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摘要:我国应用大跨度钢结构的时间还比较短,大跨度钢结构大多数都是在机场、体育馆等建筑物中使用。这些设施建设大部分由国家提供资金,关系到社会的形象。
关键词:大跨度钢结构;建筑工程;应用
1大跨度钢结构施工技术特点
1.1焊接难度高,技术含量大
大跨度钢结构的施工过程中,预拼接是频繁应用的控制措施,利用这样的方式可以在很大程度上提高施工精准度。要先把预拼接工作做到位,把构件带入到施工现场之后,再进行现场焊接,从而确保施工工作可以顺利展开。
1.2复杂多样的大跨度钢结构
现如今,社会经济不断发展进步的背景下,带动了大跨度钢结构的变化。目前大跨度钢结构已经不是原先单一的一种形式,而是朝着越来越复杂多样的方向发展,从而出现了更多的新型钢结构模式。例如“鸟巢”就使用了较为复杂的扭曲的空间桁架结构。
2大跨度钢结构施工的常用施工技术
大跨度结构主要的网络构架,包含网壳结构、网架结构和悬索结构等,这些结构在感受到外力的情况下,因为他们的特点各不相同,所以在施工过程里要注意到很多因素,比如说施工材料、机械、施工的场地条件、工程质量和施工成本等。在我国建设体系中常见的应用大跨度钢结构的方法有六种,包括高空散装法、整体吊装法、分条或分块安装法、整体顶升法、整体提升法以及折叠展开安装法。
2.1 高空散装法
所谓的高空散装法就是指在结构上使用的全部构件分成若干个小的散件直接在高空中设计位置上安装成整体的方式,在施工时利用满堂的悬挑和支架两种方法。支架法在我国应用的比较广泛,这样的施工方法比较适合于节点很多的网架结构上使用,它的主要特点是不需要大的起重设施,但是它的弊端就是在搭建的过程里会占用很多材料。
2.2分条或分块安装法
所谓分条或分块安装法是指将钢结构的构件在地面上进行焊接,将其变成条状或者是块状的拼装,接着由起重机械吊装至设计位置组成整体架构,因此它也被称为小片安装法。这样的方法相比较高空散装法可以节省很多的地面支架,并且分块或分条的大小一般是由起重设备的承受范围所决定的,所以施工方案的制定会比较灵便。
2.3整体吊装法
所谓整体吊装法是指分散的结构构件在地面的时候将其拼接成整体,然后在利用起重设备将其吊至高空设计的位置施工将其安装,这个方法多于中等的跨度下桁架结构非常适用,同样对起重设备的要求会比较高,并且在使用整体吊装的过程里对于地面上的建筑工程的施工会有很大的影响。
2.4整体提升法
所谓整体提升法是将起重设备放在结构的上面,其应用的方式是对于结构在地上安装完以后,通过吊杆将拼装好的结构提至到已经设计好的位置上。这样的施工方法基本采用的是利用小的机械群体来安装大结构框架,可以大大地减少吊装时所产生的成本,与此同时可以将主体结构上的一些附属部分一起调至到设计位置,例如通风设备、电器管线、防水层等部分,这么做不仅仅会对工期有所加快,还大大地降低了成本同时也保证了安全。
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2.5折叠展开安装法
网壳育顶结构主要就是应用的折叠展开安装法,其原理是把育顶的立体空间作用当作是径向拱作用与环向箍作用的叠加。这个施工技术的基本思路是先将网壳部分杆件去掉,保证其成为一个机动结构,之后可以把网壳结构折叠展开,降低了安装高度,最终利用提升设备,将其提高到设计位置并且将剩余构件补全,如此一来,总体结构又可以从原先的机动结构改变为静定结构。
2.6高空原位安装法
在安装结构的过程中,依据结构施工情况利用临时的支撑撑起施工中的荷载。等到完全结束安装结构之后再卸载,保证结构满足设计方案的标准。安装构件上,分为散件与单元两种。前者大部分是结构下方脚手架,利用其进行支撑,在空中原位安装结构散件。这样的方式适用于高度与跨度不大、使用杆件少的结构中,且不需要利用大型起重机,安装精度良好,施工便利,脚手架可以回收。可是脚手架也存在使用量巨大、搭设时间久、占用空间大等缺点。后者大部分是使用点式支承,具备施工量小、高空作业少、质量高、速度快的优势。
3大跨度钢结构施工要点分析
如今的大跨度钢结构的工程建设不再是单一的,它会将生物工程和计算机科学、物理学等综合应用。最后以一个成形的建筑物展现在人们的面前。因此我们在施工中的要点分析时不能只是针对于传统的土木技术分析了。在大跨度钢结构施工过程里要注意焊接、吊装与吊梁车的装配等方面,具体的施工要点分析如下:
3.1钢结构焊接前后的要点分析
第一,钢结构在焊接以前,要选择正确的焊接材料、焊接电压、焊接电流等。在焊接的过程里必须要保证焊接处的清洁,以此来增大焊件的应用性能。第二,在钢结构的精密度下,可以采用焊接胎夹具的方法来完成装配与检验。第三,在焊接过程里要非常重视钢结构变形现象的控制,最后一步是对零件施工装焊加工。
3.2大跨度钢结构装配工艺尺寸选取
大跨度钢结构的装配过程中,应该依据生产需要来要装配的尺寸,这样才会使误差达到最小化。依据相关的装配流程与图纸的需求进行施工与设计,来确定所装配的工艺尺寸。在放样的过程里,企业需要与建设相结合的中心目的在于屋架形式预留的收缩量是否合理,再将放样的连接板与实施平台进行连接,通过铁档的方式进行刚定位,来保证施工尺寸大小的准确性,根据前一个屋架的底模为标准进行装配与焊接,保证焊接部位的清洁程度作为前提。
3.3钢屋架吊装的施工要点
对于比20米大的跨度钢结构的安装时,要常常采用整体吊装。实施吊装的技术如下:采取三点的吊装方法,以钢结构的厂房屋面为支点,对于组成后的构件来实施整体掉吊装。在达到以一轴为核心的屋架吊装以后,用相同的方法进行二次屋架安装,严格控制屋架的倾斜于侧弯状况发生,在施工时,为了保证稳定性,需要应用螺栓来连接钢柱与钢屋架。屋架吊装完成以后,首先查验它的安装位置是否发生偏差,其次检验螺栓的固定与是否对相邻屋架进行垂直支撑。如果是大型的面板,需要采取焊接方法来连接上。
4应用钢结构的虚拟实验和结构模型的作用
现今,现代化的计算机网络技术与监控设施的虚拟的建设功能对于钢结构的广泛应用提供了很多的便利。有效地避免了在施工中因为构件偏差和施工事物给建筑物带来的隐患,保证其施工的质量情况,同时也节省了一部分的经济费用。但是,由于某个构件在施工的过程里由于安装或是吊装的原因使其发生偏移,从而导致整个工程的受力结构发生变化。然而模拟技术的应用有效地避免了这些给工程结构带来影响的情况。总而言之,应用模拟实验技术可以加大对工程的难点以及重点的控制,从而保障施工质量。
结束语
钢结构建筑在未来发展中会越来越多,因为未来的建筑会越来越多样化,越来越宜居,而钢结构可以打破传统钢筋混凝土结构建筑高度极限、跨度极限并可实现建筑的外观多样性,现在越来越多的建筑结构向大跨度钢结构靠拢,大跨度钢结构技术也越来越成熟。
参考文献:
[1]赵文慧.大跨度复杂钢结构施工技术问题分析[J].工程科技,2017,29(15):296~297.
[2]曾祥稳,贺勃涛.现代大跨度钢结构施工技术[J].低碳世界,
论文作者:韩春磊
论文发表刊物:《建筑细部》2018年1月中
论文发表时间:2018/8/13
标签:钢结构论文; 结构论文; 大跨度论文; 屋架论文; 构件论文; 方法论文; 将其论文; 《建筑细部》2018年1月中论文;