【摘要】随着我国城市化建设进程进一步深入推进,以及相关的材料科学技术的进一步提升,大跨度空间钢结构在我国房屋基建施工过程中占据着越来越重要的地位。本文将围绕“大跨度空间钢结构在房屋施工中的应用”这一话题,详细介绍了大跨度空间钢结构的主要特点,大跨度空间钢结构的主要施工技术、施工方法,并结合我国现阶段房屋施工现状,提出几点房建工程中有效应用大跨度空间钢结构的有效措施。
【关键词】大跨度空间钢结构 房屋施工 应用措施
笔者在翻阅了大量的相关文献,并参考了国内外优秀的大跨度空间钢结构建筑实例后,总结了其主要特点、施工技术。基于新兴科学技术和材料成型技术,提出几点提高大跨度空间钢结构建筑性能,促进大跨度空间钢结构在房建工程中有效应用的措施。
一、大跨度空间钢结构特点
总的来讲,目前房建工程中经常使用的大跨度空间钢结构呈现出结构多样化、材质特殊化、加工高难化、节点复杂化的特征。
①.结构多样化
近几年来随着材料科学技术和建筑工程技术的进一步发展及应用,房建工程在结构设计、施工技术等方面都发生了巨大的变化。就目前大跨度空间钢结构在国内房建工程中的应用情况来看,在结构上,已经彻底摆脱了传统空间钢结构单一的结构模式,钢结构的拼接性能、组装性能更加灵活多样。此外,随着人们建筑审美观念的不断革新,对房建工程的要求也从以往的基础性能转向房屋的附加价值,如房屋思维外在轮廓造型、环保性能、智能化水平等,这些都倒逼空间钢结构的多样化转变。
②.材质特殊化
现阶段,房屋建造工程正逐步向装配式建筑、节能式建筑方向发展,对房屋建筑的美学性、综合使用价值十分重视。受居民住房观念的变化革新,对空间钢结构的应用也提出了更高的要求。鉴于此,只有合理改变空间钢结构的材质,优化空间钢结构的综合性能,才能促进其在房建施工过程中的有效应用。例如,传统的钢材加工技术粗糙、脆性大、厚度过大,这些
技术上的问题都限制了空间钢结构的使用范围。
③.加工高难化
大跨度空间钢结构的加工过程具有高难化。一方面,为了确保房屋建造项目的整体建造质量,需要对大跨度空间钢结构的设计、加工、采购、拼装、校验等整个建设环节作严格处理。另一方面,大跨度空间钢结构节点繁杂、数量庞大,还存在许多拼接结合位点,这些都直接影响到大跨度空间钢结构用于房屋建筑的安全性、可靠性,务必要强化其质量管理。除此之外,大跨度空间钢结构的加工高难化还体现在其巨大的焊接工作量上。
④.节点复杂化
现阶段在房屋建造工程中使用的大跨度空间钢结构的多样化主要取决于钢结构上的节点数量与节点设计。大跨度钢结构由于是拼装技术,不是一个整体化的结构,其主体轮廓、造型及功能的体现都必须靠许多个节点同时完成。这样一来,,给房屋建筑施工增添了一 定的复杂性。
二、大跨度空间钢结构主要施工技术及方法
就目前房建工程中大跨度空间钢结构的主要施工技术与方法来看,主要有以下三种施工技术,即:整体提升技术、滑移施工技术、原位安装技术。
①.整体提升技术
整体提升技术适用于质量轻、结构稳定的大跨度空间钢结构的安装。在安装前要组装好空间钢结构,再作整体提升。此项技术多用于单位面积或者网架结构 形式的房屋建设中。
②.滑移施工技术
滑移施工技术经常用于结构轮廓较为规则的空间钢结构,例如长方形或圆形钢结构。在运用滑移施工技术的过程中,要注意保持主桁架的结构一致性,确保施工效果的规范化、齐整化。
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③.原位安装技术
原位安装技术主要由拼接技术和焊接技术合力实现。该方法适用于结构小、质量轻的空间钢结构。由于减少了临时支撑结构的建设,此技术施工成本较低。
三、推进大跨度空间钢结构在房建工程中的有效应用措施
随着大跨度空间钢结构在我国房屋建造工程中的广泛应用及推广,如何高效地将新兴科学技术与大跨度空间钢结构施工技术有机地结合在一起,从而确保大跨度空间钢结构的安全性能,提高房屋建筑质量已成为时下热议的话题。笔者认为,将新兴的计算机技术、虚拟仿真技术、动态控制技术应用到大跨度空间钢结构的加工、建造、使用中,将会极大地推动房屋建筑项目的智能化、自动化发展。
①.应用新兴计算机及互联网技术
信息技术的发展促进了整个人类社会的跨越式进步。将现代化计算机技术应用到大跨度钢结构的制造及使用中,能够进一步提高空间钢结构的加工质量,拓宽其在房屋施工工程中的应用范围。具体而言,在大跨度空间钢结构中应用计算机技术主要涉及到两大方面。一是运用计算机技术进行空间钢结构的设计、加工、制造。例如,运用CAD制图软件、IBM建筑管理技术、CAM技术等进行空间钢结构的设计,这样可以保证钢结构的加工精度,还可以随机自由切换钢结构模型,增强钢结构设计的灵活性和高效性。另一方面,依托于新兴大数据和云计算技术,可以就大跨度空间钢结构在房建工程中的应用环节建立专门的智能化数据分析系统。通过搜集、融合、加工、处理相关的建筑规划政策信息、空间钢结构技术信息和房屋建筑项目信息,自主生成合理可行的施工方案,这对于提高大跨度空间结构在房建工程中的应用效率和应用精度大有裨益。
②.应用施工虚拟仿真技术
虚拟仿真技术在建筑工程中的有效应用极大地简化了建筑设计人员的工作负担,提高了建筑设计的效率和精度。建筑施工虚拟仿真技术能够通过具体的模拟软件,将整个房屋建筑环节准确、细致地刻画出来。包括房屋的外在轮廓形态、室内居住环境、建筑集群周边环境等必备的基本信息,根据这些信息,还能够对房屋建筑使用的建材、投入的成本、获取的收益准确核算。此外,虚拟仿真技术还能够细化到大跨度空间钢结构的具体施工环节中。例如,在大型房建项目的吊装施工中,可以运用虚拟仿真软件对整个吊装过程作细化处理,还能够合理控制施工中的技术难题和安全问题,从而进一步提升房建施工项目的施工效率和施工精度。
③.强化动态控制技术
大跨度空间钢结构在房建工程中的应用是一个复杂的过程,建设周期长,涉及到的施工环节也很多。因此,从单一方面去控制大跨度空间钢结构在房屋施工中的应用,无法实现精准、高质量控制,务必从多个方面、多个角度出发。动态控制技术的应用能够有效地克服房建项目中大跨度空间钢结构在施工过程中的动态影响因素,保障建筑物的质量安全,提升其结构的稳定性。例如,在机场航站楼的修建过程中,常常在大跨度空间钢结构施工环节运用动态控制技术,通过综合分析施工中的各类动态变化因素,对施工过程进行精细化、高效化管控,以此来提高建筑物的整体质量。
④.做好质量监管工作
做好房屋施工中的大跨度空间钢结构质量监管工作,需要立足于以下两个方面。第一,要尽快制定严格的钢材质量监管指标。在钢材的加工、进购过程中要严格按照生产质量指标作业,从源头上杜绝钢材材质问题。第二,在空间钢结构的应用过程中,要做好对钢材结构设计、安装、拼接等加工过程的监管,特别是空间钢结构中的节点和多部位结合处等细节问题,一定要高度重视,强化技术管理、质量管理。
大跨度空间钢结构由于结构稳定、力学特性好、理化性能优等特点在我国房建工程中发挥着极其重要的作用,已成为现阶段房建工程中的主要建材。例如,2008年北京奥运会主场馆“鸟巢”的建筑结构主体就是钢结构。相对于西方许多国家,我国在大跨度空间结构上的研发技术及应用技术尚不成熟,依旧存在着较大的进步空间。
参考文献
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论文作者:潘冰
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第14期
论文发表时间:2019/9/10
标签:钢结构论文; 空间论文; 大跨度论文; 技术论文; 房屋论文; 建工论文; 施工技术论文; 《工程管理前沿》2019年第14期论文;