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大跨度空间技术

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  1、大跨度空间钢结构的发展现状
 
  近年来,随着人们需求的不断增加,各类大型建筑的功能也逐渐丰富,以北京鸟巢为例,不仅要建设各种类型的比赛场地,还要设置相应的观众席、运动员休息室以及大空间的后勤基地。因此,建筑物的规模不断扩大,功能日益丰富。从国内大型建筑的发展现状看,跨度达120mm以上的超大规模建筑不在少数,并且大都采用了新材料和新设计技术,出现了诸如空间网格结构、张力结构等富有特色的现代化大跨度建筑。从行业发展角度看,大跨度空间钢结构已经成为近代以来发展速度最快的建筑形式之一,并且随着建筑施工技术的不断优化,在未来相当一段时间内还有着更为广泛的应用,发展潜力巨大。大跨度空间钢结构施工技术的优劣,在很大程度上成为衡量一个国家建筑技术水平高低的重要因素。
  
  对于国内大跨度空间钢结构施工来说,虽然经过多年的研究积累了较为丰富的理论基础,但是实践经验相对缺乏:硬件方面,无论是在前期钢结构的规划设计还是中期的施工操作,都存在部分的瑕疵和疏漏;软件方面,专业水平强、综合能力高的高素质人才数量不足,难以弥补大跨度空间钢结构施工人才的缺口,理论和知识创新能力稍弱,对国外施工技术的依赖性较强。目前,国外空间钢结构的最大跨度已达200m作用,给国内建筑单位和科研机构带来了更大的压力,因此,我们必须结合国内建筑基础,由“中国制造”向“中国创造”转变,研发独具中国特色的大跨度空间钢结构施工技术。
  
  2、大跨度空间钢结构的特点
 
  2.1空间钢结构跨度大,钢材等级要求较高
  
  在科技进步和经济发展的双重推动下,建筑行业的建筑理论也得到了与时俱进的更新,为了满足人们对建筑的实际需求,建筑空间钢结构跨度逐渐向更大范围扩展。虽然建筑空间横向扩展能够使得建筑内部功能更加丰富,但是由此带来的建筑压力也会随之增加,在这种情况下,保证建筑空间框架安全、提高钢结构荷载能力成为了保证建筑质量的关键。因此,国家相关审查委员会制定了严格的建筑安全审查标准,要求大跨度建筑必须选用高强度、高质量的优质钢材,并且需要定期进行钢结构检验,确保及时发现钢结构存在的问题,起到防患于未然的效果。
  
  2.2结构形式多样化
  
  传统的大跨度空间钢结构功能相对单一,因此结构形式也被固化。随着现代建筑理论的发展,大跨度空间钢结构的形式也呈现出多样化发展趋势。例如以生物仿生学为设计基础的奥运会鸟巢建筑、以泡沫理论为基础的水立方等。将大跨度空间钢结构的设计理念与现代技术向结合,不仅能是结构外观丰富多样,给人以眼前一亮的感觉,满足现代人的审美情趣,而且结构形式更加科学、合理。
  
  2.3现代预应力技术的运用
  
  在大跨度空间钢结构建筑施工中,运用现代预应力,可以提高钢材的强度,增加建筑的安全性。现代预应力是一种新型的应用技术,在建筑中运用可以增强建筑的坚固性,延长建筑的使用年限。
  
  2.4施工技术难度大
  
  大跨度空间钢结构建筑需要很多的节点支撑,为了满足建筑的结构形式和坚固性,各种各样的节点需要焊接,是一个大工程。大型的建筑工程,往往有上万个构建,而且构建的大小、尺寸各不相同,加大了施工难度。而国家的重点工程建设对工程的质量有严格的要求,都施工的精准度要求高。
  
  3、施工中应重点考虑的问题
 
  3.1设计与制造技术的应用
  
  随着科学技术在各个领域的应用,建筑工程设计通常也采用计算机制图工具,提高设计的科学性和精准度。如CAD技术和CAM技术在钢结构施工建设中起辅助作用,它的运用为建筑提供三维空间和立体感,实现了图文之间的转换,减少设计的误差,提高工作效率。
  
  3.2安装施工仿真技术
  
  在建筑施工中,通常忽视施工中的安全隐患,而只关注建筑的使用性安全。但是,有些工程在建筑过程中就能体现它的最大承载负荷,尤其是大型的工程建筑,大跨度空间钢结构建筑就是其中一种。因此,应该足够重视施工过程中的安全问题,关注施工的质量,重视施工工人的安全。仿真模拟技术的运用是大跨度空间钢结构建筑工程的一项重要的措施,在施工过程中,关注施工设备的运行情况,检查跨度和节点的准确度,对于结构安装和卸载等过程进行仿真模拟,确保对整个施工过程的控制。
  
  3.3选用合理的安装方法
  
  大跨度空间钢结构技术复杂,选用合适的施工技术和方法有利于建筑施工的安全。钢结构的施工建筑需要进行技术革新,选择满足经济、安全的要求。在钢结构建筑发展迅速的时代,工程师不断地创造了各种高技术含量的施工技术,如整体滑移技术、高空分榀组装等技术。根据施工的具体需要,选择符合要求的工程技术,从而使工程安装得到最大优化。
  
  3.4厚板及管结构的全位置焊接技术
  
  在大跨度空间钢结构施工中,保证钢材间的高质量焊接对于提升整体结构稳定程度有关键性影响,直接决定了空间钢结构的使用年限。现代大跨度空间钢结构设计时,为了尽可能体现结构的多样化,往往采用不同类型、不同尺寸的钢材,这就给焊接带来了较高的难度。除此之外,在大跨度空间钢结构施工时,需要面临来自外界环境的多重因素影响,例如温度变化、风速、湿度等,都会给焊接质量产生影响。为了解决上述问题,必须有针对性的采用焊接工艺,确保每个焊头的施焊均匀和母材的充分融合。
 
大跨度空间技术
 
空心楼盖无粘结预应力
 
大跨度空间技术
 
无梁楼盖
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