大，为了降低风险，方便施工人员作业，通常会选择空间框架、整榀平面作为吊装单元。这样做的优势在于，可以在地面或者低空完成大部分的焊接，操作相对于高空作业难度低，且安全比较有保障。但这种做法并非完美无缺，比如桁架结构，这只一种具有承压功能的结构物，其稳定性非常关键，直接关乎焊接工作，然而实际施工时桁架结构的稳定很难掌控。
首先，应合理选择吊点，包括吊点数量的确定和分布情况，是维持桁架平稳的前提条件。以常见的直线型支架为例，必须找到精确的吊点，才能将其平稳吊起，既不会在升高过程中失衡晃动，也不会发生形变，然后将其放置于预定位置，与其他构件相拼接。如果吊点不合理，很容易引起各种情况，比如简支梁，如果吊点接近两端，使得中间的力矩过大，从而出现两端凸翘中间凹陷的问题。如果吊点接近中心处，则两端的力矩过大，会引起两端弯曲、中间部分翘起。可见，吊点选择非常关键，需通过专业公式计算，合理选取，确保两端和中间的力矩保持平衡。
其次，在大跨度钢结构施工中，大构件容易失稳，从而引起质量缺陷。吊点位置太多，也容易引起平面结构稳定性下降，所以必须保证吊件在平面内外部的稳定性。平面外部失稳主要是指整体框架的稳定被破坏，往往是由于吊点数量太多或者位置不合适造成，内部失稳指的是某单个构件。桁架是大跨度钢结构施工中的重要因素，其失稳原因较为复杂，相应的吊装工作难度很大，需利用专业软件进行精确计算，尽可能地减少误差。
2 三维设计和计算问题
现场施工出现问题后，调整和更改较为复杂，且会耽误施工进度，所以为保证施工质量，减少失误，往往会提前使用计算机软件进行三维建模。建模技术是将实际工程按照相应的比例，在计算机内进行还原，技术人员可从三维各个角度分析，模拟每一个环节的调试和作业，为实际施工创造良好的条件，把风险降至最低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现代工程基本都实现了信息化管理，借助计算机等辅助工具，可大大提高作业效率，和计算的精准度。三维设计和仿真技术往往联合使用，以单个构件受力为例，节点连接、安装位置、受力参数设置等都非常重要，而现场施工中应尽量一次成功，不能出现大的失误。仿真技术则可模拟出单个构件的吊装过程，如果尺寸不合适，无法与其他构件无缝结合，便可以重新计算，然后再度调试。如果模拟过程中的受力过大，引起构件变形，或者整体的拼装，都可以提前进行仿真模拟，合理把握参数，减少实际施工中的误差。另外，工程结合后的拆卸环节也不容忽视，各辅助设备、临时平台等均应按顺序拆洗。总之，仿真技术可以模拟整个施工过程，对于其中容易出现问题，或者易忽视的细节，都能引起技术人员注意，从而减少施工中的返工。
钢结构的安装需要对各方面进行精确地计算，为保证科学性，需搜集足够的数据和相关信息，综合其他因素完成运算，根据计算结果制定合理的方案，选择适宜的方法工艺。施工过程中有着很多不可控的因素，所以需要实时了解动态变化，对整个过程展开跟踪模拟计算，根据实际变化情况对相关参数进行调整，从而保证施工进度和施工质量。
3 临时支撑与拆除工作
受内外诸多因素影响，大跨度钢结构施工中会遇到各种问题，需要搭建一些临时性平台，如临时支撑柱，在施工中往往不可或缺。如此一来，钢结构的受力能力和受力状态都会发生变化，破坏整体的稳定性和力学性能，甚至会破坏某些构件，是施工中必须考虑的问题。在设计阶段，设计人员容易忽视临时支撑的建设，但实际施工时往往会用到，而且其施加压力非永久性，具体参数也要结合实际情况而定，很难精确把握。这就要求设计人员尽可能地考虑周全，把临时支撑考虑在内，制定预防方案，即如果需要设置临时支撑柱，就根据大致估算的结果选择预备方案。如果不需要临时支撑柱，就选择普通方案。另外需注意，设置临时支撑柱时，大跨度复杂钢结构拱脚的竖向反力和水平推力受到影响，会明显降低。同时，临时支撑柱顶端的桁架，其内部受力也会发生相应的变化，必须精确计算，确保其稳定性和安全性。
安装焊接作业结束后，还需拆除临时支撑柱及其他构件，随着这些部分拆除，整体钢结构的受力情况同样会有所变化。技术人员应做好记录，施工队伍按照顺序和正确的方法进行拆除，确保最后一个构件拆完，钢结构能够符合设计图纸要求。拆撑时需注意，各受力杆件应保持一定的弹性，并在允许范围内调整至接近于设计的状态，以免发生永久变形。且要有效控制拆除的过程，按照标准规范执行，确保拆除工作安全、高效地完成。
4 结束语
随着社会的发展，大跨度钢结构备受现代人青睐，在实际工程中的应用不断增多。现代科技日新月异，大跨度钢结构的质量在提升，施工工艺也在不断创新，难免会出现技术上的问题，需引起行业内人士的重视。尤其是稳定性、计算的精确性等关键技术，一旦出现问题，必然会影响工程质量。今后应加强此方面的研究，在扩大钢结构使用规模的同时，还应完善施工技术，使其优势得到充分发挥。
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论文作者:吴雷
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/15
标签：钢结构论文; 大跨度论文; 构件论文; 桁架论文; 稳定性论文; 受力论文; 作业论文; 《建筑学研究前沿》2017年第19期论文;