文档介绍：大跨度平面钢桁架施工稳定性控制
大跨度平面钢桁架施工稳定性控制
摘要:近年来,随着改革开放的日益深化和发展,钢结构由于其自重轻,构件截面小,能实现工厂化生产,施工速度快,可重复利用率大等优点,已成为一种新的建筑体系,得到越来越广泛的应用。
关键词:大跨度钢结构;桁架施工;稳定性;控制
中图分类号: TU391 文献标识码: A
一、大跨度钢桁架施工技术概况
大跨度空间结构的施工安装基本上两大类,即高空拼装和地面拼装后起吊。高空拼装即解决如何在高空有效施工的问题,而后一种则强调应采用的机具和工艺。
传统大跨度结构的施工方法一般有:高空散装法、分条或分块安装法、高空滑移法、整体吊装法、整体提升法、整体顶升法等。而现代大跨度结构因为体型复杂,且大量使用新材料、新技术,传统安装方法往往不能顺利完成任务,有时甚至无法完成任务。通过大量的工程实践,国内外涌现出许多具有创新性的施工技术,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。现代大跨度结构的安装方法往往是几种基本方法的巧妙组合或者再创造。同时由于机械设备、计算理论和计算机技术的快速发展,为大跨度结构安装方法的创新提供了有力支持,使得大跨度安装的方式更趋于多元化。
二、目前我国大跨度空间钢结构施工技术的新特点
(一)大跨度空间结构跨度趋大化,空间结构形式多样化,施工技术复杂化,如“鸟巢”跨度296米,“水立方”跨度177米,,南京奥体中心体育场跨度360米。
(二)结构形式不再局限于采用传统的单一结构形式,新的结构形式和各种组合结构形式不断涌现,如“水立方”采用了基于泡沫理论的多面体空间刚架结构、“鸟巢”采用复杂扭曲空间桁架结构、奥运会羽毛球馆则采用世界跨度最大的弦支穹顶结构、广州国际会展中心采用了张弦桁架结构。
(三)预应力作为一项新技术,得到充分应用,涌现了索穹顶、张拉整体结构和索膜结构等新型结构形式,如奥运会羽毛球馆(北京工业大学体育馆)采用了世界跨度最大的弦支穹顶结构、国家体育馆采用了世界跨度最大的双向张弦梁结构。在大跨度空间结构中引入现代预应力技术,不仅使结构体形更为丰富而且也使其先进性、合理性、经济性得到充分展示。通过适当配置拉索,使结构获得新的中间弹性支点或使结构产生与外载作用反向的内力和挠度而卸载,前者即为斜拉结构体系,后者则为预应力结构体系。这一类“杂交”结构体系改善了原结构的受力状态,降低内力峰值,增强结构刚度,技术经济效果明显提高。
(四)现代空间钢结构大多采用仿生态建筑,为了满足建筑造型,采用了各种各样的节点形式,结构复杂、设计难度越来越大,如铸钢节点、锻钢节点、球铰节点等。构件数量和截面类型越来越多,深化设计难度越来越大。一般而言,这类大型工程都由几万个构件,甚至逾10万个构件组成,并且这些构件的截面形式尺寸和长度均不相同,这样给施工单位放样带来极大困难,对于有些弯扭构件,还需进行专门试验和研究才能完成。
(五)构件加工难度大,加工精度要求高。这类工程都属于国家重点工程,工程质量要求相当高。只有提高构件加工精度,才能满足质量要求。并且大量焊缝要求一级焊缝标准,给施工带来极大难度。现场焊接工作量大,施工技术难度高。为保证施工精度,这些工程都需要进行预拼装,并且现场焊接工作量特别大