目前,為了滿足人們?nèi)找嬖黾拥男枨?,現(xiàn)代建筑功能也呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢。以國家體育場(鳥巢)為例,它不僅要設(shè)置各類體育比賽場地,而且還要設(shè)置觀眾席、運(yùn)動員休息室、后勤場館。這些功能的實(shí)現(xiàn),對體育館的總面積提出了較高的要求。鳥巢是大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑的典型代表,外形結(jié)構(gòu)由門式鋼架組成,不僅節(jié)省了大量的建筑材料,而且保證了體育場館的質(zhì)量安全。因此,加強(qiáng)大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的研究,具有重要的應(yīng)用價值。
一、大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀及問題
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我國早在十九世紀(jì)末期就已經(jīng)開始使用現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)開始使用現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu),但是受當(dāng)時技術(shù)條件、建筑觀念等因素的影響素的影響,鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍具有很大的局限性。新中國成立后立后,國內(nèi)鋼材的產(chǎn)量有了極大的提升,輕鋼結(jié)構(gòu)的樓面和冷彎薄壁型鋼架在建筑中得到了廣泛應(yīng)用彎薄壁型鋼架在建筑中得到了廣泛應(yīng)用。進(jìn)入21世紀(jì)世紀(jì),我國鋼產(chǎn)量躍居世界前列鋼產(chǎn)量躍居世界前列,在沿海經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的城市,鋼結(jié)構(gòu)在大跨度空間建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢得到了凸顯大跨度空間建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢得到了凸顯。
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客觀來說,國內(nèi)大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與世界前沿水平仍然存在一定差距,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:一是高素質(zhì)的施工隊(duì)伍數(shù)量不足,難以滿足當(dāng)前大跨度空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展需要。在城市化建設(shè)過程中,需要修建大量的高層建筑、大型廠房,但是現(xiàn)階段國內(nèi)專業(yè)技術(shù)強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工人才隊(duì)伍明顯不足,存在供不應(yīng)求的現(xiàn)象,難以保證大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑質(zhì)量;二是沒有掌握足夠的施工核心技術(shù),對國外技術(shù)的依賴性較強(qiáng)。國內(nèi)大型建筑的******跨度一般維持在120m}150m左右,但是部分發(fā)達(dá)國家的******跨度已經(jīng)超過200m,由于技術(shù)壟斷、施工材料等因素的影響,國內(nèi)建筑單位尚沒有掌握更大跨度的施工技術(shù)[1]。因此,我們一方面要積極借鑒國外先進(jìn)施工經(jīng)驗(yàn),為我所用;另一方面也要結(jié)合自身實(shí)際,堅(jiān)持自主創(chuàng)新,爭取在大跨度空間結(jié)構(gòu)施工方面取得技術(shù)突破。
二、大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的特點(diǎn)
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空間跨度大,質(zhì)量要求嚴(yán)需要注意的是注意的是,雖然建筑空間的橫向拓展,為建筑功能的豐富提供了必要的環(huán)境支持了必要的環(huán)境支持,但是由此帶來的結(jié)構(gòu)荷載也會隨之增加,如何保證鋼結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量安全如何保證鋼結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量安全,成為施工單位所必須要考慮的重點(diǎn)問題慮的重點(diǎn)問題。近年來,無論是建筑行業(yè)還是國家相關(guān)部門,都出臺了相關(guān)的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑質(zhì)量審查標(biāo)準(zhǔn)都出臺了相關(guān)的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑質(zhì)量審查標(biāo)準(zhǔn),對具體的施工設(shè)計流程體的施工設(shè)計流程、鋼材選用等做了明確了說明。施工單位在進(jìn)行大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑施工時在進(jìn)行大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑施工時,也必須要嚴(yán)格依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn),才能確保建筑工程通過驗(yàn)收。
(二)結(jié)構(gòu)形式和功能的多樣化
受設(shè)計理念受設(shè)計理念、施工技術(shù)等因素的影響,以往的鋼結(jié)構(gòu)建筑形式單一形式單一,只具備一種使用功能,例如鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑僅具備居住功能居住功能,鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑只能用于工業(yè)生產(chǎn);鋼結(jié)構(gòu)體育館只能完成體育比賽等只能完成體育比賽等。而隨著現(xiàn)代施工技術(shù)的發(fā)展,大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑可以同時滿足人們的多種需求空間鋼結(jié)構(gòu)建筑可以同時滿足人們的多種需求。
三、大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)分析
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高空散裝施工一般用于鋼含量較低的工程當(dāng)中。這是一項(xiàng)安全系數(shù)比較大的施工方法,它能夠在一定程度上確保施工的安全,一般情況下不會出現(xiàn)意外。但是這種方法也有缺陷,就是需要在施工時搭建許多的鐵架來進(jìn)行施工,這不僅大大增加施工的成本,也因搭鐵架而降低了施工的效率,一般在比較小的工程中會采取這種方法[2]。
(二)整體提法
整體施工法和高空散裝法一樣,都是需要較高成本的施工方法,他不適用于建筑大型商場那種用鋼量高的建筑物,一般很少有人用這種施工方法,原因是因?yàn)槌杀靖?,超出預(yù)算許多,不是******方案。整體施工法屬于大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工中一項(xiàng)較為重要的施工手段,是我國發(fā)明的一項(xiàng)較為省力的施工方法。
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高空原地安裝需要在施工現(xiàn)場安裝高臺,施工人員在高臺上完成零件的原地安裝。這種方法可以保持鋼結(jié)構(gòu)的原狀,盡可能減少材料的變形,能夠******限度地提高工程質(zhì)量,是能夠提高經(jīng)濟(jì)效益的好方法,也是大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工中所常用的方法之一。
(四)滑移施工
滑移施工是一項(xiàng)考驗(yàn)技術(shù)的技術(shù)方法,他的要求比較高,在滑移之前要確??臻g鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)范整齊,不能在滑移中出現(xiàn)失衡現(xiàn)象?;剖┕こ杀镜?,能夠低成本高效率完成施工,是許多施工隊(duì)的首要選擇。它符合我國的市場要求,能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì),是非常受歡迎的一項(xiàng)大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的手段。目前,許多大型建筑的基本框架都是用這種技術(shù)完成的。
四、大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的管理策略
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在建筑施工中,通常忽視施工中的安全隱患,而只關(guān)注建筑的使用性安全。但是,有些工程在建筑過程中就能體現(xiàn)它的******承載負(fù)荷,尤其是大型的工程建筑,大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑就是其中一種。因此,應(yīng)該足夠重視施工過程中的安全問題,關(guān)注施工的質(zhì)量,重視施工工人的安全。仿真模擬技術(shù)的運(yùn)用是大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的一項(xiàng)重要的措施,在施工過程中,關(guān)注施工設(shè)備的運(yùn)行情況,檢查跨度和節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)確度,對于結(jié)構(gòu)安裝和卸載等過程進(jìn)行仿真模擬,確保對整個施工過程的控制。
?。ǘ┻x用合理的安裝方法
大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)復(fù)雜,選用合適的施工技術(shù)和方法有利于建筑施工的安全。在鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展迅速的時代,工程師不斷地創(chuàng)造了各種高技術(shù)含量的施工技術(shù),如整體滑移技術(shù)、高空分棍組裝等技術(shù)。根據(jù)施工的具體需要,選擇符合要求的工程技術(shù),從而使工程安裝得到******優(yōu)化。例如,鳥巢使用的是低合金高強(qiáng)度鋼(Q460),這種鋼材料在外部荷載達(dá)到460MPa時才會出現(xiàn)塑性變形,極大的提高了鳥巢的承重能力,除了Q460外,還有優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼等。根據(jù)不同建筑的具體需求,也要有選擇性的選用鋼材料。