劉君昭

摘 ? ?要：當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)空間需求較大時，其三維受力結(jié)構(gòu)的技術(shù)性優(yōu)勢就能夠有效的體現(xiàn)出來了。大跨度空間結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及技術(shù)要求應(yīng)結(jié)合相應(yīng)的計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，結(jié)合結(jié)構(gòu)造型及施工難度應(yīng)合理應(yīng)用受力分析技術(shù)和施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：大跨度空間鋼結(jié)構(gòu);房屋施工;應(yīng)用

1 ?引言

在建筑空間結(jié)構(gòu)體系中，其主要是指以三維立體受力特性為主的作業(yè)形式，與傳統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)相比較，空間結(jié)構(gòu)的承載力及穩(wěn)定性有突出的優(yōu)勢。隨著社會發(fā)展對于建筑空間結(jié)構(gòu)的需求不斷的提升，設(shè)計及施工技術(shù)的應(yīng)用程度不斷加大，使得空間結(jié)構(gòu)體系的研究從未停止，尤其是基于大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)體系。

2 ?大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的類型

2.1 ?網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是在建筑施工過程中被應(yīng)用最頻繁的一種大跨度空間結(jié)構(gòu)。指的是根據(jù)特殊的空間布局將諸多建筑構(gòu)件連接起來而形成的一種空間架構(gòu)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可以對屋頂起到支撐的作用，并且性能十分優(yōu)越，而其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的下部則形成了懸空空間。

2.2 ?網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)

在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)就是所謂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因為建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)構(gòu)件以網(wǎng)狀分布的形式呈現(xiàn)出來而命名。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點是，可以對其添加水平壓力以及拉力，從而使建筑物的頂部結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

2.3 ?懸索結(jié)構(gòu)

在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)中，懸索結(jié)構(gòu)也是應(yīng)用非常普遍的一種結(jié)構(gòu)形式，主要是通過柔性繩索的拉力來達(dá)到結(jié)構(gòu)承重。所以柔性繩索的材質(zhì)越好，性能越好，結(jié)構(gòu)的承重性能越好。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種新型的柔性材料也不斷地涌現(xiàn)，導(dǎo)致繩索的力學(xué)性能大幅度提升，進(jìn)而也使得懸索結(jié)構(gòu)的承重性能較之以前上升了一個等級，變成建筑行業(yè)中應(yīng)用最重要的一種結(jié)構(gòu)形式。

3 ?大跨度鋼結(jié)構(gòu)常規(guī)安裝施工方法

3.1 ?高空散裝法

高空散裝法是先在地面搭設(shè)臨時支架，再用起重設(shè)備將桿件吊至相應(yīng)的設(shè)計位置，然后在已搭設(shè)的臨時支架上拼裝成整體的結(jié)構(gòu)安裝方法。高空散裝法有全支架法和懸挑法，其中全支架法多用于散件拼裝，而懸挑法多用于小拼單元在高空總拼，目前我國全支架法應(yīng)用廣泛。高空散裝法的優(yōu)點是不需要大型起重運(yùn)輸設(shè)備，在高空一次拼裝完畢，可適應(yīng)于起重能力薄弱或運(yùn)輸困難的山區(qū)，但其缺點是現(xiàn)場高空作業(yè)多，臨時支架用量大。

3.2 ?分條或分塊安裝法

分條或分塊安裝法是指將結(jié)構(gòu)沿長跨分割成若干條狀單元或沿縱橫兩個方向分割成若干塊狀單元，先將這些單元在地面拼裝，然后將其分別用起重設(shè)備吊至相應(yīng)位置，拼裝成整體的結(jié)構(gòu)安裝方法，對析架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)較為適用。該法因大部分的拼裝作業(yè)是在地面完成的，質(zhì)量容易保證，并能省去大部分臨時支撐，節(jié)省時間，降低成本。

3.3 ?高空滑移法

高空滑移法是指將被分割的條狀網(wǎng)架單元沿事先設(shè)置的滑軌單條或逐條累積后滑移到相應(yīng)的位置，拼裝成整體的安裝方法。采用這種方法，結(jié)構(gòu)安裝可與下部其他作業(yè)平行立體施工，從而縮短工期，同時條狀單元可在地面完成拼裝后再起吊至平臺滑軌上，也可將散件直接吊至平臺后拼裝，故該方法對起重設(shè)備要求不高，成本低，尤其適用于場地狹小、需跨越其他結(jié)構(gòu)設(shè)備或進(jìn)行立體交叉施工的情況。

3.4 ?整體安裝法

（1）整體吊裝法：是利用一臺或多臺起重設(shè)備將已成型的結(jié)構(gòu)吊至設(shè)計位置，故該法需要起重能力較大的起吊設(shè)備，有時需要多臺起吊設(shè)備同時起吊，技術(shù)難度高。（2）整體提升法：是利用安裝在柱頂?shù)男⌒驮O(shè)備如升板機(jī)、液壓千斤頂?shù)葘⒁殉尚偷慕Y(jié)構(gòu)提升至設(shè)計位置，該法不需大型起重設(shè)備，所需機(jī)具和安裝工具簡單，提升平穩(wěn)，同步性好，功效高，施工安全。（3）整體頂升法：是利用建筑物承重柱作為頂升的支承結(jié)構(gòu)，用千斤頂將已成型的結(jié)構(gòu)頂升至設(shè)計標(biāo)高，特點同整體提升法，只是設(shè)備安裝位置不同，提升法設(shè)備安裝在結(jié)構(gòu)上部，而頂升法設(shè)備安裝在結(jié)構(gòu)下部。

4 ?大跨度鋼結(jié)構(gòu)新型安裝施工方法

4.1 ?“攀達(dá)穹頂”整體頂升施工法

攀達(dá)穹頂施工法的核心思想是通過臨時去掉一些桿件并在結(jié)構(gòu)中設(shè)置單軸鉸使彎狀結(jié)構(gòu)在建造的一個時期內(nèi)暫時成為幾何可變體系，從而在施工中可被折疊，結(jié)構(gòu)即可在地面上或在一個相對較低的高度上進(jìn)行組裝。不僅是結(jié)構(gòu)主體，室內(nèi)外裝修、電氣及機(jī)械設(shè)備的安裝也可在較低的高度上進(jìn)行安裝，這樣便可使安裝工作安全、迅速、經(jīng)濟(jì)地完成。然后采用吹氣設(shè)備提高穹頂內(nèi)的氣壓或采用千斤頂?shù)软斏O(shè)備將其頂升至預(yù)定高度就位。當(dāng)結(jié)構(gòu)達(dá)到最終形態(tài)后，再將施工中臨時去掉的桿件安裝在相應(yīng)位置上，完成整個結(jié)構(gòu)的安裝。該法具有施工速度快、造價低、安全可靠及施工質(zhì)量易得到保障等顯著優(yōu)點。

4.2 ?“折疊展開式”整體提升施工法

目前國內(nèi)采用整體提升法和整體頂升法對網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的安裝運(yùn)用越來越廣泛。但這兩種方法在結(jié)構(gòu)提升或頂升的過程中，僅僅是向上平動的過程，內(nèi)部各點之間并無相對位移，所以這些方法只適用于平板網(wǎng)架或較為扁平的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，而對曲率較大、失高過高的網(wǎng)殼或網(wǎng)架結(jié)構(gòu)并非優(yōu)選。該法是一種新型的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝施工方法，基本思路類似于“攀達(dá)穹頂”施工原理，是將網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)去掉部分桿件，在地面上折疊起來;然后將折疊的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)利用提升設(shè)備提升到設(shè)計高度;最后補(bǔ)缺去掉的部分桿件，整個施工過程是一個由機(jī)構(gòu)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)的變化過程。

4.3 ?少支架高空懸挑拼裝法

少支架高空懸挑拼裝法，是利用網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)各節(jié)點對集中荷載的承載能力大，且自身剛度大、穩(wěn)定性好的特點，用已安裝好的部分結(jié)構(gòu)作為后續(xù)待安裝結(jié)構(gòu)的操作面，來完成結(jié)構(gòu)的安裝作業(yè)的。使用該法，在施工初期，需先按傳統(tǒng)的安裝方法搭設(shè)少量支架，安裝3～4跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，保證其具有一定的剛度，能夠承受后續(xù)施工荷載;然后在己安裝好的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)節(jié)點上懸掛搭設(shè)支架，在其上安裝后續(xù)結(jié)構(gòu)，逐步擴(kuò)展，直至完成整個結(jié)構(gòu)安裝。與傳統(tǒng)的全支架安裝法相比，該法可大大減少腳手架的用量，同時在地面上可進(jìn)行立體交叉作業(yè)，從而大幅度減少施工成本縮短工期，但由于其高空作業(yè)相對較多，也存在一定的安全隱患。

4.4 ?整體張拉施工法

整體張拉施工法是將索結(jié)構(gòu)在地面整體拼裝，然后利用液壓千斤頂將索結(jié)構(gòu)同步提升至與周圍剛性約束連接，再對整個結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體張拉成形的施工方法。該法避免了高空作業(yè)存在的安全隱患，同時減少了大量臨時支架的安拆作業(yè)，從而節(jié)省時間，降低成本，更重要的是在整個提升過程中，能夠準(zhǔn)確并有效地控制構(gòu)件的位移、變形和受力狀態(tài)。

5 ?結(jié)語

綜上所述，大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)具有十分重要的作用和意義。但是還需要不斷的結(jié)合建筑工程的特點，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，不斷地優(yōu)化大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)。

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