楊金

摘 要：近年來，隨著現(xiàn)代建筑工業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國建筑行業(yè)也有了較大突破，大跨空間鋼結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生證明了我國建筑工業(yè)實(shí)力。由于大跨空間結(jié)構(gòu)的應(yīng)用性廣、涉及領(lǐng)域多等特點(diǎn)，大跨空間鋼結(jié)構(gòu)占據(jù)了我國工業(yè)建筑行業(yè)的主要地位。大跨空間鋼結(jié)構(gòu)在不斷摸索創(chuàng)新中取得了應(yīng)有的成績。本文對(duì)大跨空間鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)作出總結(jié)，同時(shí)粗略闡述建筑領(lǐng)域中涉及到的常用大跨空間鋼結(jié)構(gòu)的施工方法及對(duì)大跨空間鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展進(jìn)行深入研究。

關(guān)鍵詞：大跨空間鋼結(jié)構(gòu)；施工方法；建筑工業(yè)

大跨空間鋼結(jié)構(gòu)是由于現(xiàn)代建筑工業(yè)的發(fā)展需求而產(chǎn)生的，工業(yè)建筑中常常需要一些建筑大跨度的建筑，例如工業(yè)廠房、橋梁或體育場(chǎng)、候機(jī)大廳等大型場(chǎng)館等。近幾年，對(duì)于大跨空間鋼結(jié)構(gòu)的建筑領(lǐng)域引入不少新科技，使大跨空間鋼結(jié)構(gòu)體系更為豐富，也使其操作性、成本控制、先進(jìn)性得以充分展示。

1 大跨空間鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及分類

1.1 大跨空間鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。大跨空間鋼結(jié)構(gòu)可以巧妙的協(xié)調(diào)各支點(diǎn)的內(nèi)力和支撐點(diǎn)，結(jié)構(gòu)中可以受力均勻，使大跨空間鋼結(jié)構(gòu)的施工操作更加簡(jiǎn)單。空間結(jié)構(gòu)是根據(jù)三維受力的方法構(gòu)成的一種空間形體，它可以有效的抵擋外界承載的壓力，具有受力性強(qiáng)、自身輕、成本低及結(jié)構(gòu)變換多樣等特點(diǎn)廣泛使用到各種大型建筑領(lǐng)域中。這種含有三維空間的建筑技術(shù)是代表一個(gè)國家建筑行業(yè)發(fā)展水平的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)之一。

1.2 大跨空間鋼結(jié)構(gòu)的分類。大跨空間結(jié)構(gòu)的建筑分為五大類：薄殼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和懸索結(jié)構(gòu)。這五大類分別涵蓋于各種大型跨空間結(jié)構(gòu)施工中。近年來，空間結(jié)構(gòu)發(fā)展又出現(xiàn)新的結(jié)構(gòu)，比如現(xiàn)在發(fā)展迅猛的雜交空間結(jié)構(gòu)或組合空間結(jié)構(gòu)?？臻g結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)融合了結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算機(jī)程序技術(shù)，這種大空間結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)在建筑領(lǐng)域占有重要地位，同時(shí)引領(lǐng)人們不斷創(chuàng)新、開發(fā)出更多形式的空間結(jié)構(gòu)。

2 大跨空間鋼結(jié)構(gòu)的施工方法

大跨空間結(jié)構(gòu)的施工方法有很多，要因地制宜的選擇不同的施工方法。施工方法的選擇直接影響到建筑本身，從施工成本預(yù)算到施工進(jìn)度調(diào)整，最后對(duì)工程質(zhì)量也具有嚴(yán)重影響。

2.1 高空散裝法。此施工方法是將所有的桿件和小節(jié)點(diǎn)直接在高空進(jìn)行安裝，這種安裝方法需借助腳手架的輔助，或者利用懸挑法進(jìn)行高空安裝。高空腳手架多用于散件拼裝，懸挑法多用于小節(jié)點(diǎn)高空拼裝。高空散裝法，顧名思義，施工時(shí)需要高空作業(yè)，所以需要大量的腳手架設(shè)備進(jìn)行輔助工作，這種安裝法適合安裝網(wǎng)架、桁架或網(wǎng)殼等非焊接連接，技術(shù)關(guān)鍵在于高空作業(yè)中各節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)掌握，不能產(chǎn)生偏差。

2.2 分條（分塊）安裝法。這種安裝法適用于將整體切割成若干條或塊，分別利用機(jī)械吊裝，將各條或塊進(jìn)行焊接拼裝。因此，這種安裝法也被稱作小片安裝法。改變其剛度、大小、受力面積等方法進(jìn)行拼裝，分條（分塊）安裝法的操作相比高空散裝法較為簡(jiǎn)單，高空作業(yè)少，能夠很好的控制拼接質(zhì)量，也減少了高空散裝法所使用的大量腳手架設(shè)備。

2.3 高空滑移法。高空滑移法又被分為單條滑移法和逐條累計(jì)滑移法。滑移法就是將結(jié)構(gòu)重新分割，在建筑物上鋪設(shè)滑移軌道，利用滑移軌道將分割單元從一端滑向另一端，最終拼成整體的單元。

單條滑移法是將單元分割成單條，然后從滑移軌道的一端滑向另一端。最后各單條單元之間分別在高空連接，形成整體單元。這種方法操作簡(jiǎn)單、應(yīng)用性強(qiáng)。

逐條累計(jì)沒滑移法不同，它是先將分割好的條狀單元滑移到第二條單元的距離，然后再加入第二條單元后，兩條單元一同滑移到第三條單元的距離，再加入第三條單元，三條單元一起滑移到第四條距離，再加入第四條單元……一直循環(huán)到連接至最后一條單元為止。

這種操作法的不需利用腳手架的輔助，這樣減少了設(shè)備能源的浪費(fèi)，同時(shí)滑移法可同其它工程一起作業(yè)，充分利用時(shí)間，將總體工期縮短?；栖壍揽射佋O(shè)在已建建筑物上，不僅不占用工地，更可以空出空間給其它工程施工。支架安裝也十分簡(jiǎn)單，若沒有現(xiàn)成的支架，可以在一端安裝拼裝平臺(tái)，大約兩個(gè)節(jié)點(diǎn)左右的寬度。條狀單元在地面拼裝好后用機(jī)械吊車裝到拼裝平臺(tái)，然后進(jìn)行滑移。這種作業(yè)設(shè)備簡(jiǎn)單、占地小、可同步工程作業(yè)、成本低，適合在工程場(chǎng)地狹小或需要跨越其他結(jié)構(gòu)的情況下使用。

2.4 整體吊裝法。如果需要焊接來連接網(wǎng)架，就需要用到整體吊裝法進(jìn)行操作。這種方法是將結(jié)構(gòu)在地面拼接成形，然后利用起重設(shè)備將結(jié)構(gòu)吊裝至固定安裝地點(diǎn)或固定高度，這種方法適用于場(chǎng)外總拼，能保證焊接質(zhì)量和位置的準(zhǔn)確性。但此操作方法需要使用大型起重機(jī)械，且對(duì)地基耐力要求高，因此會(huì)影響工程的整體施工。

2.5 整體提升法。如果整體吊裝法的設(shè)備不具備，采用整體提升法是最好的辦法。整體提升法的前提和整體吊裝法相同，將單元在地面整體拼裝，然后通過小型起重設(shè)備將結(jié)構(gòu)提升至固定位置。利用小型起重設(shè)備安裝大型鋼結(jié)構(gòu)，使吊裝成本大大降低，此操作方法用處頗多，全部在地面施工，然后再提升至固定位置，這樣大大節(jié)省施工成本。

2.6 整體頂升法。整體頂升法也是利用滑道進(jìn)行施工，頂升法的滑道呈柱狀，將千斤頂?shù)绕鹬仄餍蛋惭b在結(jié)構(gòu)各支點(diǎn)的下方，再將結(jié)構(gòu)頂升到固定位置。整體頂升法和整體提升法的操作類似，但原理相反，一種是從下而上，一種是從上而下。

2.7 折疊展開安裝法。折疊展開安裝法是完成穹頂?shù)氖┕しǎ讽斒且宰陨頌橹休S橫向環(huán)繞一周而成。因此穹頂?shù)牧Ⅲw空間是很大的，是由縱向拱和環(huán)向箍疊加產(chǎn)生的，由桿件組成的網(wǎng)殼去掉了一部分的環(huán)向桿。穹頂結(jié)構(gòu)擁有縱向的自由度，不用高空作業(yè)，這種自由度可通過液壓頂升和氣杖等方式來折疊穹頂，然后將擁有自由度的穹頂頂升到固定位置。

以上七種方法是最常用的結(jié)構(gòu)形式的施工方法，雖然施工方法利用率頻繁，但在實(shí)際施工中仍然存在許多問題，例如：高空節(jié)點(diǎn)誤差、設(shè)備誤差、鋼構(gòu)件長度誤差、分析情況誤差等。雖然施工過程中是允許少許誤差，但誤差大小難以控制，這些誤差可能會(huì)產(chǎn)生工程質(zhì)量下降、工期延長、重復(fù)施工等情況。所以，在施工過程中，需要根據(jù)實(shí)際情況正確選擇施工方法，并對(duì)施工方法做好調(diào)整。

3 結(jié)語

大跨空間鋼結(jié)構(gòu)的形式越來越多，施工方法也需要隨著建筑結(jié)構(gòu)形式而選擇，就我國目前來看，工業(yè)建筑一直處于國家重點(diǎn)項(xiàng)目。工業(yè)廠房、橋梁或體育場(chǎng)、候機(jī)大廳等大型場(chǎng)館等都需要大跨空間結(jié)構(gòu)形式的建筑。因此，人們對(duì)大跨空間結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)與施工方法的問題越來越重視。技術(shù)人員與施工人員相互探討學(xué)習(xí)，從而摸索出越來越多、越來越適合的施工技術(shù)，使大跨空間鋼結(jié)構(gòu)得到更好的發(fā)展。

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