大型复杂钢结构施工过程计算理论与应用
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整体提升法的介绍及应用随着我国经济建设的快速发展,各类工程建设项目规模日益扩大,重大工程项目包括高耸结构、大跨结构、超高层结构以及一些复杂异形结构等日益增多。
这些工程的共同特点是施工规模大、范围广、周期长、过程复杂。
如此复杂的结构势必给工程施工带来更大的挑战,在土木工程建设规模迅速发展的同时,建筑施工中事故不断增多,严重影响人民的生命财产安全及工程建设速度。
工程事故产生的原因是多方面的.其中很多事故是源于设计者与施工企业对施工方法或施工过程对结构的影响估计不足。
事实表明大型复杂建筑物从开始施工建设到投入使用,再到若干年后进入老化维修阶段的整个生命周期过程中,施工阶段因结构的不完整性、材料性质的时变性、所受荷载的复杂性以及结构抗力的不成熟性,结构的平均风险率最高,失效概率最大。
特别对大型复杂钢结构工程而言,由于其结构复杂,施工方法繁琐及钢构件本身易失稳的特性决定了其在施工阶段的风险率要比普通混凝土结构更高.常用的施工方法高空散装法高空散装或满堂脚手原位拼装法高空散装法是指结构小拼单元或散件直接在设计位置进行拼装的方法,施工时有满堂脚手架和悬挑法两种,前者广泛用于网架和网壳的施工,尤其适宜螺栓球节点网架的施工;后者国外施工多用,并曾用于混凝土薄壳的施工。
高空散装法属于满堂脚手架原位拼装方法,单件重量轻,垂直运输无需大型起重设备,工序简单;但是需要架设脚手架,周期长、费用高,高空作业量大,精度难以控制,辅助材料多,费用高。
地面吊装法吊装法分为分段吊装法和整体吊装法。
分段吊装法是指将结构根据自身形式分成块状单元,分别由起重机械吊装至高空设计位置就位.然后再拼装成整体的安装方法。
此方法的特点是大部分焊接、拼装工作在地面进行,有利于控制施工质量并可省去大量拼装作支架,但结构分段后需要考虑临时加固措施,后拼杆件、单元接头处仍然需要搭设拼装胎架。
国家大剧院采用的安装方法是工厂分段制作,场外立体预拼,单件综合安装。
大型复杂钢结构施工力学及控制新技术的研究与工程应用作者:傅杰来源:《城市建设理论研究》2014年第03期摘要:建筑业的快速发展和科学技术的带动,以及钢产量的逐年增加,很多大型复杂钢结构建筑出现在生产生活中,尤其是大型公共建筑领域的大型复杂钢结构不断出现并发挥着重要的作用。
当前的大型复杂钢结构建筑主要集中在我国,对大型复杂钢结构施工力学和控制技术的创新研究和工程实际应用一直以来是我国工程建设中的重点和难点。
因此,对大型复杂钢结构施工力学及控制新技术的研究和实际工程应用是非常有意义的,对促进大型钢结构建筑施工技术和水平有重要的帮助。
关键词:钢结构;施工力学;控制新技术Abstract: The rapid development of the construction industry and promote science and technology, as well as steel production increases every year, many large and complex steel structures in production and life, especially for large complex steel structure of large public buildings and areas of emerging plays an important effect. The current large and complex steel buildings are mainly concentrated in China, the innovative research of large, complex steel construction mechanics and control technologies and engineering applications has always been the focus of construction and difficult. Therefore, the construction of large, complex steel structure and mechanical control of new technology research and practical application is very meaningful, to promote large-scale construction steel structure and level of technology has an important help.Keywords: steel; construction mechanics; controlling new technology中图分类号:TU391 文献标识码:A我国钢材产量一直保持世界领先地位,并且广泛应用在建筑施工中,尤其是近年来出现的很多大型建筑中采用了复杂钢结构。
大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨曹照亮摘要:现代社会的快速发展给建筑业带来了新的机遇和挑战,钢结构的数量也在逐步增加。
力学理论和关键技术在大跨度复杂结构技术中的应用,已受到建筑业和社会的广泛关注。
本文介绍了该结构的特点,讨论了建筑业的施工措施和技术问题,以供参考。
关键词:大跨度复杂钢结构;施工过程;技术问题;分析探讨前言:随着经济文化建筑需求的扩大和建筑质量的提高,大型空心钢因其形式多样而越来越受到设计师的青睐,其优美的外形和良好的经济性将其空间结构主要用于大型公共建筑的屋顶结构,如机场大楼、会议中心、体育场馆和展览馆。
欧美、日本等发达国家正在迅速发展各种大型空间钢结构,材料结构的宽度和尺寸越来越大,新材料和新技术的应用越来越广泛,结构形式也越来越多,许多雄伟独特的大型建筑成为当地的象征或文化景观。
1大跨度复杂钢结构施工技术1.1大跨度复杂钢结构的施工特点1.1.1预压技术的应用、预压技术在施工中的应用以及现代建筑业特有的施工技术,成为预应力技术在索膜、索件、整体伸缩等大型复杂钢结构中的应用。
在建筑物主体结构受力前,对预应力钢结构施加反作用力,以提高钢结构的使用寿命和硬度和建筑的材料要求。
1.1.2对大型复杂钢结构的施工要求相对严格。
大空间的设计是多样化的,并体现在不同的规模上。
例如,中国巢体育场建于2008年,跨度为296米,中国游泳中心水立方的跨度为177米。
房屋的大小是为了保证建筑的安全和稳定,它必须依靠高建筑材料,保证质量的可靠性。
1.1.3大型复杂空间钢结构施工难度大。
从表面看,这是一种大跨度、结构比较复杂、工作量很大的工程。
为了保证建筑工程的完成,需要数以万计的零件。
在这些机构的许多部分,它们的形状和结构也不尽相同,而且它们的尺寸也大不相同。
因此,施工过程中产生的困难与建筑材料的施工过程有着极为密切的关系,材料结构也具有很强的特殊性。
因此,在应用这些建筑材料之前,有必要进行各种修补试验,以确保应用的稳定性1.1.4施工安装精度高,大型、大空间、复杂的钢结构工程通常是政府重点工程。
大跨度钢结构施工技术的应用(一)引言概述:大跨度钢结构是一种结构形式,其应用广泛于大型建筑和桥梁的施工中。
本文将围绕大跨度钢结构施工技术的应用展开讨论,以帮助读者深入了解该领域的相关知识。
正文内容:1.施工工艺:a.材料准备:确保钢材的质量和规格满足施工要求。
b.焊接技术:采用高强度焊接材料和先进的焊接工艺,确保焊缝的质量和强度。
c.起重技术:运用大型起重设备进行钢结构的安装,提高施工效率。
d.防腐技术:采用合适的防腐涂料对钢结构进行防腐处理,延长使用寿命。
2.施工方案:a.安全措施:制定详细的安全操作规程,并对施工人员进行培训和技能考核。
b.工期计划:合理安排施工进度,确保项目按时完成。
c.质量控制:建立严格的质量控制体系,进行全过程的质量监控。
d.配合协调:与其他施工工种进行协调配合,保证施工的顺利进行。
3.施工技术:a.预制技术:将钢结构各个部分在工厂中预先完成,减少现场施工时间和成本。
b.模数化设计:采用模块化设计,提高施工效率和精度。
c.自动化设备:利用自动化设备和机器人技术进行钢结构的加工和安装。
d.监测技术:采用先进的监测技术,对施工过程进行实时监控和数据分析。
4.施工经验:a.案例分享:介绍一些成功案例,并总结其中的经验和教训。
b.技术创新:探讨新兴的施工技术和趋势,引导创新发展。
c.团队建设:加强团队协作,提高施工效率和质量。
d.风险分析:对施工过程中的风险进行分析和应对策略的制定。
5.施工效果:a.质量标准:介绍大跨度钢结构施工的质量标准和验收要求。
b.安全保障:阐述施工中的安全措施和风险防范措施。
c.经济效益:分析大跨度钢结构施工的经济效益和成本控制策略。
d.环境影响:评估大跨度钢结构施工对环境的影响,并提出环境保护措施。
总结:综上所述,大跨度钢结构施工技术的应用具有重要意义。
通过施工工艺、施工方案、施工技术、施工经验和施工效果等方面的综合分析,可以得出该技术的优势和挑战。
大跨度钢结构关键施工技术的应用当前,我国社会发展需要和经济实力的进一步增强,大跨度及空间钢结构领域得到迅猛发展。
随着国内基础设施建设、工业化、城镇化建设的需要,尤其是2008年北京奥运会、2010年广州亚运会及2011年深圳世界大学生运动会的举办,大量场馆的建设为我国大跨度及空间钢结构的发展提供了机遇。
从建筑造型看,为了迎合人们审美要求的提高,钢结构建筑的造型日趋多变。
从结构形式看,大跨钢结构从比较单一的网架、网壳逐渐发展至各式组合杂交体系,甚至很多其他领域(如桥梁)的结构形式也移植到大跨钢结构中来(如深圳万科中心采用的斜拉桥概念),结构体系呈现出变化多端、不断创新的格局,这都得益于钢材质量均匀的特点。
在有限元技术不断进步的今天,钢结构建筑的性能可比较准地进行分析控制,建筑师天马行空般的概念设计能得以彻底的实现。
与此同时,大跨度及空间钢结构的施工技术也得到跨越式发展,先进、创新的施工方法层出不穷,不少技术方案及措施思路巧妙,令人赞叹。
以下具有地标性且结构形式新颖的钢结构建筑:深圳龙岗区体育新城、贵阳奥林匹克体育中心体育场、深圳滨海休闲区的“深圳湾体育中心”、广州番禺区的“广州亚运城综合体育馆”、武汉市青山区的“武汉新火车站”、深圳宝安区的深圳机场航站区T3航站楼、北京朝阳区的中央电视台新台址等都是近年来建筑钢结构工程成功范例。
通过这些特点鲜明的建筑钢结构的工程实践,在大跨钢结构领域,积累了一系列的施工经验,笔者将这些施工技术作简略的汇总,一方面是对以往工程实践的总结,另一方面也为今后的类似工程提供借鉴,希望起到抛砖引玉的作用。
大跨度钢结构的施工技术,一般主要包含安装技术及卸载技术(若有临时支承),这里主要谈谈安装技术,对于卸载技术只结合具体工程(深圳湾体育中心)作简要探讨。
根据结构受力和构造特点(包括结构形式、刚度分布、支承形式等),在满足质量、安全、进度及经济效益的前提下,应结合现场施工条件和设备机具等资源落实情况等因素综合确定安装方案。
探析大跨度钢结构的计算及抗震构造摘要:本文对大跨度结构抗震分析和控制的相关问题进行了分析,并针对大跨度结构抗震的施工进行了论述。
关键字:抗震钢结构大跨度天桥大会堂近年来,人们生活水平不断的提高,工业生产及文化、体育事业不断进步,大大增强了社会对空间结构尤其是大跨度高性能空间结构的需求。
而计算理论的日益完善以及计算机技术的飞速发展,使得对任何复杂的三维结构的分析与设计成为可能。
近几十年来,世界各地建造了成千上万的大型体育馆、飞机库、展厅,采用的各类空间结构,展示着优美的造型,成为一道道风景;更有无数的厂房、仓库等因为采用了空间结构,实现了经济、合理的完美统一。
1 大跨空间钢结构习惯上,通常将空间结构按形式分为五大类,即薄壳结构(包括折板结构)、网架结构、网壳结构、悬索结构和膜结构,称为五大空间结构。
其中,膜结构可分为充气膜结构和支承膜结构,前者又可分为气囊式膜结构(囊中气压为3~7个大气压,称高压体系)和气承式膜结构(膜内气压1.003个大气压左右,称低压体系),后者又可分为刚性支承膜结构(支承在刚度较大的如拱、梁、桁架、网架等支承结构上,又称骨架式膜结构)和柔性支撑膜结构(支承在脊索、谷索、边索、桅杆等柔度较大的支承结构上,又称张拉式膜结构)。
在五太空间结构的基础上,平板型的网架结构和曲面型的网壳结构可合并总称为网格结构,而悬索结构与膜结构也可合并总称为张拉结构。
2 大跨空间钢结构特点2.1自重轻,经济性好。
目前大部分空间结构都采用钢材、膜材等制作,轻质高强材料的运用使结构自重大大减轻。
2.2刚度好,抗震性能好。
由于空间结构具有三维受力特性,内力均匀,对集中荷载的分散性较强,所以能很好的承受不对称荷载或较大的集中荷载,整体刚度大。
2.3便于工业化生产。
空间结构的构件通常在工厂中制作,在工地上可以很快地安装起来。
2.4形式多样化,功能统一。
空间结构的形式丰富多彩,千变万化,个性鲜明,建筑、结构和使用功能的统一。
大跨度空间钢结构施工技术要点我国经济实力与科学技术的发展,使社会对建筑物的要求越来越严格。
而大跨度空间钢结构的优异特点受到建筑业的关注和青睐,并且得到了广泛的应用。
本文通过分析大跨度空间钢结构的特点,对施工中的注意事项进行论述,为大跨度空間钢结构施工的顺利进行提供参考性意见,以便促进我国建筑行业的稳定发展。
标签:大跨度;空间钢结构;施工技术空间结构指形态呈三维状态的结构,大跨度空间钢结构指横向跨越空间>30m的各类结构形式的建筑。
近年来,人们生活水平的提高及工业、文化等各项事业的不断发展,使得社会对大跨度空间结构的需求越来越大。
空间体系在建筑技术快速发展的同时,逐渐将其丰富多彩的创造潜力发挥出来,体现着大自然的美丽与神奇。
一、大跨度空间钢结构的分类(一)网架结构网架结构是由许多杆件根据一定的网格形式通过节点连接而成的空间结构。
其重量轻、刚度大、空间受力小、抗震性能好。
在体育馆、候车厅等建筑物中应用比较广泛。
(二)网壳结构网壳结构是与平板网架类似的一种空间杆系结构。
主要以杆件为基础,按照一定的工序及规律布置的空间构架。
(三)悬索结构悬索结构由柔性的受拉绳索和边缘的构件间的彼此联合形成的承重结构。
其中钢丝绳、束、线及链条、圆钢等材料制作的悬索受拉性能较好,在建筑物中得到了广泛的使用。
二、大跨度空间钢结构的特点大跨度空间钢结构主要指网架、网壳及其组合结构和杂交结构。
这类结构受力合理、重量轻、刚度强、杆件单一且制作安装方便。
在现代建筑行业中得到了蓬勃发展。
(一)结构形式多样复杂我国自二十世纪六十年代应用网架结构开始到八九十年代的广泛应用,空间结构的形式越来越灵活多变。
其外表丰富、结构灵巧、传力简截、制作及安装便利,还有较好的经济效益,现在新兴的大型公共建筑大多选用了此结构,是当前最受广泛应用的结构之一。
例如,我国“鸟巢”利用了复杂扭曲的空间框架结构;“水立方”建筑则采用了多面体空间结构;奥运会的羽毛球馆则是使用了跨度最大的弦支穹顶结构。
大型复杂钢结构施工力学分析及应用研究摘要:钢结构已经成为土木工程中最普遍的一种结构。
钢结构不仅具有较高的抗压强度,其稳定性和安全性也相对于其它结构有很高的提高。
钢结构的运用,既需要施工工艺的合理选用,又需要整体性的保证。
本文的研究结果可以为有关领域的学科研究提供一定的参考价值。
关键词:钢结构;施工力学;变形一、施工建筑中的钢结构优点1.1高性能施工建筑过程中,不仅有普通的铁、钛等,还包括锰、硅等,钢结构中所含的元素也是多种多样的。
从钢结构本身的特性来看,强度高、硬度大是它最明显的优点。
所以钢结构本身的支撑性、围护性比较强,抗震的特性也比较高。
随着科技发展的加快,中国的钢铁生产技术也在不断发展,能够根据工程建设过程中的实际需要,对具有一定功能的钢铁进行有目的的改进,其基础是现代化的建筑。
如建筑工程开发中常用的特种钢材,如不锈钢、耐热钢等,在桥梁、房屋建设中使用较多,在工程建设的其他类型中也比较认可。
1.2可塑度很强在实际的钢结构承重过程中,由于钢结构本身的延展性很强,在承应力超过屈服点的情况下,首先会发生变形,而不是断裂。
断裂面积和延伸率是衡量钢材延展性的最主要两个指标。
碳元素有助于钢结构的整体延展性和强度,对改善钢结构具有重要的现实意义,因为碳是钢结构中最重要的组成部分。
钢结构在施工工程中的应用过程中,可以用螺栓或铆钉连接件。
比起其他建筑结构的种类,它的特点就是操作起来更加简便。
另外,钢结构的优点是运输难度低,强度高,坚固耐用,质量轻。
近几年土木建筑也加大了钢结构的使用比例。
特别是在建筑过程中,如果采用传统的内支柱式支承方式,需要将大量的内支柱式安装在建筑内部,这种大跨度、难搭建的建筑,就会造成内部空间的紧张。
钢结构在施工建筑中的运用,能够有效地解决这一难题。
在建设过程中,为了有效提高钢结构本身的反挤压性能,可根据实际需要焊接钢结构。
1.3节省能源,保护环境土木建筑采用钢结构,既可降低粉尘、噪音污染,又可减轻工程量。