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钢结构建筑大跨度空间施工控制措施张德波

发表时间：2020/11/23 来源：《基层建设》2020年第22期作者：张德波

[导读] 摘要：随着经济的发展，建筑发展日益精湛。建筑工程项目的施工要求越来越高，而借助于大跨度空间钢结构建筑模式进行施工是比较常见的方式。

        天津市国际投资工程有限公司天津市 300350
        摘要：随着经济的发展，建筑发展日益精湛。建筑工程项目的施工要求越来越高，而借助于大跨度空间钢结构建筑模式进行施工是比较常见的方式。钢结构建筑大跨度空间施工模式同样也能够表现出较强的应用效益，在整体施工操作便捷性以及质量保障效果方面具备更强的价值，这也就成为了需要予以高度重视的基本施工类型。现阶段，人们的生活质量逐渐得到提升，对建筑的要求也越来越高。在科学技术发展进步的支持下，钢结构建筑大跨度空间施工技术得到了广泛的应用，并取得了较好的效果。在实际的工程项目中，为了解决实际问题，提高施工质量，则需要相关施工人员充分掌握大跨度空间结构施工技术特点，合理应用高空散装技术以及分段吊装技术，并利用有效的施工控制方法，提高建筑的整体质量。
        关键词：钢结构建筑；大跨度空间；施工控制
        引言
        大跨度空间钢结构设计在设计思路以及设计形式上与传统形式并无明显的差异性，大跨度钢结构主要注重设计中的荷载和可能产生的变形问题。这种结构对于整体材料要求也较高，节点所使用的材料对于整体结构的承载力性能和结构变形能力都有较为深远的影响。整体结构需要考虑系统受力，将空间结构作为一个整体去分析受力状况，以满足设计要求以及应用效果。
        1大跨度钢结构
        传统的钢结构的空间覆盖距离较短，一般都在横向的30m以下。随着，我国建筑理念和技术的不断革新，承接的大型设施的建筑项目越来越多。如鸟巢、国际航空站、大型地铁换成站等等，这些建筑项目在空间与距离上都远远超出了传统建筑行业的建筑要求。因此，大跨度的钢结构应运而生。大跨度的钢结构建筑主要是指在横向覆盖距离超出30m与整体覆盖面积超出120m2的大型建筑项目。其中主要包括了网状节点、网壳结构和悬索等基本设施，
        2大跨度空间钢结构的类型
        2.1网壳结构
        网状构造与网架构造相似。这是基于杆的网格结构，根据具体的过程和规则，设计对应于框体结构的空间帧。因此，网格结构具有网格和轨迹的所有性能。由于壳体的两个方向上的内部压力和张力，力沿着节点传递。网状结构包括单层网状结构、锥形网状结构和单层简单网状结构。这种网状结构在我国广泛应用。
        2.2网架结构
        多个节点是以特定网格形式连接的空间结构。有重量轻、外形美观、产业化程度高、稳定性好、空间应力大等优点。但是，这样的构造空间里部件和节点很多，安装不便，设计复杂，需要大量的人力和物力。
        2.3悬挂结构
        采用高强度材料的拉伸性能的柔性斜拉和由张力锁定构件构成的载荷结构。绳材可选用钢缆、线束、链条、丸钢、绞线等抗拉性高的钢丝。根据材料的使用方法负荷力不同。悬挂结构有自重小、施工方便、跨度大、节约材料等优点。这种结构不仅在飞机仓库、体育馆、仓库、展示馆中广泛使用，在水利和桥梁工程中也发挥着重要作用。
        3大跨度空间钢结构施工技术
        3.1高空散装技术
        在大跨度空间钢结构使用中，高空散装技术是一种比较常见而且有效的施工工艺，是由吊钩、系绳以腹杆和上弦杆或下弦杆组成。在建筑厂房扩建项目中，应用高空散装技术能够保障该项目的大跨度空间钢结构具有较好的稳定性。其具体实施步骤是：首先在预先设计的位置安装搭建脚手架和临时支架；然后利用相应的起吊设备将大跨度空间钢结构的小拼单元或者是钢结构的散件吊运到设计好的位置，并在支架上进行拼装。通常情况下在大跨度空间钢结构施工中无需利用起吊装备，为了尽可能的降低拼装失误率，要尽量利用起吊设备按照合理的散件拼装顺序进行施工，科学严格控制标高以及轴线，保障工程项目钢结构施工的实效性。

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其次施工人员在工作平台上进行拼装时，要从钢结构的一边逐渐向外扩，再利用起吊设备将单元散件等进行拼装，然后安装到支座中，在安装完首块小拼单元后，施工人员要严格控制测量放线的尺寸。同时在建筑厂房扩建项目中应用高空散装技术时，需要注意支架的用量，并且要保障支架的强度和稳定性，保障建筑厂房扩建项目的施工质量。
        3.2厚板不同钢管结构的多角度全位置焊接技术
        钢截面形状和连接形状不断更新和多样化。焊接质量要求很高，并且不断出现没有参考经验的新焊接问题。由于国产钢的扩散，焊接难度增加。尤其是当用于厚板模具时，可能会发生母材的熔化，并且难以控制焊接质量，现场的焊接环境是影响焊接质量的重要因素。在低温、强风和高湿度的环境中，很难控制质量和保持焊接零件。面对不同的焊接问题，在合理使用传统焊接技术的基础上，针对不同项目的不同焊接特性采用了新的焊接技术和方法，以克服不同的焊接和焊接困难，从而设法保证质量。
        4钢结构建筑大跨度空间施工控制措施
        4.1开环控制
        钢结构建筑大跨度空间施工存在一些不确定的因素，为了避免对施工质量的影响，则要采用适当的控制方法。而在印包厂房扩建项目施工中，主要是采用开环控制，其是我国建筑工程领域中一种比较常见而且发展较早的施工控制方法，是基于简单函数的经典控制理论发展形成的，当前已经相对比较完善和成熟。因此在印包厂房扩建项目中运用开环控制方法具有较好的实效性，能够及时的发现施工现状的缺陷。而由于印包厂房扩建项目钢结构建筑大跨度施工的控制主要是单向控制，如果控制不到位，就会与施工实际发生严重的偏离。所以在本次工程中，一般是在简单的施工项目中运用开环控制。
        4.2闭环控制
        由于在印包厂房扩建项目中对大跨度空间钢结构施工采用开环控制可能存在不到位的情况，因此为了进一步满足对该建筑的施工控制要求，则可以设计采用避免控制方法。在本次工程中利用闭环控制具有较好的效果，而且能够进行施工作业反推，以检验其施工质量和水平，能够最大限度的降低事故率。另外一方面在印包厂房扩建项目中采用闭环控制，能够准确反馈施工控制，充分满足大跨度空间钢结构的精确性特点，可以减少钢结构的施工误差，进一步保障该项目大跨度空间结构的施工质量。
        4.3自适应控制
        自适应控制是近年来建筑工程控制中应用较为普遍的方法之一，其能够在不断的重复计算中进行系统磨合，从而实现施工控制与施工实际的数据对比，检查误差，保障施工技术与建筑设计的数据相符合。在印包厂房扩建项目中的大跨度空间钢结构施工中，运用自适应控制能够尽可能的减少设计误差和施工误差。比如在本次工程中，其能够对材料容量、截面宽度等数学量进行准确计算，及时发现微小误差，避免对施工质量造成影响。所以与开环控制和闭环控制相比较而言，自适应控制方法更具有智能化和现代化，对施工控制更加精准，有利于保障印包厂房扩建项目大跨度空间钢结构施工技术的合理开展，将误差率降至最低。
        结束语
        总之，随着科学技术的快速发展，我国建筑行业不断进行改革与创新，并开始广泛使用现代大跨度空间钢结构技术。在此项技术的应用方面，相关建筑行应不断深入探索，引进更多的科技人才，不断完善施工技术。现代大跨度空间结构的革新和发展，不仅有助于我国建筑工程的发展，也有助于我国经济的发展，全面建设小康社会。
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        [4]王春晓.大跨度、大空间钢结构建筑的防火保护措施[J].消防技术与产品信息，2012（6）：9-10.