论述大跨度空间的钢结构施工技术

摘要：建筑行业发展要人为之惊叹，技术的不断革新，新材料的不断涌现许多原来只能在纸上呈现的建筑如今都变成了建筑实体。人们对建筑的认知程度提高了，对于建筑也提出了更多的要求。目前土质资源紧张，环境污染破坏严重情势下，设计出经济、轻质的建筑结构已经成为建筑发展的主要方向。我国大跨度空间的钢结构施工技术已经有了很大提升，而且许多样式不同、结构相异的大跨度空间钢结构建筑建设出来。大跨度空间的钢结构为我国建筑行业的发展添加了新的动力，相应的建设单位和施工企业也有了新的机遇和挑战，具备大跨度空间的钢结构施工技术可以增加企业的市场竞争力，为企业带来更多的经济效益，当然对于建设工程的质量必要严格保证。

关键词：大跨度空间；钢结构；施工技术

大跨度空间的钢结构施工技术是一项比较前沿的技术，该技术在西方发达国家应用程度很广泛，例如美国。并且得到了建筑行业相应人员的一致好评。在工程实际建设技术应用中，技术不断地完善，同样也解放了设计师的设计思想，使建筑的可设计跨度越来越大，而且使建筑变得更加美观。我国对于大跨度空间钢结构施工技术的应用并不是很早，但是该技术在我国的发展和应用却是很快的。零八年的鸟巢、水立方就是极具代表性的建筑作品，可以说是我国建筑行业发展迈出的关键一步，建筑外形散发的魅力、完美的技术方案，成为各国关注的重点，这些都不开大跨度空间钢结构施工技术的支持。本文就是根据我国建筑行业现状，深入分析大跨度空间的钢结构施工技术。

一、大跨度空间钢结构的发展现状

我国对于大跨度钢结构技术的应用起步虽然落后于西方发达国家，但是我国大跨度钢结构施工技术的发展是十分迅速的，体育馆工程的建设中最能体现该施工技术的应用。我国是零八年奥运会的举办国家，还有其他运动会的举办等，使得我国建设了许多的体育馆工程，水立方是奥运会游泳等项目比赛应用的体育馆，该体育馆是尤为典型的大跨度结构，水立方可以从图纸上的概念设计转化为建筑物实体，离不开大跨度空间钢结构施工技术的支持。该结构因其自身独特的魅力得到越来越多设计者的青睐，并且设计的建筑物跨度越来越大，该技术的应用以及工程的建设在我国为越来越为广泛。

二、现代大跨度空间钢结构施工技术的特点

1、对钢材的强度要求高

大跨度空间钢结构对于钢材的强度有着很高的需求，我国建筑行业不断地发展对于结构的跨度也在不断地进行挑战，不仅可以在房屋建筑中看到这一点，在我国的桥梁工程建设中也能看到。我国水立方建筑的跨度达到了一百七十七米，这并不足以要人惊叹，我国的鸟巢建筑跨度竟达到了二百九十六米，可以说是我国建筑史上的辉煌篇章。跨度越大，那么在该悬臂上承受的荷载就越大，这就要求钢材具备足够的强度。传统的建筑中，通过设置梁体以及柱体等来减小跨度的长度，其实质性目的就是为了减少同一构件承受的荷载大小。在大跨度的设计概念下，没有柱子的支撑作用，在荷载的作用下，会产生较大的剪力，悬臂承受荷载的过程就是克服剪力的过程。在现有项目的建设体系中，不少工程会增加钢材的厚度，以此来加强其强度，但是厚度的增加会对结构本身产生较大的作用力，所以，在现代科技的发展趋势下，一般选用强度较高的钢材，常见的有Q 390C 、Q 420C ，在技术的发展下，新型的钢材不断涌现，现在市场上出现了 Q 460E 的钢材，在强度上以及刚度上都优于前两者。

2、现代预应力技术应用其中

工程实践表面，在工程构件正式投入使用之前，对其施加预应力，可以明显提高钢材的强度。作为一项新兴的技术，预应力我国工程的使用中，突破了很多技术上的难点。尤其是在张拉结构以及索穹顶的使用中，预应力表现出了其非凡的实用性。对于抗震性的构建，预应力的施加还可以有效缓解弹性形变，从而增强构件的耐久性，延长使用寿命。预应力还分为先张法和后张法，根据施工的不同需要，分别采用合适的方法。

3、焊接工程量大

大跨度空间钢结构的设计中，需要对众多的节点进行处理，常见的是焊接。在焊接的过程中，瞬间的高温作用会改变钢材的特性，所以，在焊接前，需要做一系列的准备工作，而不是单纯性地将两根钢材对接。施工时，两管对接部位需要做上凹槽，并测算焊接缝隙的长度，可以根据焊缝长度确定钢管凹槽的开设深度。两管之间的连接板采用围焊固定，对于连接板的方向也有一定的要求，一般顺着钢构件剪切力的方向摆放，为了防止板材的外漏，外漏的宽度还需要满足焊接缝的要求。

二、大跨度空间钢结构施工的重点考虑问题

1、C AD 设计技术的应用

随着技术的革新和建设的需要，信息化时代在建筑行业中得到了良好的体现，尤其是用于建筑物主体模型的设计。钢结构作为一种特殊的建筑群体，其每一个部位都需要在图纸上表现出来。所以，在钢结构的设计中，C AD 是其主要的绘图工具，包括三维实体模型的构建，钢管节点的处理、设计以及制造、标注尺寸、书写文字、图层管理以及数据的交换和应用等， 是现代计算机技术化前提下的一种必要的手段，C AM 作为模型设计的辅助工具，也起到了很大的作用。作为一种可视化的绘图软件，之前许多手工的方式都可以通过菜单中的相关命令， 将文字描述描绘在 C AD 中， 实现了文字和图形之间的有效转换，大大提高了工作效率。由于是电子文档的格式，对由于预算等原因产生的误差，C AD 软件的使用对于修改图纸也起到了极大的便利作用。

2、安装施工仿真技术

在以往施工队伍的观念中，人们只重视工程在使用状态下的受力状况，而对于施工阶段的关注度则比较少。由于工程的差异性，部分工程在施工阶段的承受荷载可能会达到最大值，大跨度空间钢结构工程就是典型的代表之一。所以，在实际的施工过程中，应该对施工阶段的质量问题引起足够的重视，同时，这也是对工人施工安全责任事故的注重。所以，对于大型的跨度结构工程中，需要对以下多个方面进行仿真模拟，从而达到保证各个施工段的安全以及质量。其一是对施工过程的模拟，主要包括工程的施工情况，尤其需要注重设备是否就位，运行是否正常等方面，同时，设备的参数关系也需要引起足够的重视；其二是对结构安装时，构件的变形程度进行模拟，从而确定跨度的大小是否合理；其三是对钢结构节点的连结进行模拟，使得实际中采用的连结方式需要与方案以及模拟过程中采用的技术保持一致性。

3、安装方法的使用

现在大跨度空间钢结构技术体型复杂、没有固定的安装模式、跨度也越来越大。在大跨度空间钢结构的施工中，传统的施工方法主要有高空散装法、分块安装法、高空滑移法以及整体吊装方法等。在钢结构的特殊要求下，必须寻找一种合理的方法，同时符合安全性、经济性的要求，这就要求对技术进行革新，改变传统的安装方法，从而在安全、经济以及适用等方面寻找一个最佳的平衡点。在工程师的不断实践中，现代高技术含量的施工技术不断涌现，如高空曲线滑移技术、网壳结构折叠展开式整体提升技术、滑架法施工技术等。在实际的施工过程中，根据需要，往往是若干种技术的组合，从而达到工程安装的最优化设置。