大空间圆形建筑钢结构安装技术探讨

试论大空间圆形建筑钢结构安装技术【摘要】：对于一些大型的公共建筑为谋求大空间以满足各种功能的需求，均采用了圆形或者椭圆形式的建筑构型，其多采用钢结构，由于其内部及外部施工条件的不同限制，对于大空间圆形建筑钢结构有自己一些自己独特的安装特点。

本文就此方面作了简要的分析与探讨。

【关键词】：大空间；圆形建筑；钢结构；安装技术中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：引言近些年来，为满足各种功能的需求，出现了大量的大空间圆形建筑钢结构建筑造型，如上海铁路南站主站屋、中国国家大剧院和上海旗忠森林网球中心等。

在钢结构的安装过程中，由于种种条件的限制，各个工程根据自身的特点，各自采用了适合自身的安装技术，如上海铁路南站采用的是可旋转的大跨度龙门起重机来进行全区域覆盖式的安装;中国国家大剧院则采用在四周分设固定或行走式起重机进行综合的安装;上海旗忠森林网球中心采用计算机液压顶推设备进行旋转顶推、累积滑移的安装工艺。

虽采用了不同的安装方式，但仍有着一般钢结构安装技术的特点。

一、钢结构工程的主要特点钢结构工程具有很强的抗震性，由于刚结构建筑重量轻强度高、整体刚性好、变形能力强，建筑物自重仅是砖混结构的五分之一，其结构体系有着普通建筑所不能比拟的抗震及抵抗水平荷载的能力，适用于抗震烈度比较高的地区。

另外，可抵抗每秒70米的飓风，所以其抗风性也很强。

钢结构工程还有很强的保温性、耐久性、隔音性等特点符合当前环保意识。

但钢结构工程也有着本身的缺点，有的钢材的耐腐蚀性能也差，在一定的环境下，容易和空气中的氧分子进行化学反应生成氧化铁，同时当氧化铁的含量达到一定的程度时，就会因应力集中而造成钢结构的损坏，影响钢结构的使用。

钢材的耐火性能低于混凝土结构，当在600摄氏度的时候，钢材就会失去它的强度和刚度。

一般国内的高层钢结构在建筑中主要应用在酒店、写字楼以及大跨度的商业地产等建设项目上，普遍应用在繁华城市中心的“都市综合体”项目。

第五讲阅读资料-大空间圆形建筑钢结构安装技术探讨-上海铁路南站工程4大空间圆形建筑钢结构安装技术探讨吴欣之上海建工集团副总工程师上海市机械施工有限公司总工程师摘要目前，大型公共建筑不乏采用圆形的钢结构体系，且多为大空间。

当结构施工或周边条件制约，钢结构安装不能采用常规施工工艺时，特种施工机械或施工工艺往往能够出奇制胜。

本文选择了两个工程案例，一个采用大跨度张弦式旋转龙门吊，一个采用旋转顶推工艺，均已获得成功，或可作为钢结构安装技术的有益探讨。

关键词：大空间圆形结构、钢结构、结构安装、特种起重机械、特种施工工艺一、引言上海铁路南站工程是地处上海中心城区南隅的新建重要交通枢纽，而旗忠森林网球中心则是位于西南市郊近年建成的体育场馆。

其主要建筑均采用大空间圆形钢结构。

根据工程不同的结构特点、施工环境及安装要求，结合企业已往大型工程的施工经验、技术装备和技术专长，采用了各有特点的特种钢结构安装技术。

二、上海铁路南站主站屋钢结构安装2.1 结构概况上海铁路南站主站屋屋盖钢结构系直径275m、屋顶标高约42m 的圆形建筑，状若覆碟。

屋盖钢结构是由中部内压环、径向布置的18根异形变截面分叉大梁、环向檩条和斜交预应力抗扭钢棒等组成的空间结构，由18根内钢柱和36根外钢柱支承于9.900标高的砼平台上。

每根外钢柱两侧沿环向设抗侧移预应力钢棒。

主体钢结构总重逾6000t。

2.2 钢结构工程特点结构新颖别致：275m 超大直径钢结构屋盖，中部微隆，四周上翘，造型别致。

特别是径向分布的变截面分叉式钢主梁较为罕见。

主梁下弦设受拉钢棒与内内压环主梁环向檩条主索环索环索内柱位置外柱位置主梁下弦杆环结构组成一空间体系，不仅增加了结构空间刚度，而且保持了轻灵通透的建筑效果。

钢柱与主梁通过销轴和轴承座实现铰接，外侧柱顶还设置了水平弹性支承。

现场环境复杂：屋盖钢结构安装时，南、北和东面均有大型地下工程同时施工，除西侧外无场地可资利用；钢屋盖覆盖范围以下构筑物和建筑物，包括又不具备大t，常规的大型施工机械难以满足本工程的钢结构安装；钢屋盖在结构整体尚未形成前为不稳定体系，必须设置可靠的施工支撑系统；为了控制安装精度，结构吊装要求对称进行。

大跨度圆形金属屋面施工工法大跨度圆形金属屋面施工工法一、前言大跨度圆形金属屋面是一种具有较大空间自由度和美观性的屋顶结构，广泛应用于体育场馆、展览中心和会议中心等大型建筑。

其施工工法是实现这种屋面结构的关键，本文将介绍大跨度圆形金属屋面施工工法的工艺原理、施工过程、质量控制、安全措施和经济技术分析等方面内容，为读者提供有关该工法的全面了解。

二、工法特点大跨度圆形金属屋面施工工法具有以下特点：1. 结构灵活性：适用于各种不同直径和高度的圆形屋面结构，能够满足不同项目的要求。

2. 施工效率高：采用现代化的机械化施工工艺，能够快速高效地完成施工任务。

3. 屋面美观：金属材料具有良好的光泽度和质感，能够为建筑赋予独特的外观效果。

4. 地震抗性好：采用特殊的结构设计和施工工法，能够提高屋面结构的抗震性能。

三、适应范围大跨度圆形金属屋面施工工法适用于体育场馆、展览中心、会议中心、机场候机楼等大型建筑，特别适用于需要大空间覆盖和较好视觉效果的场所。

四、工艺原理大跨度圆形金属屋面的施工工法基于以下原理：1. 结构稳定原理：通过合理的结构设计和结构连接方式，保证屋面结构的稳定性和承载能力。

2. 草图分析原理：在施工前进行全面的草图分析，确定施工工艺和施工顺序，为施工过程提供指导。

3. 材料选择原理：选用具有良好强度和耐久性的金属材料，保证屋面结构的使用寿命和抗风雨性能。

五、施工工艺大跨度圆形金属屋面的施工工艺主要包括以下阶段：1. 土方工程：对施工现场进行平整处理，并进行土壤加固和地基沉降处理。

2. 基础施工：根据设计要求进行基础的浇筑和加固。

3. 屋面桁架搭设：根据设计要求和工艺要求，逐层搭设屋面桁架，包括主梁和次梁的安装。

4. 屋面覆盖：在屋面桁架搭设完成后，进行金属屋面板的安装和固定。

5. 排水系统安装：根据设计要求，安装屋面的排水系统，确保雨水能够顺利排出。

6. 检验和保护：对施工完成的屋面结构进行检验和保护，确保质量和安全。

大跨度及空间钢结构怎么安装1.前期准备工作：在进行大跨度及空间钢结构的安装前，需要完成一系列的准备工作。

这包括设计方案的制定、施工团队的组建、材料的选购、研究现场环境等。

2.安装模拟与试验：为了保证安装过程的顺利进行，可以先进行安装模拟与试验。

这可以通过使用模型进行施工模拟，或者通过构造小型样品进行试验来完成。

这将能够检验安装方案的合理性和施工过程的可行性。

3.施工现场准备：在开始安装前，需要对施工现场进行准备。

这包括清理现场、搭建临时设施、确定施工顺序等。

4.基础施工：5.起重设备及辅助设施搭建：施工现场需要搭建合适的起重设备和辅助设施。

这包括塔吊、起重机等。

同时，为了确保人员的安全，还需要搭建安全围栏、安全网等设备。

6.构件准备：在进行实际安装前，需要对构件进行准备。

通常，大跨度及空间钢结构是由多个构件组成，这些构件需要在工厂进行加工和预制，然后运输到施工现场。

7.起吊和定位：根据设计方案，使用起重设备将构件吊装到指定位置，并进行初步定位。

在起吊时，需要保证安全性和平衡，避免构件的滑动和倾斜。

8.连接和固定：吊装好的构件需要进行连接和固定。

连接的方式可以使用螺栓、焊接等方法。

在连接时，需要保证连接部分的精确度和质量，确保结构整体的稳定性。

9.调整和校准：安装完成后，需要进行结构的调整和校准。

这包括检查施工过程中的误差和偏差，进行适当的调整和修正，确保结构的准确性和稳定性。

10.消防和安全设施安装：11.验收和保养：安装完成后，需要进行验收和保养工作。

这包括对结构的检查和测试，确保其满足设计要求和功能要求。

同时，还需要建立相应的保养和维护计划，以保证结构的长期使用和安全性。

在整个安装过程中，需要严格按照施工计划和标准进行操作，确保施工的安全性和质量。

同时，需要注意现场环境的变化和风险，及时采取相应的措施进行应对。

大跨度椭球冠穹顶钢结构地面拼装整体提升施工工法大跨度椭球冠穹顶钢结构地面拼装整体提升施工工法一、前言随着现代建筑技术的发展，大跨度椭球冠穹顶钢结构在各类场所的应用逐渐增多。

为了满足施工速度和质量的要求，提出了地面拼装整体提升施工工法。

本文将对该工法进行详细介绍，并对其特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例进行阐述。

二、工法特点大跨度椭球冠穹顶钢结构地面拼装整体提升施工工法具有以下特点：1. 提高施工效率：采用地面拼装整体提升的方式，可将钢结构模块预制完成后进行整体提升，大大减少了现场拼装的工程量和时间。

2. 保证施工质量：由于工厂预制的模块具有统一的标准与质量控制，可以有效避免施工过程中的人为失误和质量问题。

3. 具备较高的安全性：提前完成模块的预制工作，可以减少在高空施工中的人员操作，减小了高空作业带来的安全风险。

4. 提高施工精度：在工厂进行钢结构模块的预制可以控制施工精度，而地面拼装整体提升方式可以更好地保持模块的准确定位。

三、适应范围大跨度椭球冠穹顶钢结构地面拼装整体提升施工工法适用于各类场所，尤其适合于室内场馆、展览馆、体育场馆等大型建筑项目。

四、工艺原理该工法的实际工程是基于以下几个联系和实际工程采取的技术措施：1. 钢结构模块预制：首先，在工厂进行钢结构模块的预制。

钢结构模块按照设计图纸要求进行加工和焊接，并进行工艺表面处理，以提高施工中的防腐性能。

2. 地面拼装整体提升：按照设计要求，将预制好的钢结构模块进行地面拼装，确保每个模块的准确连接。

然后，利用起重设备进行整体提升，将大跨度椭球冠穹顶钢结构一次性提升至预定高度，完成施工工程的子阶段。

3. 模块化拼装：在地面拼装的基础上，通过模块的拼装和连接，将钢结构模块组成整体形状，并进行加固和调整。

五、施工工艺 1. 施工准备：进行工地的平整和清理工作，搭建临时施工平台和安全防护设施。

大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法一、前言大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法是一种独特的空间结构施工技术，该技术的应用范围广泛，并且具有显著的优势。

本文将对该工法进行详细介绍，以便读者了解其特点、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面的内容。

二、工法特点大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法具有以下特点：1.高自重：该工法的自重重量很大，能够提高结构的稳定性。

2.施工效率高：该工法施工效率较高，可以大大缩短工期。

3.施工简便：施工过程中，不需要使用大型设备进行拆卸或组装，因此施工较为简便。

4.适应多种环境：该工法适应多种环境，不受气候、地貌等条件影响。

三、适应范围大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法适用于各种场合，如会议场馆、展览馆、体育馆、机场候机楼等。

该工法的优点在于其空间利用率高、施工效率快、施工简便、可适应多种环境等。

四、工艺原理大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法的理论依据是在工程中对施工工法与实际工程之间的联系进行规划和调整，采取优化的技术措施来提高施工质量和效率。

采取的技术措施主要有以下几点：1. 施工过程中的预应力控制。

2. 确保施工过程中的钢材质量满足设计要求。

3. 设计合理的施工工艺。

通过以上技术措施，大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法的理论依据得以确立，能够帮助提高施工质量和效率，达到预期效果。

五、施工工艺施工过程中，大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法主要分为以下几个阶段：1. 制造工艺：按照工程要求制作，铺设预应力钢筋。

2. 组装工艺：采用模块化技术进行组装。

3. 竖直环向拉杆预应力：通过预应力拉杆实现竖直方向的预应力。

4. 环向拉杆预应力：通过预应力拉杆实现环向方向的预应力。

5. 吊装、拼接和调整：对各个模块进行吊装、拼接和调整，确保结构稳定。

6. 进行灌浆。

以上工艺的细节，都需要根据实际情况进行调整、完善。

钢结构施工方案5.1钢结构安装测量钢结构安装施工的测量放线工作，是各阶段诸工序的先行工序，又是主要工序的控制手段，是保证工程质量的中心环节。

因此，编制钢结构安装测量放线方案，作为全面指导测量放线的依据。

因为，钢结构安装精度要求高，结构放线、轴线闭合、垂直度控制、水平标高等的允许偏差值，都高于一般工程标准，合理布置钢结构平面控制网与标高控制网，是整个工程质量关键所在，亦是施工单位追求的“质量第一”目标。

5.1.1平面控制网的布置要求合理布置钢结构平面控制网与标高控制网，以使用方便又能长期保留为原则，其要求为：1．钢结构安装控制网应选择在结构复杂、拘束度大的轴线上，施工中首先应控制其标准点的安装精度，并再考虑对称的原则及顶层投递，便于施测。

控制线间距以30m至50m为宜，点间应通视易量。

网形应尽量组成与建筑物平行的闭合图，以便闭合校核。

2．当地下层与地上层平面尺寸及形状差异较大时，可选用两套控制网，但应尽量选用纵横轴线各有一条共用边，以保证足够的准确度。

3．量距离的精度应高于1/15000，测角和延长直线的精度应高于±10″。

5.1.2平面控制网的建立平面控制网根据土建提供的轴线控制点（或网），依据****城市规划勘测院提供的坐标点引测到施工区域内，复核土建的轴线控制网点，运用极坐标法构成高精度的小型平面控制网，并建立轴线控制点，要求控制网的测距相对中误差小于L/2000，测角中误差小于5″。

若不能满足要求，则进行再次测量，然后进行平差和归化改正，最后再排尺、放线。

设置内控基准点预埋10cm×10cm钢板，用钢针划出十字线定位点，并打上样冲印，作为工程施工定位测量永久依据。

.1.3钢柱标高的传递《GB50205-2001》规范规定：同一层楼各柱顶高允许偏差为5mm，同一根梁两端高差允许偏差为L/1000且≤10mm。

另外由于制造公差，焊接收缩等原因造成各节钢柱的柱顶标高与设计标高不一致，因此为达到规范要求，在吊装前运用S3级水准仪以设计相对标高抄平已安装好的各钢柱，并在抄平位置作好标记，同时对进入施工现场的钢柱用已检定的钢尺从柱顶向柱底往下截取某一长，并在此位置作好记录，安装时计算最佳间隙值达到控制标高的目的。

大跨度圆形钢结构网架地面拼装、整体顶升施工工法大跨度圆形钢结构网架地面拼装、整体顶升施工工法一、前言大跨度圆形钢结构是一种应用广泛的建筑结构形式，可以在体育馆、展览馆、机场等场所中见到。

而在大跨度圆形钢结构的施工中，地面拼装和整体顶升工法是一种常用的施工方式。

本文将对这一工法进行详细介绍。

二、工法特点该工法的特点主要包括：1）具有很好的适应性，可以适应不同尺寸、形状的大跨度圆形钢结构；2）施工过程中的临时支撑少，对环境干扰小；3）整体施工，提高工作效率；4）能够保证施工质量，减少变形和刚度损失。

三、适应范围该工法适用于各类大跨度圆形钢结构，包括大型体育馆、展览馆、机场候机楼、舞台等。

无论是屋盖结构，还是整个建筑的主体结构，该工法都能够胜任。

四、工艺原理该工法的工艺原理主要是通过地面进行拼装，然后将整个结构通过临时支撑和具有顶升功能的设备进行整体顶升。

通过钢结构构件与设备的协同作用，实现整个结构在地面上进行拼装，并且整体顶升至设计位置。

五、施工工艺1) 地面拼装：首先，在地面上进行钢结构构件的拼装工作。

根据设计图纸和施工方案，将钢结构构件按照顺序进行组装。

拼装过程中，要确保构件的连接牢固，并进行必要的调整和校正。

2) 临时支撑：在拼装好的钢结构上设置临时支撑，以保证整个结构的稳定和安全。

3) 整体顶升：通过具有顶升功能的设备，对整个结构进行整体顶升。

整体顶升过程中，需要注意控制顶升速度和控制顶升高度，以保证顶升的平稳和准确。

六、劳动组织在施工过程中，需要组织一支熟练的劳动队伍。

该队伍应包括有经验的钢结构施工人员、设备操作人员以及相关的安全人员。

劳动组织应合理，各个施工阶段的任务分工明确，以确保施工过程的顺利进行。

七、机具设备施工过程中，需要使用一些特殊的机具和设备。

主要包括：顶升设备、拼装设备、调整设备等。

这些设备应按照要求进行安装和调试，并且需要经过专业操作人员的使用。

八、质量控制施工过程中，需要进行严格的质量控制，以确保施工的质量达到设计要求。

大跨度空间钢结构组合安装施工方法摘要：近年来大跨度复杂公共建筑钢结构工程迅速发展，很多工程在结构和技术上用的都比较少，特别是体育馆、会展中心、航站楼等。

本文主要介绍体育馆大跨度空间钢结构组合安装的施工方法，将施工经验介绍给广大从事钢结构建筑的同行们，希望可以为解决实际工程问题提供一点经验。

关键词：大跨度、拼装、组合吊装中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号：工程概况某游泳馆钢结构投影面积为12000m2，东西方向长150m，南北向宽124m，中心最高点高度为32m，建筑总体为蘑菇状，整个结构为阶梯式肋环形网格结构，结构体系非常复杂，整体不规则,主体结构由钢柱、屋盖系统等组成。

游泳馆图片二、主要施工难点1、跨度大，施工难，如何确保吊装安全可靠，且保质保量完成钢结构安装是本工程的难点之一。

2、针对地面桁架拼装，对桁架的关键点进行计算机三维坐标定位和模拟计算控制是本工程的难点之二。

3、本工程的组装精度决定最后能否合拢是又一关键难点。

三、主要施工方法1、计算机三维坐标定位由于结构安装过程中单榀桁架侧向稳定性差以及单榀径向桁架在地面没有足够的支撑点，所以该工程采用现场组合单元拼装、焊接，然后进行安装。

在现场利用胎架将阶梯式肋环形网格管桁架的径向桁架和环向桁架在地面组合拼装焊接，但需要将关键点的坐标进行精确定位。

由于整个结构为阶梯式肋环形网格管桁架结构，结构体系非常复杂，每榀桁架都呈不规则设计，每榀桁架参差不齐、高低不平，采用传统的CAD平面放样方法很难找到两榀桁架之间的相互关系，并且后续测量工作很大。

为了使组合单元的拼装精度和拼装速度得到进一步提高，我们利用CAD三维线形模型将关键点坐标进行空间定位，避免了传统繁琐的放样工作。

（1）计算机模拟组合单元安装首先将径向桁架在工厂整体制作、分段出厂；运至工地现场后，利用胎架，在地面将两榀径向桁架和环向桁架组装成空间稳定组合吊装单元后，再进行安装。

所有组合吊装单元安装完毕后，再进行吊装单元间环向桁架及系杆、屋面支撑结构的安装。

摘要：在结构安装工艺及主要技术要求分析的基础上，设计了吊装方案，并采用大型通用有限元计算软件ANSYS进行了吊装验算，阐述了了梁柱连接节点和柱脚节点的形式，并对梁柱连接节点和柱脚连接节点进行了设计计算，并对钢管结构的焊接质量控制和焊接变形控制提出了切实可行的措施，为今后类似的大跨度钢管结构的设计和施工提供了参考关键词：大跨度；钢管结构；设计计算；节点分析；安装技术Research on Installation Technology of the Construction’s Large-span S patial Steel Tubular StructuresZHOU Wen-tao(The Second Baidian, Guangdong Construction Engineering Co.,Ltd,Guang dong Guangzhou 525400)Key words：large span；steel tubular structure;design calculation；nodal analysis；installation technology1 引言钢管结构在一些大型的体育场馆，机场和展览馆等建筑结构中得到广泛的应用。

安装作为工程施工的主要部分，也受到工程技术人员的关注。

制定或选择合适的安装方案，是工程施工质量的保证。

现有的大跨度结构的安装方法主要有：高空散装法、分条或分块安装法、高空滑移法、地面拼装整体吊装法、地面拼装整体提升或顶升法。

本文以某体育馆为例，介绍钢管结构的安装工艺，吊装方案的优选和吊装验算，支撑胎架的设计和主要连接节点的现场焊接。

2 结构安装工艺及主要技术要求2-1 安装工艺流程以单榀桁架为例，主要的安装流程：桁架梁的现场拼接→基础标高及轴线测量→钢管柱的安装→支撑胎架的铺设→桁架梁的吊装→桁架梁的就位、测量→梁柱节点焊接→设临时支撑→支撑胎架的卸载和拆除。