大跨度空间预应力钢结构讲义
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大跨空间钢结构预应力施工技术分析发布时间:2021-07-21T17:34:14.810Z 来源:《城镇建设》2021年3月第8期作者:林现[导读] 近年来,随着社会经济的发展,城市大跨度结构日益增多。
林现身份证号:44172119710829****摘要:近年来,随着社会经济的发展,城市大跨度结构日益增多。
大跨钢结构一般适用于大规模建筑工程,具有跨度大、环境复杂等特点,对于施工质量及工艺要求十分严格,为提高构件刚度、减小构件挠度、改善结构性能,预应力技术逐渐得到了广泛运用。
关键词:大跨空间钢结构预应力施工技术引言钢结构预应力是现代经济和科技发展下的产物,也是建筑业一直在推广使用的新技术,预应力施工技术经过混凝土结构的应用发展到了大跨度空间钢结构的应用,这一发展体现了我国过程建设技术的进步。
给钢结构施加预应力对于钢结构结构变形的调控和调整杆件应力分布有着积极的作用,当对钢结构变形和杆件应力进行有效的调控以后,钢结构的承载力将大大的提升,可以减少施工过程中的用钢量,这样不仅可以节约资源还可以使结构变得轻盈,便于大跨度、大空间的跨越。
大跨空间钢结构的预应力施工技术会涉及到很多的结构形式和各种新型的拉索材料,此外还需要与各种高强材料、高级非线性力学分析和施工技术进行融合,所以其应用的难度还是比较大的,但在近些年来,我国大跨空间钢结构预应力施工还是取得了显著的进步和发展,主要以现在拉索材料、结构形式以及施工技术这三个方面。
1钢结构优点与其他类型的建筑结构相比,钢结构的优点主要有:(1)理论分析可靠性高。
钢材是理想的弹塑性材料,内部材质均匀,晶体结构接近于各向同性。
钢结构的实际工作性能可以被目前的计算理论较好的反应,具有较高的可靠性。
(2)强度较高,质量较轻。
钢材强度高于砌体,混凝土和木材,弹性模量也较高。
在受力条件相同的情况下,与其他结构相比,钢结构结构质量更轻,构建截面面积更小,在运输和安装上有明显优势,是建造大跨度建构筑物的理想材料。
浅谈大跨度空间钢结构施工摘要:文章详细介绍了大跨度空间钢结构的施工技术,通过对大跨度空间钢结构类型及其施工特征进行介绍,结合钢结构的主要施工方法类别,对钢结构施工技术中的关键工序进行重点分析、归纳与总结,包括吊装、滑移、拼装、焊接等工序,仅供相关工作人员参考。
关键词:大跨度空间钢结构;施工技术;滑移;拼装当前,随着经济及科技的不断发展,我国建筑行业也随之不断发展,加上借鉴国外先进技术及经验、理念等,越来越多的新型建筑出现,尤其是大型公共建筑,包括机场建筑、体育馆等都采用大跨度空间钢结构作为建筑物的屋盖结构体系。
现就大跨度空间钢结构及其具体施工技术进行分析。
1大跨度空间钢结构类型大跨度空间钢结构建筑是指横向跨越30m以上空间的各类结构形式的建筑,其结构形式多种多样,当前世界上使用大跨度空间钢结构的各大建筑中,最典型的代表即奥运建筑,大跨度空间结构技术对多种多样、形式丰富的奥运建筑起着推动作用。
其中,奥运历史上著名的罗马体育馆主要采用装配现浇式钢筋混凝土薄壳结构,而巴塞罗那圣乔地体育馆采用了网壳结构。
其中,大跨度钢结构的类别主要如下所述:1.1网架结构网架结构主要指的是由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。
网架结构具有工业化程度高、自重轻、稳定性好、外形美观的特点。
1.2网壳结构网壳结构与空间杆系结构较为相似,平板网架型的空间杆结构是通过杆件根据规律而组成网格,并结合壳体结构布置成一定的空间架构,因此,它不仅具备杆系的性质,而且同时具备壳体的性质。
网壳结构主要通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力进行逐点传力。
例如: 1967年建成的郑州体育馆,采用肋环形穹顶网壳,其平面直径64 m,矢高9.14m,此为国内跨度最大的单层球面网。
又如1988年建成的北京体院体育馆,主要采用带斜撑的四块组合型双层扭网壳,其平面尺寸为59.2m2,矢高3.5m,挑檐3.5m,此为我国跨度最大的四块组合型扭网壳。
大跨度多阶次空间预应力钢桁架结构施工工法一、引言二、工艺步骤1.现场准备:确定施工场地和施工进度,制定施工方案,并做好详细的施工计划和时间表。
同时,组织好施工人员和施工设备,确保施工材料的及时供应。
2.桁架制作:根据设计图纸制作桁架结构的构件。
首先制作桁架的主梁和副梁,然后按照设计要求进行螺栓连接和焊接。
随后,制作桁架结构的其他构件,包括节点连接件和预应力钢筋。
3.预应力加固:将预应力钢筋根据设计要求穿插在桁架的节点连接处,并进行张拉和固定。
预应力钢筋的加固能够增加结构的整体抗弯能力和抗震能力。
4.组装调整:将制作好的桁架构件按照设计要求进行组装,采取临时支撑措施进行调整,确保桁架结构的水平和垂直度满足设计要求。
5.定位和安装:将调整完毕的桁架结构用螺栓和焊接等方式固定在基础上,确保整个结构的稳定和精确位置。
6.现浇混凝土:在桁架结构上搭设脚手架,并进行现浇混凝土施工。
混凝土的浇筑需要按照设计要求,采取逐层浇筑和振捣的方式,确保混凝土的质量和结构的强度。
7.后续工序:待混凝土硬化后,进行跟进工序的施工,包括钢结构的防腐和喷涂,以及其他附属设施的安装。
三、问题与解决方法1.桁架结构的材料供应问题:在施工前需要提前组织好材料的采购和供应,确保桁架结构的材料及时到位。
2.桁架节点连接的施工精度问题:桁架节点连接处需要进行精确的调整,可以采用激光测量仪等精密仪器进行施工。
3.桁架结构的安全问题:在施工过程中,需要采取安全措施,包括设置临时支撑和脚手架,确保施工人员的安全。
四、施工注意事项1.严格按照设计图纸和施工方案进行施工,遵守施工规范和操作规程。
2.加强施工现场的管理,保持施工环境整洁,清理好施工垃圾和杂物。
3.施工过程需要密切配合各专业施工队伍,协调好施工进度和施工质量。
4.定期进行施工质量检查和安全检查,及时解决问题和隐患。
五、施工案例以大型体育馆的钢桁架结构施工为例,通过采用以上的工艺步骤和注意事项,成功完成了桁架结构的施工。
预应力大跨度空间钢结构的应用分析摘要:随着经济的快速发展以及工业、文化等事业的日益进步,空间结构特别是预应力大跨度的空间钢结构在社会中发挥越来越重要的作用。
预应力大跨度空间钢结构,是一种新型的钢结构应用技术,这种新技术比传统大跨度空间钢结构有更大的优势。
本文主要介绍了预应力大跨度空间钢结构的概述、应用以及应用策略这几个方面。
关键词:预应力;大跨度空间钢结构;应用一、预应力大跨度空间钢结构的概述(一)预应力空间钢结构的主要特点1、这种结构能够单次引入相反于内力峰值符号的预应力,实现内力峰值的抵消或者减弱以及设计内力的降低。
同时,如果分批施加荷载和预应力,还能够使设计内力不断下降。
2、能够实现荷载的不利内力向有利内力的转变,以便形成一种更为先进的结构体系。
3、能够大量地运用性价比更大的、高强度的钢材及钢索,以便降低结构的自重。
4、能够增强结构的刚度、调节结构的自振频率、完善结构的性能。
(二)预应力大跨度空间钢结构预应力大跨度空间钢结构,是将现代化的预应力新技术应用到诸如网格结构、张力结构等大跨度的空间结构中,以便形成杂交式的、新的预应力大跨度空间钢结构。
该结构具有刚度更大、重量更轻,制作简便、安装方便的特点和优势。
近年,这种结构更是获得了极大的开发和发展,受到社会各界,特别是工程界的广泛关注。
通常,预应力大跨度空间钢结构的特点及优势主要有:1、能够改变结构受力的情况,能够符合设计所要求的刚度、内力的分布状态以及对位移的控制。
2、能够加快工程的建造速度。
预应力空间钢结构的组件大都在工厂中生产完成、在工地上进行组装,在安装钢结构时,可以同时安装照明装置、消防设施以及屋面的设施(比如网板、避雷阵等)。
3、采用该结构,有些施工就可以在位置比较低的地方进行,为施工提供质量及安全上的保障。
4、该结构的适用非常广泛,除了可以在机库适用外,在商场、候车厅、低层的住宅以及体育馆等都可以采用这种结构。
4、该结构可以用来配置预制的构件,利于形成新型的钢结构,比如弓式的预应力空间钢结构。
大跨度空间的钢结构施工技术研究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、對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。
钢结构的大跨度结构钢结构是近年来建筑设计领域极为广泛的一种建筑结构形式。
它以钢材为主要构件,经过一系列的加工工序组装而成的结构体系。
钢结构的建筑形式各异,应用范围广泛。
其中,钢结构的大跨度建筑最为引人注目。
一、什么是大跨度结构大跨度结构是指建筑结构跨度大于40米的结构体系。
在这种结构中,由于受力情况的影响,各个构件之间具有高度的交互作用,从而对材料的选取、施工工艺、节点设计产生了显著影响。
二、大跨度结构的发展历史和应用现状大跨度钢结构的应用历史非常悠久,早在欧洲文艺复兴时期就有了初步的应用。
著名的Eiffel Tower、巴黎圣母院、华盛顿纪念碑等著名建筑均采用了大跨度钢结构。
而在当前,大跨度结构得到了更加广泛的应用。
其应用范围不仅仅局限于体育场馆、展览中心、公共交通场所等领域,甚至还出现了钢结构的超高层数建筑。
三、大跨度结构的特点1. 稳定性差大跨度结构受到大风、地震等自然因素的影响,稳定性反应比较明显,构件之间的局部变形可能引起整个结构的拱状变形,从而加大了结构的整体变形和破坏风险。
2. 材料应力更大大跨度结构的自重较大,设计之初需要充分考虑到材料的应力,防止材料超载,导致材料永久性破裂。
而且结构基本上不具有可承受永久形变的能力,这就需要建设计算过程中材料的整体应力分析和细节设计。
3. 施工难度高大跨度结构施工难度很高,整个工程比较复杂,要求有较高的施工技术,还需要耐心的建模运算和结构验证等环节,这会使得所需的施工周期大于常规建筑。
四、大跨度钢结构的优点1. 建筑体量轻大跨度钢结构的体积大幅减少,对场地空间的占用更为合理。
这不仅可以节约空间,还可以在建筑设计中考虑到环境保护、文化传承等因素。
2. 施工周期短大跨度钢结构由于部件标准化,工厂化生产变成可能,不仅可以大量减少现场施工量,还可以缩短建筑资金回报周期。
3. 节能环保在建筑中,大跨度钢结构相对于传统建筑可以大量减少临时工地造成的污染,减少能源开支,做到可持续性低碳化建造。
大跨度空间预应力钢结构讲义【大跨度空间预应力钢结构讲义】第一章引言1.1 研究背景1.2 研究目的1.3 文章结构第二章钢结构基础知识2.1 钢结构的定义与分类2.2 钢材的性质与标志2.3 钢结构设计的基本原则2.4 钢结构施工工艺第三章预应力钢结构概述3.1 预应力技术基本概念3.2 预应力钢材的选用3.3 预应力锚固系统3.4 预应力施工工艺与方法第四章大跨度空间钢结构设计原则4.1 大跨度空间钢结构的定义与分类4.2 大跨度空间钢结构设计的基本原则4.3 大跨度空间钢结构设计流程4.4 外力分析与荷载计算第五章大跨度空间预应力钢结构设计方法5.1 大跨度空间预应力钢结构设计的优势与特点5.2 大跨度空间预应力钢结构设计的步骤5.3 预应力设计参数的确定5.4 大跨度空间预应力钢结构的优化设计第六章大跨度空间预应力钢结构施工技术6.1 大跨度空间预应力钢结构施工准备工作6.2 预应力钢束的张拉与锚固6.3 钢结构主体拼装与安装6.4 施工过程中的质量控制与安全注意事项第七章大跨度空间预应力钢结构的应用与发展7.1 大跨度空间预应力钢结构应用案例7.2 大跨度空间预应力钢结构的未来发展趋势第八章总结与展望8.1 研究成果总结8.2 存在的问题与改进方向8.3 对未来研究工作的展望【扩展内容】1、本文档所涉及附件如下:附件1:大跨度空间预应力钢结构施工工艺流程图附件2:大跨度空间预应力钢结构设计计算表格附件3:大跨度空间预应力钢结构施工安全手册2、本文档所涉及的法律名词及注释:2.1 预应力钢结构:指通过预先施加压力在结构构件中形成预应力,以提高结构的承载能力和使用性能的钢结构。
2.2 施工安全手册:即针对施工过程中可能存在的危险及应对措施进行规定的文档。