大跨越钢管塔设计中的若干问题分析
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输电线路大跨越钢管塔的应用和结构设计分析摘要:我国幅员辽阔,河网密布,长江、黄河等大江大河成为了超高压架空输电线路工程的天然屏障,尤其是近几年西电东输,三峡外送,区域联网等电网工程的实施,全国各地涌现了许许多多的大跨越工程.而大跨越工程中,跨越塔的结构设计是整个工程的关键项目之一.我国经过几十年的跨越塔设计经验的积累和发展,已经从起初的钢筋混凝土烟囱塔单一形式,逐步形成了钢筋混凝土、组合角钢、焊接钢板和钢管结构等多种结构形式共同发展的良好局面.本文力求从跨越塔的设计回顾、变化,引出目前跨越塔的主要结构形式———钢管结构,关键词:输电线路大跨钢管塔;应用;结构设计研究众所周知,我国幅员辽阔是一个占地面积庞大,人口最多的国家,随着现代化的发展,我国的电力需求巨大,超高压架空输电线路工程已然成为了我国急需的重要战略,但由于我国地理位置的制约在架设过程中会遇到很多难题,其中河网的密布地域的广阔成为了超高压架空输电线路工程的天然屏障。
1跨越塔的结构类型和钢管塔的应用情况1.1跨越塔结构介绍跨越他塔形主要分为钢筋混凝土结构、组合角钢格构式结构、焊接钢板格构式结构和钢管结构。
钢筋混凝土结构是早期运用的技术,在条件比较不发达的时期,材料的加工技术还有待提高,只能勉强运用混凝土式跨越塔,这类型的跨越塔的显著缺点就是笨重,而且塔的高度很低及不利已特高压的输送。
相比较后期淘汰了钢筋混凝土结构,发现运用钢板作为材料即耐用,又能够适合高压输电线路的高度,便有了组合角钢格式结构、焊接钢板格构式结构和钢管式结构,其中组合角钢格式跨越塔运用很广泛,无论是国内还是国外都是比较常用的,拿我们国内来说徐上线镇江大跨越塔就是这种类型,塔高180米,可传输500伏高压电力。
像文明遐迩的珠江跨越塔采用的则是组合角钢断面型式。
焊接式钢板格构式结构也偶有运用,相比较小的输电线路都合适钢板式结构塔。
另外一种重要的跨越塔结构形式就是钢管塔式大跨越塔,由于现代材料的强度的提升,国内外的相关专家发现钢管塔式跨越塔很有应用前景,尤其是现代科技对钢材强度的提高,很利于这一跨越塔的发展。
大跨度建筑结构设计中的挑战与解决方案研究咱先来说说大跨度建筑这回事儿。
不知道您有没有去过那种超级大的体育场馆,像鸟巢那种,或者是大型的会展中心?那空间,那规模,简直让人惊叹!可您知道吗,要设计出这样的大跨度建筑,那可不是一件容易的事儿,这里面的挑战啊,多得让人头疼。
就拿材料来说吧,大跨度建筑需要用到特殊的材料,强度得高,还得轻,不然怎么支撑起那么大的空间呢?我曾经参观过一个正在建设的大跨度桥梁工地,亲眼看到工人们为了挑选合适的钢材伤透了脑筋。
有些钢材强度够了,但是重量太大;有些呢,重量轻了,可是强度又不行。
最后好不容易找到一种新型的合成材料,才算解决了这个难题。
结构设计也是个大问题。
大跨度建筑的结构可不像咱们普通的小房子那么简单,它得考虑各种力的作用,比如重力、风力、地震力等等。
有一次,我看到一个设计师在图纸前苦思冥想,因为他设计的一个大跨度屋顶在模拟风力测试的时候出现了不稳定的情况。
那几天,他整个人都憔悴了不少,不停地修改方案,重新计算,最后总算是找到了一个既美观又稳定的结构形式。
还有施工难度也是巨大的。
大跨度建筑施工的时候,需要高精度的测量和安装,一点点误差都可能导致整个结构的不稳定。
我记得有个项目,在安装大型钢梁的时候,因为测量出现了一点点偏差,结果钢梁怎么都对不上位置,现场的工人们急得满头大汗。
后来还是请来了经验丰富的专家,重新调整测量数据,才把钢梁安装到位。
那面对这些挑战,咱们也不是没办法。
比如说,在材料选择上,不断研发新型的高性能材料,像碳纤维、高强度铝合金等等。
在结构设计方面,利用先进的计算机模拟技术,提前预测各种可能出现的问题,优化设计方案。
还有施工过程中,采用精密的测量仪器和先进的施工工艺,确保施工质量。
再给您举个例子,有个大型的机场航站楼设计项目,设计师们在一开始就充分考虑了各种挑战。
他们选用了最新的复合材料,通过计算机模拟优化了结构,施工的时候更是严格把控每一个环节。
最后建成的航站楼不仅造型美观,而且坚固耐用,成为了当地的标志性建筑。
大跨度钢结构设计中常见问题的研究与分析发布时间:2021-03-01T05:03:30.553Z 来源:《中国科技人才》2021年第3期作者:于克蛟[导读] 我国当前社会经济发展速度较快,促进城市化建设发展速度不断提高,同时建筑行业也在快速发展。
身份证号码:23010319880716xxxx 黑龙江省建筑设计研究院摘要:我国当前社会经济发展速度较快,促进城市化建设发展速度不断提高,同时建筑行业也在快速发展。
但现阶段建筑工程在实际施工过程中,工程形式逐渐趋向多样化的方向发展,大跨度建筑工程在当前也具备先进化的特点,同时在建筑工程施工中得到广泛推广和运用,能够充分发挥其自身作用和价值。
但钢结构在大跨度建筑工程施工中占据重要位置,与整体工程施工质量之间具有密切联系,所以,在这样的情况下,需相关部门与工作人员提供却奥重视程度,针对大跨度钢结构科学合理的设计,采取科学合理的设计措施,加强大跨度钢结构设计工作的水平,为大跨度建筑工程施工顺利开展提供帮助。
因此,本文主要针对大跨度钢结构设计工作中的常见问题进行分析和研究,并提出科学合理的建议。
关键词:大跨度;钢结构;设计工作;常见问题;分析研究现阶段城市人口数量逐渐增加,人们日常生活水平和质量不断提高,逐渐提高对生活的需求与标准,但现阶段建筑行业在实际发展过程中,大跨度建筑工程在其中占据重要位置,与建筑行业发展水平之间具有密切联系。
现阶段由于大跨度自身具备多方面优势和特点,在现阶段建筑工程施工技术中得到广泛推广和运用,在促进设计技术水平提高的同时,多数大跨度钢结构设计工作中也存在不合理的问题,在这样的情况下,需施工企业提高重视程度,针对大跨度钢结构设计工作中存在的问题全面分析和研究,确保能够采取科学合理的控制措施,加强大跨度钢结构设计工作的水平。
1.大跨度钢结构的阐述针对不同类型建筑工程在实际施工过程中,选择的混接钢筋混凝土结构也存在不一致的问题和现象,同时工作人员需依照相关规定和标准,选择科学合理的结构类型。
大跨度钢结构关键问题分析与研究摘要:本文从大跨钢结构的特点入手,从大跨钢结构的稳定问题、防腐问题、防火问题等方面,阐述了当前大跨钢结构存在的问题及解决的方法。
关键词:钢结构;大跨稳定;防火防腐引言随着我国经济建设的蓬勃发展,网架、会堂、剧院等大型公共建筑以及不同类型的工业建筑获得了广泛应用。
同时我国大跨钢结构也得到了广泛的发展和应用。
大跨钢结构的形式逐渐多样化,技术日益成熟,尤其是预应力技术和新材料的应用进一步推动了大跨钢结构的发展。
在发展的同时,大跨钢结构存在一些共性的问题,值得我们进一步关注。
1 结构稳定问题大跨钢结构在进行稳定分析与设计时,要求结构分析和设计人员对整体稳定的基本概念、失稳的类型及产生失稳的原因予以预见,才能在工程实践中,运用正确的计算方法,采取合理的计算模型,避免采用错误的推论,得到安全可靠的工程成果。
以下是在大跨钢结构稳定分析,常见问题。
1.1 临界荷载的近似估计在设计的初步阶段,结构设计人员要根据以往设计经验和拟定结构类型,预先假定拟建结构的临界荷载值,大跨空间结构首先应考虑稳定问题,因其结构反应呈非线性特性,因此只能通过简化模型进行分析,对结构的临界荷载作出近似估计,确定临界荷载。
可采用刚度等效的原则,计算结构失稳时的内力及确定失稳状态,合理的临界荷载近似值是有效的确定结构类型的首要条件。
简化模型的计算杆件数量比工程实际构件数量少,因此简化模型可以验证结构体系是否稳定,及确定主要受力杆件的应力分布情况,从而确定结构体系采用是否合理。
对于实际每一个杆件的应力研究和计算,须在验证了结构稳定后,采用分解和有限元法等计算方法予以确定。
1.2预测结构失稳类型设计人员在设计的方案制定阶段,应预见性的判别结构方案的失稳类型,判断结构的破坏类型是突发的脆性破坏还是有预兆的延性破坏,有无破坏荷载的安全储备,以及引起失稳的主要因素。
据此从候选方案中,选择性能优越的结构体系进行下一步的计算分析。
跨越钢管塔设计中的若干问题分析摘要:本文结合某大跨越塔探讨了跨越钢管塔设计中的问题。
关键词:跨越钢管塔;承载力;偏心弯矩中图分类号: s61 文献标识码: a 文章编号:1.概况某大跨越塔跨越最大基准设计风速为高45m/s(离地面10m)。
导线型号为2×ktacsr/est-720,架空地线一侧选用铝包钢线jlb1b-100,另一侧兼作通信通道采用光纤复合架空地线opgw-290。
基于安全可靠、美观实用、节省造价的原则,结合方便施工、可靠运行等方面的考虑,经过多种方案比较,最后确定了采用自立式钢管塔方案。
下面就该大跨越钢管塔设计中的关键技术问题作详细分析。
2.杆件断面型式的确定本大跨越塔高215.5m,基准设计风速又高达45m/s,按以往工程经验,200m以上的大跨越塔塔身风荷载约占总荷载的70% 以上。
降低塔身风荷载是大跨越塔结构设计首要考虑的问题。
目前国内外200m以上的大跨越塔构件形式主要有格构式角钢和钢管两种。
比较而言,钢管具有构件体型系数小、回转半径大和抗失稳能力强等特性,比角钢更具优势。
格构式角钢和钢管两种方案计算比较结果见表1。
可见,钢管方案比角钢方案节省钢材约43.3%,基础上拔力少约19.2%,基础下压力少约31.5%,钢管方案优势明显。
3.管径与壁厚的确定经过计算比较,跨越塔的最大钢管规格用q345bф1580×30,塔身最轻。
但现行《钢结构设计规范》(gb 50017-2003)第10.1.3条规定,热加工管材和冷成型管材不应采用屈服强度超过345mpa以及屈强比fy/fu >0.88的钢材,且钢管壁厚不宜大于25mm。
按此规定,塔身变坡以下的钢管规格就要用到q345bф1790×25,这不仅加大了加工、镀锌及施工的难度,也使塔重和基础受力增大。
再查阅《钢结构设计规范》的条文说明,上述条文对板厚的限制是限于国内加工能力问题。
参考国外相关规范,欧洲规范虽然也有类似的规定,但却是为了防止层状撕裂,只要材料具有较好的z向性能,也可不受限制。
对大跨度钢结构设计存在问题的分析前言:在大跨度钢结构的设计中,延性性能的控制对其有重要影响。
在大跨度钢结构设计中,设计人员应该根据相关的设计规范、设计要点选用正确的设计方法进行钢结构建筑的设计。
一、大跨度钢结构设计的思想1、基于性能的钢结构设计在大跨度钢结构的各种设计方法中,目前主要的设计方向是基于性能的钢结构设计,所谓基于性能的钢结构设计就是采用相关的工程设计方法,完成既定的结构性能目标的设计方法,在基于性能的钢结构的设计中,通过一定的结构分析计算,对不同载荷下的结构响应进行有效的预测,以此来对大跨度钢结构的性能进行评估,判断其结构性能是否满足相关的性能指标。
2、基于延伸性能的设计延伸性能指的是钢结构中的构件的某个截面从开始屈服的阶段到极限载荷的阶段中,载荷没有明显下降的变形能力,对于延性性能较好的构件来说,在后期具有较大的变形能力,在构件达到承载力的极限之后还具有一定的能量吸收能力,在对其造成破坏之前会表现出一定的延性破坏,在大跨度钢结构的设计过程中必须要对钢结构的延性性能进行控制。
二、大跨度钢结构的设计要点大跨度主要按照变形能力的设计和荷载类型进行设计,其荷载主要分为永久荷载、可变荷载、偶然荷载。
对于永久荷载,应采用标准值作为代表值。
对于可变荷载,应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。
对于偶然荷载,应按照建筑结构使用的特点确定其代表值。
1、变形能力的设计在大跨度钢结构的设计中,如果钢结构的刚度偏小,只能够满足最低的稳定承载力的指标,当结构体系中弹塑性的极限变形值过大时,结构体系的大变形会使结构倒塌。
因此,在大跨度钢结构的设计中,钢结构体系必须同时满足变形能力及稳定承載力两方面的要求。
在大跨度钢结构的设计中,钢结构体系中的构件能够达到相应的强度要求之后,想要达到相应的结构弹性的小变形指标,可以采用施加预应力、结构预起拱等措施。
采用施加预应力的方法能够有效的提高大跨度钢结构的刚度;另一方方面,运用这种方法还能有效的降低其结构体系的弹塑性变形值,运用施加预应力的方法是一种可靠的将大跨度钢结构中的弹塑性变形能力及弹性同时提高的措施,在对大跨度钢结构施加预应力时,会有效的降低钢结构体系的破坏变形值,但是如果所采用的预应力过大,很容易造成钢结构的脆性破坏,因此在施加预应力的时候,应使钢结构体系处在弹性阶段,并采取适当措施增加预应力构件所拥有的安全系数。
对大跨度建筑结构常见问题的分析在现在的建筑行业当中,大跨度建筑结构已经成为了其中的中坚力量,我们在生活中也很容易觅得大跨度空间建筑结构的踪迹。
现在的大跨度空间建筑结构主要分为五大类:包括有网壳结构,薄壳结构,悬索结构,膜结构和网架结构。
但是大跨度建筑设计结构并不止于此,有一些新的类型的建筑结构是基于上述的五类结构之外的,不断组合和衍生的表现形式。
因为形式的丰富多样,大跨度建筑结构模式下的建筑通常都非常的吸引眼球,对于人们有着极大的吸引力。
1、网架结构的形式和设计研究1.1网架结构的形式。
网架结构的设计形式非常多样,但通常是以下的四种形式:(1)平面钢架结构,这种结构包括了网架结构当中从两个方向上正交正放的网架结构,当然从两个方向上的正交斜放,斜交斜放,亦或是从三个方向上的网架结构都包含在当中。
(2)四角椎体形的网架结构,这种网状结构根据椎体摆放的位置有不同的分类,包括正放着的四角锥体,斜放着的四角锥体,星形放置的四角锥体都属于这种模型的网架结构当中的。
(3)三角锥体形的网架结构,这种网状结构通常是根据三角锥体中的空余形状进行分类,分为抽空式的三角锥体网状结构,当然还有很常见的蜂窝状的三角锥体网状结构。
(4)最后提到的网状结构由于建筑难度较大通常不会被采用,被称为正六角锥体网状结构。
1.2 网架结构的建筑特点。
在大跨度的建筑形式当中,网架结构建筑是其中的一种较为常见的一种,由于其建筑的要求相对较低,现已经被广泛的使用。
它的优点有许多,最主要的是该种建筑的建筑自重非常的轻,这样它的抗震性能就很优良,再加上它的传力不是非常的复杂,设计难度不高,于是被广泛地采用了下去。
在施工过程中,结构简单的优点也就显现出来,由于只需要将钢材按照图纸连接起来,建筑施工的要求很低,完成结构的定性变得容易许多,可以做到工作效率和设计美观的两者兼得。
同时,这种设计模式可以为后期设备的安装过程做到很好地铺垫,是施工质量提高的同时又不会提高施工的成本。
大跨度钢结构设计施工若干问题的建议大跨度钢结构设计与施工一直是一个值得探讨的问题,笔者从大跨钢结构设计方案、推广应用高性能钢材、结构安全等级的掌握、焊缝等级的选用及施工因素对设计承载能力的影响等方面提出建议。
一、体育场屋盖设计方案应采用轻型结构、应考虑将看台结构作为传力的支承体系近些年来,我国陆续建成了几个大跨度奥运体育场,南京奥体中心主体育场,屋盖结构是由与水平面成45度倾斜的、跨度为361.58米的三角形行架拱和有箱形钢梁形成的马鞍形空间网壳结构,用钢量约12153吨。
整个屋盖结构由主拱和箱形梁外端“V"型支承将荷载传至下部看台(图一),45度倾斜主拱宛如飘带,结构体系造型新颖美观。
重庆奥体中心主体育场屋盖结构也是由跨度314米的三角形行架拱和空间网壳组成,网壳一端支承在看台上,将荷载传至下部看台结构(图二)。
沈阳奥林匹克体育中心体育场为容纳六万人的大型体育场(图三),罩棚钢结构屋面为以橄榄叶的王冠为设计概念所设计成的跨度360米的大型屋顶,屋面罩棚结构采用单层网壳结构体系,南北罩棚内侧悬挑处各设置一空间加劲三角桁架,屋面网壳采用单根大口径钢管,一端支撑在地面,另一端直接与悬挑端的空间加劲桁架相贯连接。
本罩棚钢结构总重量约1.2万吨,工程建筑面积1.04万平方米。
这些工程的共同特点是屋盖钢结构充分利用下部看台作为传力结构,屋盖方案采用轻型网壳和钢管行架落地拱,造型新颖,用钢量只有“鸟巢”的1/4。
“鸟巢”钢结构采用了与看台完全脱开的方案(图四、图五),水平荷载通过行架、由钢结构柱传至柱底、而巨大的柱底水平力由与看台基础脱开的巨型柱脚传递,结果造成钢结构杆件太大、钢板太厚,总用钢量超过4.2万吨.如果在屋盖门架柱顶处、看台顶部给门架增设支点,利用下部看台作为传力结构,将极大减少整体钢结构的内力、减少钢材用量。
这样做并不影响“鸟巢”的建筑外形效果,也不影响室内观众视线。
在静荷载作用下增设支点后的柱脚内力计算结果,其中FZ(支撑)、FX(支撑)分别表示增设支点后的24个柱脚处的竖向力、水平力;FZ、FX分别表示不增设支点、按照原设计计算简图计算的24个柱脚处的竖向力、水平力。
分析大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨大跨度复杂钢结构的施工是一个复杂的过程,因为它涉及到多种技术问题。
本文将分析这些技术问题,并探讨如何解决这些问题。
1. 结构设计与施工配合问题大跨度复杂钢结构通常需要在设计阶段就考虑到施工的问题,而设计师和施工人员的合作不够紧密,可能导致设计不符合实际施工的情况,造成施工难度加大。
结构设计与施工配合不当还可能导致结构的不稳定,从而影响整个工程的安全性。
2. 材料选择与质量控制问题大跨度复杂钢结构需要使用大量的钢材,而钢材的选择和质量控制对结构的安全性至关重要。
如果材料的选择不当或者质量控制不严格,可能会导致结构强度不足或者出现质量问题,从而影响整个工程的施工进度和安全性。
3. 施工工艺与施工控制问题大跨度复杂钢结构的施工需要使用多种施工工艺,而这些施工工艺需要精确控制,否则就会导致工程质量问题。
施工过程中的控制也需要严格执行,否则就会对工程的安全性产生巨大影响。
4. 安全防护和环境保护问题大跨度复杂钢结构的施工需要考虑到安全防护和环境保护的问题,而这些问题往往被忽视。
如果没有做好安全防护措施,就会导致施工人员受伤或者工程安全事故的发生。
如果没有做好环境保护,就会对施工区域的环境造成污染,从而引起环境保护部门的处罚。
二、大跨度复杂钢结构施工的技术问题的解决方法3. 精确控制施工工艺和施工过程为了解决施工工艺与施工控制问题,需要加强对施工工艺的精确控制,确保施工过程的安全性和质量可控性。
需要加强对施工过程的控制,确保施工合乎规范和手册,从而消除施工安全隐患。
4. 加强安全防护和环境保护措施为了解决安全防护和环境保护问题,需要加强对施工现场的安全防护措施,确保施工人员的安全。
需要加强对环境的保护措施,确保施工过程不会对环境造成污染。
三、结语大跨度复杂钢结构的施工是一个复杂的过程,因为它涉及到多种技术问题。
为了解决这些技术问题,需要加强设计与施工的协调,严格控制材料的选择和质量,精确控制施工工艺和施工过程,加强安全防护和环境保护措施。
大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨傅武旭摘要:大跨度复杂钢结构的工程应用项目逐渐增加,施工过程中的技术问题得到了广泛关注。
本文在分析大跨度复杂钢结构特点以及常用的施工方法基础上,对施工过程中的相关技术问题进行了探讨。
关键词:大跨度复杂钢结构;施工过程;技术问题1 概述随着社会经济的发展,人们审美观的更新提升,在桥梁建设时不仅要改变桥梁外观,还需要借助现代化施工技术提升桥梁施工质量。
大跨度复杂钢结构在现代桥梁建设施工中得到越来越广泛的应用。
为了提升大跨度复杂钢结构施工过程的安全性、可靠性,应用科学的施工技术、制定合理的施工方案至关重要[1]。
2 大跨度复杂钢结构特点2.1 应用预应力技术预应力技术是现代建筑设计中广泛应用的一种新兴技术。
预应力技术的使用能够显著提高结构的刚性和耐久性。
该项技术主要应用在索穹顶新型结构中,如果结构在使用的过程中需要承受较重的负荷,一般需要根据负荷量对结构添加相应的预应力。
2.2 构件数量多大跨度复杂钢结构工程的工程量较大,不同种类、不同尺度、不同质量、不同用途的构件数量庞大,可以达到几万甚至几十万个,使得施工过程开展难度大。
2.3 对材料质量要求高为了满足工程施工需要,大跨度复杂钢结构跨度大,并且随着社会的发展钢结构的跨度不断增大。
为了保证钢结构的安全性、稳定性,对钢结构的材料提出了更高的要求,必须使用复合设计标准、强度较大的钢材。
2.4 对构件加工精确度要求高城市现代化建设对一些大型工程项目提出了更高的要求,在满足安全性的同时需要提升观赏性,这种类型的建筑通常要求有较高的质量。
因此,施工使用的构件精度必须符合一定的设计标准,特别是在原材料焊接时,焊缝一定要在国家一级水平状态。
3.大跨度复杂钢结构常用施工方法3.1 分条或分块安装法此安装方法首先根据施工场地情况选择合适的起重设备,再依据起重设备的起重能力确定条状、块状单元的尺寸、重量。
然后在地面上将不同的构件组合成确定尺寸与重量的条状或块状单元。
大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨大跨度复杂钢结构施工是现代建筑领域中的重要一环,这类结构通常用于大型体育馆、会展中心、机场航站楼等建筑中,由于其结构复杂、跨度大、施工难度大等特点,导致施工过程中存在着许多技术问题。
本文将从大跨度复杂钢结构施工中常见的若干技术问题展开探讨,并提出相应的解决方法,以期能为相关从业人员提供一定的参考和帮助。
一、大跨度复杂钢结构的施工特点1. 结构复杂:大跨度复杂钢结构往往由多种结构形式组合而成,如钢梁、钢柱、钢桁架等组成的多层次、多变形的结构形式。
这就要求施工人员在施工现场能够清晰明了地掌握结构的复杂性,做好施工方案设计和施工工艺的安排。
2. 跨度大:大跨度钢结构的特点之一就是其跨度大,这就对施工现场的吊装设备、运输设备等提出了更高的要求,同时也对施工人员的工艺技术及配合能力提出了更高的挑战。
3. 施工难度大:由于大跨度复杂钢结构的结构形式复杂、跨度大,因此其施工难度也大。
工期紧、安全风险大等问题都极大地增加了施工难度。
基于以上施工特点,大跨度复杂钢结构施工中常见的技术问题主要包括:吊装施工难度大、焊接质量难以保证、结构调整难度大、施工工艺不足等。
下面将逐一进行探讨。
二、大跨度复杂钢结构施工中常见的技术问题及解决方法1. 吊装施工难度大大跨度复杂钢结构的施工中,吊装是一个非常重要的环节。
由于结构体积大、重量重,加之跨度大、高度大、结构复杂,导致吊装工作难度大。
在实际施工中,施工单位和施工人员应当根据具体情况,进行全面规划,合理选用吊装设备,进行详细的施工方案设计。
要根据具体结构特点,选择合适的吊装设备,如塔吊、起重机等,不能贪图方便而忽略了安全。
要充分考虑现场的空间布局和地形地貌等因素,严格按照吊装方案进行施工,做好吊装现场的安全措施工作,保障工程施工的安全。
2. 焊接质量难以保证大跨度复杂钢结构的施工中,焊接是一个非常关键的工艺环节。
焊接质量的好坏将直接影响到结构的安全性和使用寿命。
大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨摘要:大跨度钢结构的设计更加多元化,经济性和美观性都能满足现代人的价值需求,因而极受欢迎,应用也越来越多。
为保证施工质量,必须重视技术难题的解决,本文从桁架的稳定性、三维设计和计算、临时支撑柱的拆除三大方面切入,指出了存在的技术不足,并给出了有效的建议。
关键词:大跨度钢结构;技术问题;稳定性引言在经济的推动下,现代建筑行业取得了显著成绩,随着人们的要求提高,建筑设计和施工越来越复杂。
车站候车厅、体育馆等很多场合往往都会选择大跨度钢结构,加上施工工艺不断更新,规模随之扩大,大跨度钢结构施工难度随之增加,带来了不少技术难题。
施工中若不解决这些问题,极有可能会影响到施工质量,甚至出现安全事故。
所以,应当熟悉大跨度钢结构的特点,及时发现存在的技术问题,并想办法解决。
1 桁架及平面的稳定性高空焊接作业危险性很高,操作难度较大,为了降低风险,方便施工人员作业,通常会选择空间框架、整榀平面作为吊装单元。
这样做的优势在于,可以在地面或者低空完成大部分的焊接,操作相对于高空作业难度低,且安全比较有保障。
但这种做法并非完美无缺,比如桁架结构,这只一种具有承压功能的结构物,其稳定性非常关键,直接关乎焊接工作,然而实际施工时桁架结构的稳定很难掌控。
首先,应合理选择吊点,包括吊点数量的确定和分布情况,是维持桁架平稳的前提条件。
以常见的直线型支架为例,必须找到精确的吊点,才能将其平稳吊起,既不会在升高过程中失衡晃动,也不会发生形变,然后将其放置于预定位置,与其他构件相拼接。
如果吊点不合理,很容易引起各种情况,比如简支梁,如果吊点接近两端,使得中间的力矩过大,从而出现两端凸翘中间凹陷的问题。
如果吊点接近中心处,则两端的力矩过大,会引起两端弯曲、中间部分翘起。
可见,吊点选择非常关键,需通过专业公式计算,合理选取,确保两端和中间的力矩保持平衡。
其次,在大跨度钢结构施工中,大构件容易失稳,从而引起质量缺陷。
大跨度结构施工中常见的几个问题大型公共建筑及工业厂房都有大跨度钢结构的影子,大跨度结构主要是在自重荷载下工作,为减轻结构自重,往往适宜采用钢结构作为主体结构。
根据以往施工中遇到的问题,我们主要归纳为3类。
设计与优化方面施工前应对大跨度钢结构施工设计方案进行优化,尤其在计算分析方面。
很多项目部不会算,不计算,导致工程项目施工质量欠佳,或成本变高。
那么在计算分析方面要看哪几部分?图纸设计首先要重视上部、下部结构的协同工作,应计入多向地震作用的效应。
考虑上下部结构协同工作的最合理方法是按整体结构模型进行地震作用计算。
下部结构简化必须依据可靠且符合动力学原理,即应综合考虑刚度和质量等效后的有效性。
利用软件对设计模型进行建模,并进行计算分析。
具体操作时,应合理确定计算模型,确保屋盖等结构与主要支承部位的连接与构造相符。
此外,还应考虑受力分析。
计算分析时除模拟结构整体成型后的受力情况外,还要兼顾其施工过程的特殊受力情况,避免在结构成型前因为局部受力超过设计值而破坏。
对于施工过程的计算模拟需要考虑构件吊装、不同施工阶段工况、结构预变形技术、构件的预拼装、卸载等。
结构布置结构布置宜避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的内力、变形集中。
对于可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。
因此在进行结构布置时,应确保质量与刚度分布均衡和结构的整体性和传力明确。
屋盖的地震作用应能有效地通过支座向下传递;避免屋盖内力集中或较大扭转效应,为此屋盖、支承及下部结构的布置宜均匀对称;保证屋盖结构的整体性,因此应优先采用空间传力体系、避免局部削弱或突变的薄弱部位;宜采用轻型屋面系统,因此应严格控制屋面系统的单位自重。
施工安装方面大跨结构的复杂性和施工方法的多样性,决定其设计的过程中就必须结合考虑施工的问题。
这也是设计过程中经常忽视或者考虑不全的地方。
施工中主要涉及到以下安装技术。
结构构件和异型节点的制作技术各种大跨度、复杂空间形状的钢结构建筑由于需要局部受力复杂,制作难度大的钢构件,因此在复杂工程项目施工时应考虑结构构件和异型节点的制作应满足受力条件,确保工程质量安全。
大跨度钢结构设计中常见问题的研究与探讨摘要:伴随着建筑业的发展,大跨度钢结构被广泛应用在建筑施工中。
大跨度钢结构在我国开始大规模的建造,一方面促进了大跨度钢结构设计技术的提高,另一方面也突显出钢结构设计中的一部分常见问题。
钢网架结构设计,在大跨度空间结构当中,占有非常重要的地位,其在应用的过程中,能够创造出较高的经济效益、社会效益,对于很多地方的长远发展,都可以产生非常好的效果。
文章就此展开讨论,并提出合理化建议。
关键词:大跨度钢结构;设计;问题引言近年来,世界各国在积极加强现代化建设的过程中,建筑工程领域高速发展,各种先进的设计以及施工技术得以广泛应用。
针对建筑屋盖体系来讲,设计以及施工也得到了创新,为大跨度钢结构空间钢网架的广泛应用奠定了基础。
然而,该环节施工呈现出较强的系统性和复杂性,要想从根本上提升该环节施工质量,加强大跨度钢结构空间设计研究具有重要意义。
1大跨度钢网架结构的设计要点1.1永久荷载大跨度钢网架结构在设计时,永久荷载包含屋面覆盖材料的自重以及网架结构的自重。
屋面覆盖材料的自重计算可由计算机自动完成或采用经验公式计算得出,如在有擦体系,还需要计算擦条的自重。
屋面覆盖材料则通常说指防水层、屋面板、屋面保温层等所有上盖材料的自重总和,此外,屋内吊顶或设备管道等装修构造,则按实际情况计算。
1.2可变荷载(1)屋面活荷载。
根据《建筑结构荷载规范》(GB5009-2012)相关规定,屋面活荷载一般按屋面的水平投影面计算。
对不上人的大跨度钢网架结构屋面,屋面均荷载标准值采用0.5kN/m2,但当施工或维修荷载较大时,应按实际情况设计取值,或在维修施工中采取特殊措施。
(2)雪荷载。
屋面雪荷载取值主要考虑屋面几何形状、朝向和风向等相关要素。
屋面雪荷载通常小于基本雪压,但有时也会产生积雪,如双跨或多跨曲面屋顶的交接处等,此时应该考虑雪荷载不均匀分布的情况。
(3)风荷载。
当建筑周围的空气流动受到建筑物的阻挡时,就会在建筑物表面的方向形成吸力或压力,这些吸力或压力即设计时须考虑的建筑物所受的风荷载。
大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题分析摘要:随着建筑业的快速发展,一些大跨度复杂的钢结构在施工过程中得到了广泛的应用。
钢结构建筑根据自身特点,结合彩板工程,得到广大用户的青睐。
然而,大跨度复杂钢结构施工中存在许多技术问题,应引起设计人员和施工人员的足够重视。
本文就大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题开展探究与分析。
关键词:大跨度复杂钢结构;施工阶段;技术问题随着体育场、机场大楼、会议中心等大型公共建筑概念的不断更新,新建筑通常采用大跨度复杂钢结构施工。
建造工艺也跟随着建筑物的审美需求和多功能性不断提高。
因此,应分析施工过程中的技术问题,不断更新设计理念和升级钢结构的制造技术,从而为大跨度复杂钢结构建筑提供技术保障。
一、大跨度复杂钢结构特点分析随着大跨度复杂钢结构的不断应用,对其研究工作也在加强,通过不断的研究,我们可以得出这种结构具有以下特点:①采用了大量的预应力技术,作为一种新技术得到了广泛的应用,出现了索膜、整体张拉和索穹顶等新结构。
②结构跨度越大,所用钢板厚度越厚,钢材强度等级越高。
由于对建筑功能的要求越来越高,相应的空间结构采用了大跨度复杂形式,超过百米的钢结构跨度也很常见。
比如国家游泳中心的钢结构跨度已经达到了177米,鸟巢的跨度达到了296米。
③结构中单个构件和截面的数量、类型较多,深层设计和施工难度较大。
通常大跨度复杂钢结构由成千上万个部件组成,许多部件高达几万个,这些部件的横截面形状各不相同,使得施工变得困难[1]。
④对于构建的加工精度要求很高,进而增加了作业难度。
国家重点工程的质量要求非常严格,为了保证工程质量,必须提高构件的精度。
⑤施工中焊接工作量很大,技术水平也很高。
为了保证施工精度,经常进行预拼装工序。
同时,增加了焊接工作量,而且由于结构跨度较大,需要采用一些较先进的施工技术,才能顺利完成施工任务。
如图1为大跨度复杂钢结构示意图。
二、大跨度复杂钢结构施工技术问题分析(一)设置临时支撑柱技术问题临时支撑柱的设置是所有大跨度复杂钢结构施工中必须面对的问题,通过设置临时支撑柱,不仅可以提高钢结构的承载能力,而且可以有效改善结构受力状态,从而增加临时支撑点以及周边范围应力[2]。
大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨岳藏摘要:大跨度复杂结构的施工过程会反映出很多力学问题以及未来技术的发展问题,因此,目前设计和施工工程师对于钢结构的施工过程都非常重视,未来仍需要不断完善我国钢结构施工过程的技术设计。
基于此,本文将对钢结构施工过程中的技术问题展开讨论和分析。
关键词:施工方法;结构特点;施工注意事项建筑理念的更新,随之建筑物也不断更新,机场的大楼、一些会展中心、城市标志性建筑物等建筑物都是大跨度复杂钢结构充当主要材料。
而人们对于建筑物施工工程相关的力学相关技术也不断关心重视,中国相对西方发达国家在在大跨度复杂钢结构施工过程中对新材料和新技术的掌握依旧很欠缺,从而也加强了对新材料和新技术的掌握和应用。
一、针对大跨度钢结构的施工方法一般来说,大跨度钢结构指的是30米以上的工业专用钢结构。
其主要由网架、悬索、网壳等结构构成。
在进行设计大跨度钢结构时需要考虑的因素主要包括:施工场所的环境条件、施工过程需要的机械设备、施工过程需要的成本、施工过程的质量等等。
主要使用的大跨度复杂钢结构的施工工艺主要分为高空散装法安装、分条或分块法安装、整体吊装法安装、整体提升法安装、整体顶升发安装、折叠后展开法安装,下面每个方法进行具体介绍分析。
1.1高空散装法安装高空散装法安装实质上就是把结构系统分成几个小单元部分,最终将这些小单元直接在高空预定位置拼装成一个整体。
在施工的过程中主要采用满堂支架起法与悬挂挑法这两种方法。
在行业内,满堂支架起法是应用最普遍的方法。
这种方法的主要节点多,同时能与网架结构的施工相互配合,并且操作简单,节省时间。
1.2分条或分块法安装分条或分块法的安装又被叫作小片的安装法,一般来说是指把结构的部件在地面上进行拼装组合焊接结构形成块状结构,同时吊塔进行吊起,在预设好的位置进行整体拼装组合。
该种方法与上面方法相比就是不会在支架上需要浪费很多材料,节省空间和材料,施工过程灵活多变。
探讨大跨越钢管塔的结构设计前言在我国实施西电东输、三峡外输、互域联网的背景下,输电线路大跨越钢管塔就这样的产生了。
本文主要从跨越塔结构形式发展回顾,钢管塔的内力计算、断面选择和材质选用,如何计算钢管塔节点的形式与连接方式,钢管塔的构造要求这四个方面来分析输电线路大跨越钢管塔的结构设计分析。
一、跨越塔结构形式发展回顾按结构类型来分类的话,大跨越塔的塔型主要有四种,分别是钢筋混凝土结构、焊接钢板格结构式结构、组合角钢板格构式结构和钢管结构。
它们都各具特色,在工程的应用和设计上都经历了很多的考验。
在1957年,有一个设计成功的案例,那就是以钢筋混凝土结构形成的输电路线高塔的钢筋混凝土烟囱塔,这在当时有很大的反响。
另外,在1990年时所建立的南京大胜关跨越塔也是采用的钢筋混凝土结构,并且还能够正常运行。
与此同时,组合角钢跨越塔的应用非常的广泛,在国内,就有很多以这种结构建成的塔,如:徐上线镇江大跨越塔和珠江大跨越塔,其他地区的一些小规模的跨越工程也采用了简单方式的组合角钢铁塔的结构型式。
就目前的发展来看,在大跨越钢管塔的结构设计中有着重要位置的当属钢管塔的结构型式了,同时对这种型式的研究和推广也一直在进行着,由此看来,钢管塔结构型式的发展前景是值得期待的。
二、钢管塔的内力计算、断面选择和材质选用(1)钢管塔的内力计算一般来说,输电线路中大跨越钢管塔的内力计算主要是在其模型完成后用计算机软件来进行的。
对于有一定高度的大跨越钢管塔,采用的是用内力分析软件分析方法,因为这种方法对计算这样高度的塔的精确度会更高。
若钢管塔建立的过高或者塔头横担较长时,此时采用线性分析是不可行的,主要原因是这种分析方法产生得误差太大了,所以还要将结构的高振型和结构的二次效应考虑进去。
(2)构件的断面选择选择构件的断面时,要结合多种因素,如结构的内力、强度等,还要考虑构件节点的局部稳定以及长细比,径厚比。
当内力大小一定的时候,断面直径的增加能够节约材质,减轻塔重,但是直径的加大又会使得挡风面积的增大,风荷载的变大。
大跨度钢结构设计中常见问题的研究与探讨佟月强摘要:现在,我国建筑行业发展迅猛,大跨钢结构开始进入人们的视线,并且得到了很广的运用,尤其在电厂,以及煤场等密闭结构中。
和一些其他结构相比,大跨度钢结构有很多特点,因此在对该结构进行设计时,会出现很多问题,因此,本文从常见的结构化设计问题出发,进一步分析节点设计中的常见问题,以此希望对大跨度结构设计提供帮助。
关键词:大跨度钢结构;常见问题;研究引言:近些年,我国经济实力增强,大跨度钢结构的应用越来越广,也就是说,其结构的建设规模越来越大,在此过程中,设计的技术不断实现更新。
与此同时,大跨度钢结构出现的问题越来越明显,在现在的大跨度钢结构设计中,经常出现的问题一般都是体现在细节方面的,因此,在实际的设计工作中,要认真发现细节处的问题,然后对其进行多方面的研究,以此实现更好的大跨度钢结构设计。
一、关于结构化设计中的常见问题(一)缺乏细致深入的方案设计在大跨度钢结构设计过程中,会出现一些细微的问题,这就需要相关人员进行认真的观察。
通常来讲,设计钢结构的团队,和实际的施工单位,不属于一个部门,这就导致了相关设计的内容不够严密,严重时会出现设计方案达不到最初设计的目标,例如柱脚设计的错误。
埋入式、外包式、外露式是柱脚设计的主要类型,外露式主要在民宅中应用,底板的弹性和塑性变形决定了柱脚的刚度,所以底板出现变形就会造成钢结构的变形,设计人员如果不充分考虑这些问题,不进行内力分析,预留位移角限度值,一旦出现地震灾害时,就很容易破坏柱脚节点,损坏建筑物。
除此之外,在进行相应的钢结构设计时,以及实际的工作实施中,都没有多方面进行考虑,没有做到结合本身的材料特点,也就是说,相关人员没有做到详细的了解,只是简单了解了相关的要求,然后使用一些设计软件,进行粗糙的设计,最后,做成的设计很不成功,不仅方向性不强,而且内容也不完备,这样做的后果,就是在实际的施工过程中,会面临更多不好解决的问题。