大跨度空间钢结构在房屋施工中的应用

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　　摘    要：當建筑结构空间需求较大时，其三维受力结构的技术性优势就能够有效的体现出来了。大跨度空间结构的应用及技术要求应结合相应的计算机应用技术，结合结构造型及施工难度应合理应用受力分析技术和施工技术。
　　关键词：大跨度空间钢结构;房屋施工;应用
　　1  引言
　　在建筑空间结构体系中，其主要是指以三维立体受力特性为主的作业形式，与传统的平面结构相比较，空间结构的承载力及稳定性有突出的优势。随着社会发展对于建筑空间结构的需求不断的提升，设计及施工技术的应用程度不断加大，使得空间结构体系的研究从未停止，尤其是基于大跨度空间钢结构体系。
　　2  大跨度空间钢结构的类型
　　2.1  网架结构
　　在大跨度空间钢结构中，网架结构是在建筑施工过程中被应用最频繁的一种大跨度空间结构。指的是根据特殊的空间布局将诸多建筑构件连接起来而形成的一种空间架构，网架结构可以对屋顶起到支撑的作用，并且性能十分优越，而其网架结构的下部则形成了悬空空间。
　　2.2  网壳结构
　　在大跨度空间钢结构中，网壳结构就是所谓的网状结构，因为建筑结构的相关构件以网状分布的形式呈现出来而命名。网壳结构的特点是，可以对其添加水平压力以及拉力，从而使建筑物的顶部结构更加稳定。
　　2.3  悬索结构
　　在大跨度空间钢结构中，悬索结构也是应用非常普遍的一种结构形式，主要是通过柔性绳索的拉力来达到结构承重。所以柔性绳索的材质越好，性能越好，结构的承重性能越好。随着科学技术的不断进步，各种新型的柔性材料也不断地涌现，导致绳索的力学性能大幅度提升，进而也使得悬索结构的承重性能较之以前上升了一个等级，变成建筑行业中应用最重要的一种结构形式。
　　3  大跨度钢结构常规安装施工方法
　　3.1  高空散装法
　　高空散装法是先在地面搭设临时支架，再用起重设备将杆件吊至相应的设计位置，然后在已搭设的临时支架上拼装成整体的结构安装方法。高空散装法有全支架法和悬挑法，其中全支架法多用于散件拼装，而悬挑法多用于小拼单元在高空总拼，目前我国全支架法应用广泛。高空散装法的优点是不需要大型起重运输设备，在高空一次拼装完毕，可适应于起重能力薄弱或运输困难的山区，但其缺点是现场高空作业多，临时支架用量大。
　　3.2  分条或分块安装法
　　分条或分块安装法是指将结构沿长跨分割成若干条状单元或沿纵横两个方向分割成若干块状单元，先将这些单元在地面拼装，然后将其分别用起重设备吊至相应位置，拼装成整体的结构安装方法，对析架、网架、网壳结构较为适用。该法因大部分的拼装作业是在地面完成的，质量容易保证，并能省去大部分临时支撑，节省时间，降低成本。
　　3.3  高空滑移法
　　高空滑移法是指将被分割的条状网架单元沿事先设置的滑轨单条或逐条累积后滑移到相应的位置，拼装成整体的安装方法。采用这种方法，结构安装可与下部其他作业平行立体施工，从而缩短工期，同时条状单元可在地面完成拼装后再起吊至平台滑轨上，也可将散件直接吊至平台后拼装，故该方法对起重设备要求不高，成本低，尤其适用于场地狭小、需跨越其他结构设备或进行立体交叉施工的情况。
　　3.4  整体安装法
　　（1）整体吊装法：是利用一台或多台起重设备将已成型的结构吊至设计位置，故该法需要起重能力较大的起吊设备，有时需要多台起吊设备同时起吊，技术难度高。（2）整体提升法：是利用安装在柱顶的小型设备如升板机、液压千斤顶等将已成型的结构提升至设计位置，该法不需大型起重设备，所需机具和安装工具简单，提升平稳，同步性好，功效高，施工安全。（3）整体顶升法：是利用建筑物承重柱作为顶升的支承结构，用千斤顶将已成型的结构顶升至设计标高，特点同整体提升法，只是设备安装位置不同，提升法设备安装在结构上部，而顶升法设备安装在结构下部。
　　4  大跨度钢结构新型安装施工方法
　　4.1  “攀达穹顶”整体顶升施工法
　　攀达穹顶施工法的核心思想是通过临时去掉一些杆件并在结构中设置单轴铰使弯状结构在建造的一个时期内暂时成为几何可变体系，从而在施工中可被折叠，结构即可在地面上或在一个相对较低的高度上进行组装。不仅是结构主体，室内外装修、电气及机械设备的安装也可在较低的高度上进行安装，这样便可使安装工作安全、迅速、经济地完成。然后采用吹气设备提高穹顶内的气压或采用千斤顶等顶升设备将其顶升至预定高度就位。当结构达到最终形态后，再将施工中临时去掉的杆件安装在相应位置上，完成整个结构的安装。该法具有施工速度快、造价低、安全可靠及施工质量易得到保障等显著优点。
　　4.2  “折叠展开式”整体提升施工法
　　目前国内采用整体提升法和整体顶升法对网架、网壳结构的安装运用越来越广泛。但这两种方法在结构提升或顶升的过程中，仅仅是向上平动的过程，内部各点之间并无相对位移，所以这些方法只适用于平板网架或较为扁平的网壳结构，而对曲率较大、失高过高的网壳或网架结构并非优选。该法是一种新型的网壳结构安装施工方法，基本思路类似于“攀达穹顶”施工原理，是将网壳结构去掉部分杆件，在地面上折叠起来;然后将折叠的网壳结构利用提升设备提升到设计高度;最后补缺去掉的部分杆件，整个施工过程是一个由机构变为结构的变化过程。
　　4.3  少支架高空悬挑拼装法
　　少支架高空悬挑拼装法，是利用网壳结构各节点对集中荷载的承载能力大，且自身刚度大、稳定性好的特点，用已安装好的部分结构作为后续待安装结构的操作面，来完成结构的安装作业的。使用该法，在施工初期，需先按传统的安装方法搭设少量支架，安装3～4跨网壳结构，保证其具有一定的刚度，能够承受后续施工荷载;然后在己安装好的网壳结构节点上悬挂搭设支架，在其上安装后续结构，逐步扩展，直至完成整个结构安装。与传统的全支架安装法相比，该法可大大减少脚手架的用量，同时在地面上可进行立体交叉作业，从而大幅度减少施工成本缩短工期，但由于其高空作业相对较多，也存在一定的安全隐患。
　　4.4  整体张拉施工法
　　整体张拉施工法是将索结构在地面整体拼装，然后利用液压千斤顶将索结构同步提升至与周围刚性约束连接，再对整个结构进行整体张拉成形的施工方法。该法避免了高空作业存在的安全隐患，同时减少了大量临时支架的安拆作业，从而节省时间，降低成本，更重要的是在整个提升过程中，能够准确并有效地控制构件的位移、变形和受力状态。
　　5  结语
　　综上所述，大跨度空间钢结构施工技术具有十分重要的作用和意义。但是还需要不断的结合建筑工程的特点，根据施工现场的实际情况，不断地优化大跨度空间钢结构施工技术。
　　参考文献：
　　[1] 池小兰.大跨度空间钢结构施工技术与控制的研究[J].四川水泥，2017（6）：238.
　　[2] 范应中.大跨度空间钢结构施工技术与施工质量问题探索[J].建材与装饰，2017（2）.
　　[3] 张小波.现代大跨度空间钢结构施工技术[J].中小企业管理与科技旬刊，2017（23）：68.
　　[4] 彭兆英，赵伟.现代大跨度空间钢结构施工技术[J].信息化建设，2016（5）.
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