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摘要：文章以具有复杂钢结构的大型建筑为研究对象，开篇对钢结构的分类，进行了简明扼要地概述，接下来从实际出发，围绕着复杂钢结构所适用的施工技术，展开了系统、深入的讨论，主要包括整体提升技术、变形预调技术等，以期可以在某些方面给从事相关工作的人员以帮助。
关键词：大型建筑；复杂钢结构；一体化系统
引言
要想实现经济的快速发展，增加钢产量是必要条件，由于我国钢产量在世界范围内处于领先位置，钢结构建筑的数量越来越多，只有深入分析钢结构施工所应用技术受力时的状态，才能为施工质量和安全性提供保证，应用复杂钢结构的大型建筑的功能，自然也会得到应有的发挥，本文所探析内容具有重要的意义。
1钢结构的分类
复杂钢结构可以被分为三类，即：杂交结构、柔性结构和刚性结构。杂交结构指的是弦支穹顶、拉索-网架等，柔性结构指的是膜结构、索穹顶等，刚性结构指的是网壳、网架等。
1.1杂交结构体系
组成杂交结构体系的要素，主要是不同的结构子系统。杂交结构的优势，主要是由于其能够对不同子系统的优势加以利用，例如，经济指标、结构性能等，每种子系统的潜能都能够被最大程度地开发出来，不仅结构体系具有的受力性能被改善，空间结构的覆盖跨度也会随之扩大，近几年，杂交结构体系被越来越多地应用在对大型建筑进行施工的过程中，所发挥的作用也有目共睹。
1.2柔性结构体系
柔性钢结构受以几何非线性为代表的诸多因素的影响，常见的表现形式为高耸结构、大跨度结构，在对数学模型进行设计时，设计人员应当明确该结构具有柔性大、刚度小的特点，因此，将钢结构简化后进行计算，具有较为突出的现实意义。
1.3刚性结构体系
首先应当明确一点，刚性结构指的是以传统材料为依托，建造所得的结构，例如，钢结构、砌体结构等，刚性结构的特点是将刚性材料作为构成结构主体的主要材料。传统刚性结构体系对应的理论基础和设计方法已经趋于成熟，在实际施工的过程中，具有较高的应用频率。
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2钢结构施工的关键技术
在对具有复杂钢结构的大型建筑进行施工时，需要从事该项工作的人员考虑的内容较多，例如，材料设计、荷载设计、设备选择、施工环境、受力性能等，由此可见，对复杂钢结构进行施工的过程，属于动态过程，只有建立用来对关键技术所对应力学进行分析的系统，才能保证施工的效果[1]。在建模过程中，技术人员应对有限元建模引起重视，在此基础上，通过综合分析的方式，保证所应用钢结构能够达到设计方案所提出的要求。
2.1整体提升技术
整体提升技术较常被用来对大跨度钢结构进行施工，应用该项技术展开施工，需要施工人员通过拉升拉索、塔架和设备的方式，将拼装完毕的钢结构提升至特定高度，从而完成后续的安装任务。该项技术的适用对象，以高差小、刚度差小、外形规整的网架、框架及桁架结构为主，较其他施工技术而言，施工条件相对简易。适合进行低空、地面拼装的建筑钢结构，以屋盖钢结构为例，应用该项技术对其进行提升，会导致边界条件、受力状态发生变化，提升后的钢结构，往往无法满足设计要求。因此，在应用整体提升技术前，施工人员首先应结合实际情况展开分析，保证实际情况满足对整体提升技术加以应用的要求，此时，便可以在计算机的辅助下，对液压油缸设备进行控制，提升整体单元至设计标高，完成后续的安装工作。整体提升技术的优点，包括以下四个：其一，技术含量高；其二，工作效率高；其三，施工安全性高；其四，无需对工装、脚手架进行拼装。但是，需要注意一点，钢结构在被拉升的过程中，极易由于人为因素，导致构件被破坏，这就要求技术人员以一体化系统为依托，建立相应的模型分析，为钢结构建筑所具有的平衡性提供保证，在此基础上，完成计算建筑收敛性、，对钢结构提升进行模拟等任务。
2.2整体滑移技术
实现整体滑移的前提是构建一体化系统，这是因为一体化系统能够对滑移结构、支撑体系的相互作用力加以控制，也就是说，施工人员可以利用该项技术，将承重轨道与顶推轨道相分离。在此过程中，整体滑移技术所起到的作用，主要是降低工程对轨道刚度、承载力所提出的要求。
2.3整体落架技术
对大型建筑的复杂钢结构进行施工，所采用施工方法以高空组装、分段拼装为主，待上述环节告一段落，施工人员方可将工作重心转向支撑胎架的落架处理方面。拆除临时支架的过程，从本质上来说，就是受力转换的过程，因此，在制定施工方案时，设计人员应通过模拟的方式，对所制定方案的可行性进行验证。
2.4变形预调技术
建筑施工过程属于动态过程，施工材料会随着施工环节的开展而发生变形，荷载的增加也成为必然，另外，施工所产生时间、路径与竣工后结构的变形间，存在着密切的联系，对出现变形问题的钢结构进行预调，很有必要。例如，中央电视台主楼需要呈现出倾斜的状态，这就要求施工人员严格按照设计要求，完成对大悬梁进行安装的工作，完成钢结构的安装后所形成位形和设计位形的坐标差，即为预调数值。
2.5焊缝收缩的影响
拥有复杂钢结构的大型建筑，在施工过程中，需要对合拢缝焊接、建筑整体性提升等内容，引起足够的重视。不同温度所对应补杆的长度、初始内力，均存在着明显的差别，另外，天气给合拢缝带来的影响，也需要施工人员引起重视。一般来说，合拢钢结构的最佳时间为冬季，此时，温度给施工带来的影响极小，只有使钢结构的成型状态得到保证，对拥有复杂钢结构的大型建筑进行施工时所取得的效果，才能更加符合预期[2]。
2.6环境温度的影响
对车辐式结构刚度具有决定作用的因素为预应力状态，但是，预应力状态极易被温度所影响，导致构件出现热胀冷缩的情况。在实际施工的过程中，不同季节、不同地点对环梁、拉索进行安装，所对应的标准温度、安装温度，通常会存在较为明显的差别，这一点需要施工人员引起重视，只有根据设计值，确定结构预应力的分布，对拉索长度、环梁尺寸在温度上进行补偿，才能避免不必要问题的出现，导致施工质量受到影响。
2.7张拉结构方案的制定
在很长一段时间内，由于钢结构所对应车辅结构的跨度较小，设计人员普遍选择内刚性环、外混凝土的方式，该方式所对应的钢建筑结构，以体育场屋盖结构为主，随着社会的发展，人们对工程提出的要求越来越高，上文所提及的施工方式，现已无法充分发挥出应有的作用，对施工技术进行创新，就显得很有必要。常见的张拉方案，包括顶升飞柱、张拉径向索等，需要设计人员根据实际情况，进行选择和应用。例如，在对北京工人体育馆进行设计时，设计人员就将整体张拉列为备选方案之一，通过升顶飞柱、张拉环索的方式，达到张拉钢结构的效果，其中，径向索张拉的效果十分突出，在实际操作的过程中，施工人员无需将所有拉索张拉到预应力位置，由于拉索受力加大导致施工难度增加的问题，自然得到了有效的解决。
结论
通过对上文讨论的内容进行分析可以看出，随着社会的发展，具有复杂钢结构的大型建筑的数量越来越多，如何提高施工质量，自然成为人们讨论的重点。研究表明，只有以模拟钢结构为前提，深入研究钢结构在力和形态上的变化，对所适用关键技术进行有选择性地应用，才能使复杂钢结构的作用得到充分发挥。
参考文献：
[1]蔡婷.大型复杂钢结构建筑工程新技术的应用分析[J].建材与装饰，2016（21）：30-31.
[2]邹建磊，刘宏宇，常乃麟.大型复杂钢结构整体提升技术的发展与应用[J].建筑机械化，2017，38（10）：45-51.
论文作者:李东阳
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/9/4
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