目前,為了滿足人們日益增加的需求,現代建筑功能也呈現出多元化發展趨勢。以國家體育場(鳥巢)為例,它不僅要設置各類體育比賽場地,而且還要設置觀眾席、運動員休息室、后勤場館。這些功能的實現,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構建筑的典型代表,外形結構由門式鋼架組成,不僅節省了大量的建筑材料,而且保證了體育場館的質量安全。因此,加強大跨度空間鋼結構施工技術的研究,具有重要的應用價值。
一、大跨度空間鋼結構的發展現狀及問題
(一)大跨度空間鋼結構的發展現狀
我國早在十九世紀末期就已經開始使用現代鋼結構經開始使用現代鋼結構,但是受當時技術條件、建筑觀念等因素的影響素的影響,鋼結構的應用范圍具有很大的局限性。新中國成立后立后,國內鋼材的產量有了極大的提升,輕鋼結構的樓面和冷彎薄壁型鋼架在建筑中得到了廣泛應用彎薄壁型鋼架在建筑中得到了廣泛應用。進入21世紀世紀,我國鋼產量躍居世界前列鋼產量躍居世界前列,在沿海經濟較為發達的城市,鋼結構在大跨度空間建筑中的應用優勢得到了凸顯大跨度空間建筑中的應用優勢得到了凸顯。
(二)大跨度空間鋼結構的發展問題
客觀來說,國內大跨度空間鋼結構施工技術與世界前沿水平仍然存在一定差距,主要表現在以下幾個方面:一是高素質的施工隊伍數量不足,難以滿足當前大跨度空間結構的發展需要。在城市化建設過程中,需要修建大量的高層建筑、大型廠房,但是現階段國內專業技術強、綜合素質高的大跨度空間鋼結構施工人才隊伍明顯不足,存在供不應求的現象,難以保證大跨度空間鋼結構建筑質量;二是沒有掌握足夠的施工核心技術,對國外技術的依賴性較強。國內大型建筑的******跨度一般維持在120m}150m左右,但是部分發達國家的******跨度已經超過200m,由于技術壟斷、施工材料等因素的影響,國內建筑單位尚沒有掌握更大跨度的施工技術[1]。因此,我們一方面要積極借鑒國外先進施工經驗,為我所用;另一方面也要結合自身實際,堅持自主創新,爭取在大跨度空間結構施工方面取得技術突破。
二、大跨度空間鋼結構施工技術的特點
(一)空間跨度大
空間跨度大,質量要求嚴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境支持了必要的環境支持,但是由此帶來的結構荷載也會隨之增加,如何保證鋼結構建筑的質量安全如何保證鋼結構建筑的質量安全,成為施工單位所必須要考慮的重點問題慮的重點問題。近年來,無論是建筑行業還是國家相關部門,都出臺了相關的大跨度空間鋼結構建筑質量審查標準都出臺了相關的大跨度空間鋼結構建筑質量審查標準,對具體的施工設計流程體的施工設計流程、鋼材選用等做了明確了說明。施工單位在進行大跨度鋼結構建筑施工時在進行大跨度鋼結構建筑施工時,也必須要嚴格依照相關標準準,才能確保建筑工程通過驗收。
(二)結構形式和功能的多樣化
受設計理念受設計理念、施工技術等因素的影響,以往的鋼結構建筑形式單一形式單一,只具備一種使用功能,例如鋼結構房屋建筑僅具備居住功能居住功能,鋼結構廠房建筑只能用于工業生產;鋼結構體育館只能完成體育比賽等只能完成體育比賽等。而隨著現代施工技術的發展,大跨度空間鋼結構建筑可以同時滿足人們的多種需求空間鋼結構建筑可以同時滿足人們的多種需求。
三、大跨度空間鋼結構施工技術分析
(一)高空散裝
高空散裝施工一般用于鋼含量較低的工程當中。這是一項安全系數比較大的施工方法,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,原因是因為成本高,超出預算許多,不是******方案。整體施工法屬于大跨度空間鋼結構施工中一項較為重要的施工手段,是我國發明的一項較為省力的施工方法。
(三)高空原地安裝
高空原地安裝需要在施工現場安裝高臺,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構的原狀,盡可能減少材料的變形,能夠******限度地提高工程質量,是能夠提高經濟效益的好方法,也是大跨度空間鋼結構施工中所常用的方法之一。
(四)滑移施工
滑移施工是一項考驗技術的技術方法,他的要求比較高,在滑移之前要確保空間鋼結構的規范整齊,不能在滑移中出現失衡現象。滑移施工成本低,能夠低成本高效率完成施工,是許多施工隊的首要選擇。它符合我國的市場要求,能夠實現規模經濟,是非常受歡迎的一項大跨度空間鋼結構施工技術的手段。目前,許多大型建筑的基本框架都是用這種技術完成的。
四、大跨度空間鋼結構施工技術的管理策略
(一)安裝施工仿真技術
在建筑施工中,通常忽視施工中的安全隱患,而只關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它的******承載負荷,尤其是大型的工程建筑,大跨度空間鋼結構建筑就是其中一種。因此,應該足夠重視施工過程中的安全問題,關注施工的質量,重視施工工人的安全。仿真模擬技術的運用是大跨度空間鋼結構建筑工程的一項重要的措施,在施工過程中,關注施工設備的運行情況,檢查跨度和節點的準確度,對于結構安裝和卸載等過程進行仿真模擬,確保對整個施工過程的控制。
(二)選用合理的安裝方法
大跨度空間鋼結構技術復雜,選用合適的施工技術和方法有利于建筑施工的安全。在鋼結構建筑發展迅速的時代,工程師不斷地創造了各種高技術含量的施工技術,如整體滑移技術、高空分棍組裝等技術。根據施工的具體需要,選擇符合要求的工程技術,從而使工程安裝得到******優化。例如,鳥巢使用的是低合金高強度鋼(Q460),這種鋼材料在外部荷載達到460MPa時才會出現塑性變形,極大的提高了鳥巢的承重能力,除了Q460外,還有優質碳素結構鋼、合金結構鋼等。根據不同建筑的具體需求,也要有選擇性的選用鋼材料。