大型公共建筑有大跨度钢结构的身影,工业厂房也有大跨度钢结构的身影。大跨度结构主要是在自重荷载下进行工作的。为了减轻结构自重,通常适宜采用钢结构作为主体结构。根据以往施工中所遇到的问题,我们主要将其归纳为 3 类。
设计与优化方面
施工前需要对大跨度钢结构施工设计方案进行优化,尤其要注重计算分析这一方面。许多项目部存在不会计算以及不进行计算的情况,这就使得工程项目的施工质量不够好,或者导致成本升高。那么在计算分析方面,需要查看哪些部分呢?
图纸设计
首先要重视上部结构和下部结构的协同工作,要将多向地震作用的效应计算在内。考虑上下部结构协同工作的最合理办法是按照整体结构模型来进行地震作用的计算。下部结构的简化必须依据可靠的且符合动力学原理的方法,也就是要综合考虑刚度和质量等效之后的有效性。
利用软件来对设计模型进行建模,接着进行计算分析。在具体操作过程中,要合理地确定计算模型,保证屋盖等结构与主要支承部位的连接以及构造是相符的。同时,也需要考虑受力分析这一方面。在进行计算分析时,不但要模拟结构整体成型后的受力情况,而且还要兼顾其施工过程中特殊的受力情况,以防在结构成型之前,由于局部受力超过了设计值而导致结构被破坏。施工过程的计算模拟需要考虑以下方面:构件的吊装;不同施工阶段的工况;结构的预变形技术;构件的预拼装;构件的卸载等。
结构布置
结构布置应避免因局部削弱或突变而形成薄弱部位,以免产生过大的内力和变形集中。若可能出现薄弱部位,需采取措施来提高抗震能力。所以在进行结构布置时,要确保质量与刚度分布均衡,还要保证结构的整体性以及传力明确。
屋盖的地震作用能够通过支座有效地向下传递;屋盖内力不应集中,也不应有较大的扭转效应,为此屋盖、支承及下部结构的布置最好均匀对称;要保证屋盖结构的整体性,所以应优先选用空间传力体系,避免出现局部削弱或突变的薄弱部位;宜使用轻型屋面系统,所以应严格把控屋面系统的单位自重。
施工安装方面
大跨结构具有复杂性,施工方法具有多样性,这就决定了在其设计过程中必须要结合考虑施工的问题。而这也是在设计过程中经常被忽视或者考虑不全面的地方。在施工中主要会涉及到以下这些安装技术。
结构构件和异型节点的制作技术
各种大跨度且空间形状复杂的钢结构建筑,因为存在局部受力复杂的情况,且制作难度大的钢构件较多,所以在进行复杂工程项目施工时,应当考虑到结构构件以及异型节点的制作要满足受力条件,以此来确保工程的质量安全。
整体滑移施工技术
大跨度钢结构施工中一个关键问题是结构在形成空间整体之前的稳定性。通过滑移施工技术,利用能控制同步的牵引设备,把分成若干个稳定体的结构沿着特定轨道,从拼装位置水平移动到设计位置钢结构施工方案用什么设计,这样就较好地解决了该问题。不过在使用时需注意,它要求结构平面外刚度要大,还需要铺设轨道,并且在多点牵拉时同步控制难度较大。
整体提升施工技术
该技术利用液压千斤顶作为动力设备。依据各作业点提升力的需求,把若干液压千斤顶与液压阀组、泵站等组合成液压千斤顶集群。在计算机的控制下,这些液压千斤顶集群能够同步运动,从而保证在提升或移位大型结构的过程中,其姿态平稳且负荷均衡。
高空无支托拼装施工技术
6. 最终形成整体结构。
质量措施控制方面
施工过程中,需要注意以下问题。
安装精度控制
复杂空间钢结构在安装时需进行测控。因为钢结构施工测量控制属于施工技术的一部分,所以其工程施工方案的合理性和先进性,可通过对大量测控数据信息进行分析,从而得到反应和证实。对于大跨度钢结构而言,在施工过程中,结构的变形和受力状态与成型后差异很大,因此需要借助各式各样的支撑胎架来确保结构的精度。
拆卸控制
大跨度钢结构卸载总吨位大,卸载点分布广,单点卸载受力大,卸载计算分析工作量也大。因为这些特点,如果支撑力释放不合理,就会破坏结构,或者使脚手架逐步失稳。因此在进行钢结构卸载时,要以体系转换方案作为原则,要以结构计算分析作为依据,要以结构安全作为宗旨,要以变形协调作为核心,要以实时监控作为保障,并且要严格按照等比法和等距法这两种卸载方法的要求来进行操作。
吊装方案
大跨度钢梁进行吊装时,倘若没有进行合理的吊点计算,却依旧选择传统的两点吊装方式。因为钢梁结构本身较长,吊点间距也较大,再加上自重以及可变荷载的作用等这些因素,钢梁和钢索都会受到极为巨大的轴向力作用。这样一来,钢梁容易出现侧向弯曲的情况,甚至有可能发生更为严重的变形。
大跨度钢结构施工现场需要加强管理。要增加工人的业务知识培训,让工人对构件的受力特性以及吊装知识有更具体的理解。并且要强化施工组织设计,对吊装方案进行合理的论证,从而选择较为合理的吊装方案。
安装顺序
大跨度钢结构对安装顺序有较高要求。如果未合理考虑安装顺序,且钢构件不符合吊装需要,就可能影响结构安全。在施工组织设计时,要合理安排安装顺序,让工厂加工、构件运输、现场安装统一配合钢结构施工方案用什么设计,施工过程中要严格执行。除了认真制订适合工程的安装顺序,还应选择有经验的施工队伍进行安装,以避免产生质量隐患。
大跨度钢结构在特定工程项目中的应用较为广泛。对于施工过程中出现的各种问题,需要加强施工组织设计的优化工作,要强化安全与质量方面的红线要求,并且持续完善施工技术。