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摘要：随着建筑工程的不断发展，大跨度钢结构在建筑工程中的应用越来越广泛。但是现在大跨度钢结构施工过程中还存在着一些问题，因此对大跨度钢结构施工过程和技术方法进行研究十分重要。本文就是对大跨度钢结构施工的方法和原理进行了分析，提升大跨度钢结构在建筑工程中的应用。
关键词：大跨度钢结构；施工过程；分析研究
20世纪50年代大跨度钢结构正式兴起，到现如今大跨度钢结构的应用已经十分广泛，成为了我国建筑工程中最广泛应用的存在。因此建筑设计人员应该注重对大跨度钢结构的原理和施工过程的研究和分析，促进大跨度钢结构施工的顺利进行。
一、大跨度钢结构施工力学原理
大跨度钢结构的施工过程是根据钢结构受力状态变化的连续过程，因此钢结构的施工受到各个阶段施工的影响。因此应该让大跨度钢结构在施工过程中的位移、内力和施工要求相一致，保证大跨度钢结构施工的安全性。钢结构的内力和位移会对新一阶段的施工产生影响，设计人员应该在施工前对钢结构各个阶段的内力和位移进行计算，对施工过程中钢结构内力和位移的数据进行跟踪，确保大跨度钢结构施工顺利进行。另外大跨度钢结构每一个阶段的施工都会受到温度和约束条件等因素的影响，因此设计人员应该将这些因素计算在大跨度钢结构施工的过程中，保证大跨度钢结构施工数值的准确性。
大跨度钢结构施工过程中主要运用拓扑变化法、一般单元法和时变单元法等方法对数值进行计算。时变单元法主要是利用改变单元大小的方法对区域进行求解，但是这种方法需要在不改变离散网格的条件下进行，另外这种方法计算的数值积分稳定性较差。拓扑变化法主要是离开数值手段和拓扑学原理对改变时间范围的时间区域进行计算，但是这种方法使用的次数不能过多，否则就不能保证计算的效率。一般单元法主要是利用增减单元的方式求解区域的数值，这种方法存在网格不断二次剖分等缺点。另外时变单元法和拓扑变化法这两种方法都要求对二次程序的编写。
在对大跨度钢结构施工的力学进行研究和分析时一般会使用拉格朗日列式，拉格朗日列式主要是对物体运动进行描述，利用拉格朗日列式可以对大跨度钢结构的位移进行分析。拉格朗日列式可以对增量非线性进行描述，分析物体的变形问题。通过拉格朗日列式和虚功原理的配合可以得到非线性结构的切线刚度矩阵：
二、大跨度钢结构的特性
1.应用大量的预应力技术
预应力是建筑设计中的一种新型技术，对预应力的应用可以促进索穹顶和索膜等新型结构的建造。预应力技术主要是在大跨度钢结构承受荷载之前对结构施加相应的预应力，预应力技术的运用可以促进构件刚性的提高，增加构件使用的年限。
2.材料质量要求严格
由于大跨度钢结构的应用越来越广泛，人们对大跨度钢结构建筑的要求也越来越高，因此在进行大跨度钢结构施工过程中应该对钢结构材料的质量进行严格要求，保证大跨度钢结构的安全性，保证结构稳定。比如国家体育馆的建造跨度十分大，因此要求施工过程中应用高强度的优秀钢材。
3.构件数量庞大
由于大跨度钢结构施工的复杂性导致施工过程中需要用到几万个，甚至是几十万个构件。这些构件的种类复杂，不易管理，因此设计人员应该注重对构件的管理和试验，使大跨度钢结构施工过程可以顺利进行。
三、大跨度钢结构施工的常用方法
1.分条或分块安装法
这种安装方法是将施工结构在地面进行分割，让结构呈现条状单元，然后在利用起重机对设备在高空中进行拼接，这种方法的应用可以避免地面支架的大量铺设。另外利用起重设备进行拼接可以对结构进行灵活拼接，有利于施工方案的实施。
2.高空散装法
高空散装法是将整体结构进行划分，再利用悬挑法或者是满堂支架法对结构在高空进行拼接的方法，这种施工方法比较传统，我国从很久以前就开始运用，我国南京国际展览中心就是利用这种方法对屋盖主拱架结构进行了制作。
3.高空滑移法
高空滑移法主要分为单条滑移法和逐条累积滑移法两种方法。单条滑移法主要是利用逐条滑移和逐条连接的方法对大跨度钢结构进行施工，这种方法是先将切割的条状结构滑移到高空中再进行逐条拼接最后拼成整体。逐条累积滑移法利用滑移的方法和分段式连接的方式进行施工，就是对第一条单元进行滑移并对第二条单元进行拼接，拼接后让两个单元一起滑移，最终拼成整体的方式。
四、支撑柱拆除过程中的注意事项
在大跨度钢结构安装完成后，施工人员面临的另一个重要问题就是临时支撑柱的拆除，临时支撑柱的拆除是一个循序渐进的过程，施工人员千万不能操之过急，对支撑柱进行大规模拆除，而是应该根据支撑柱内力的作用进行逐步拆除，对支撑柱大规模的拆除不仅会影响施工的进展还可能会出现安全事故。因此在进行支撑柱拆除时应该注意以下几点内容：第一点，在拆除支撑柱时应该缓慢进行，支撑柱体内力的变化不可过大；第二点，支撑柱的拆除过程中应该对支撑柱内的力作用进行调整，分散支撑柱内的力，防止出现支撑构件的永久性损伤；第三点。拆除支撑柱时应该注意安全问题，在保证施工人员的人身安全的前提下设计科学合理的拆除方案。
五、大跨度钢结构整体提升工序的分析
由于近些年来建筑工程的不断发展，大跨度钢结构的施工也越来越广泛，因此应该对大跨度钢结构整体施工工序进行不断完善，促进大跨度钢结构施工的安全性。从整体上提升工序的质量促进了大跨度钢结构的施工，比如上海大剧院的建立就是利用了整体提升工序，但是这种方式还存在着一些问题，钢结构在提升状态时可能会出现形变，因此整体提升工序进行过程中应该对以下问题进行注意：第一，应该对提升方案进行计算，将钢结构的形变计算在内，对大跨度钢结构的稳定性和安全性进行计算；第二，应该注重保护结构的提升部位，避免由于结构在提升过程中出现损坏。大跨度钢结构整体提升工序的施工过程主要依靠三阶段，第一阶段应该将钢结构与底架相脱离，提起钢结构，其次应该对钢结构的高度进行提升，最后将钢结构提升至正确的位置。在提升过程中可能会出现提升力变化导致的钢结构稳定性不强的现象，因此施工人员进行提升时应该注重对钢结构稳定性的关注。
比如在对我国某小区进行施工时应该对整体设备进行提升，这些整体设备中包含天沟、钢梁和龙骨等部位，提升的具体步骤如下：首先在支撑的钢件上对主梁进行安装和调整，另外对次梁和龙骨进行安装，在安装完成后应该对支撑柱进行拆除，再对天沟等部位进行安装。其次准备提升设备对结构进行提升，在合适的时间对主梁进行提升，首先将主梁提升至两米，观察主梁结构的形态是否发生变化，观察时间一般为一夜，最后在确认主梁形态和焊点没有任何问题后对主梁进行提升，由于提升高度较高，不可能一次性对主梁进行提升，所以施工人员应该在停顿时对钢结构进行临时的固定。
结束语：
在大跨度钢结构施工过程中可能会因为钢结构的强度、稳定性等原因出现施工不能正常进行的现象，因此应该对大跨度施工过程进行分析，促进钢结构强度、刚度和稳定性的提升，保证大跨度钢结构施工过程的顺利进行。
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论文作者:张俊英
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/24
标签：钢结构论文; 大跨度论文; 结构论文; 过程中论文; 方法论文; 单元论文; 过程论文; 《基层建设》2019年第11期论文;