首頁(yè) > 優(yōu)秀范文 > 大跨度結(jié)構(gòu)建筑工程實(shí)例
時(shí)間：2023-07-10 09:24:48
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一、前言
針對(duì)我國(guó)的國(guó)情而言，對(duì)于高層的結(jié)構(gòu)建筑，采取鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是最為合適的施工技術(shù)，并受到了建設(shè)部的推薦和推廣使用。該技術(shù)顧名思義，就是采取鋼筋混凝土構(gòu)件和鋼構(gòu)件、組合構(gòu)件等相互組合，從而形成一種混合型的新體系。在體系中由于存在鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)，因此該體系能夠很好地將兩者的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，起到了相互補(bǔ)充的作用。針對(duì)一些大型的場(chǎng)館建設(shè)，例如大跨度體育館的設(shè)計(jì)施工上，由于結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的要求，最后在確保功能性得到體現(xiàn)的基礎(chǔ)上，往往會(huì)采用下部混凝土結(jié)構(gòu)和上部大跨度鋼屋頂相結(jié)合的混合型結(jié)構(gòu)體系。本文以某大型體育館為例子來(lái)分析大跨度鋼-混凝土結(jié)構(gòu)之間的協(xié)同效應(yīng)。并未其它可能采取該結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的建筑提供一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和參考借鑒。
二、大跨度體育館的基本概述
1.工程概況
在本文中選擇工程建筑項(xiàng)目是某一大跨度體育館建筑，其具體的工程概況為：體育館的總建筑面積是2.2萬(wàn)平方米，大跨度的體育館東西長(zhǎng)約130米，南北長(zhǎng)約86米，計(jì)劃修建為地上三層的規(guī)模，其中的高度分別設(shè)計(jì)為中間層的高度是5.4米，其余兩層的高度是6米，網(wǎng)架支座底標(biāo)高為18米，屋面建為坡屋面，其中最高點(diǎn)標(biāo)高是23.6米。
2.結(jié)構(gòu)選型
在本工程中滿足建筑的基本功能基礎(chǔ)上，并且充分的考慮工程的經(jīng)濟(jì)性，最終確定本工程中的體育館主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，而鋼屋蓋采用正放四角錐網(wǎng)架形式和下弦支撐，在體育館周圈和內(nèi)部設(shè)混凝土框架柱，在框架柱頂設(shè)置混凝土環(huán)梁。設(shè)計(jì)具體的體育館布置圖如圖1與圖2 所示。
3.荷載條件
荷載類型：根據(jù)建筑領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，在本工程項(xiàng)目中選擇的大跨度體育館鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中充分的考慮了自重附加恒載、活載、馬道荷載、雪荷載及風(fēng)荷載。
建筑受地震的影響作用：依據(jù)對(duì)體育館地震安全的評(píng)價(jià)報(bào)告，在本次的跨度體育館鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中按抗震設(shè)防烈度7度計(jì)算，設(shè)計(jì)地震分組為第三組，場(chǎng)地類別為Ⅲ類。
溫度的影響：根據(jù)所建體育場(chǎng)所處的氣候環(huán)境具體情況，對(duì)本工程在具體的使用期間溫度做出詳細(xì)合理的設(shè)定。
二、大跨度體育館鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)
1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與建筑材料強(qiáng)度
在本文的研究中，針對(duì)大跨度體育館的規(guī)劃上，采用的抗震級(jí)別大部分為三級(jí)，除了支承鋼結(jié)構(gòu)的混凝土柱環(huán)梁大跨度框架需要為二級(jí)；采取的建筑標(biāo)準(zhǔn)依照一級(jí)的安全等級(jí)來(lái)執(zhí)行。建筑物的使用設(shè)計(jì)為五十年。體育館一般為災(zāi)難的緊急避難場(chǎng)所，因此對(duì)于抗震等級(jí)要求較高，為甲等，主要在地基和樁基的設(shè)計(jì)上給予重視。
2.結(jié)構(gòu)控制標(biāo)準(zhǔn)
混凝土結(jié)構(gòu)的配箍率剪壓比和位移軸壓比這些指標(biāo)都應(yīng)該按照既定的標(biāo)準(zhǔn)去執(zhí)行。
3.抗震性能化指標(biāo)
在規(guī)劃的初期本文對(duì)體育館的抗震要求指標(biāo)主要如下：（1）抗剪中震彈性和抗彎中震不屈服性能指標(biāo)是混凝土框架柱的基本要求。
（2）滿足抗彎中震彈性性能和承載力滿足抗剪中震彈性是對(duì)于網(wǎng)架支承鋼結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)的混凝土柱的基本要求。
（3）小震彈性下要求整體的結(jié)構(gòu)變形不會(huì)太大的改變。
4.有限元模型
根據(jù)最初的設(shè)想，將想法輸入計(jì)算機(jī)之后，可以得到以下三種結(jié)構(gòu)模型。并分別針對(duì)三種模型進(jìn)行分析計(jì)算。（1）鋼屋蓋的單獨(dú)計(jì)算模型（圖3（a））（2）下部結(jié)構(gòu)和鋼屋頂協(xié)同工作的整體模型。（圖3（b）） （3）對(duì)于鋼材的屋頂，采取整體并用平面無(wú)限剛的屋面。（圖3（c））
三、結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)
本工程中鋼屋蓋的主要特點(diǎn)就是多跨連續(xù)型網(wǎng)架，并且相鄰兩跨網(wǎng)架跨度相差懸殊。根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，此種情況下的大小跨相接處的小跨網(wǎng)架外側(cè)部分支座承受拉力，而帶過(guò)渡板的橡膠支座承受拉力的性能較差，此時(shí)可采用滑動(dòng)球鉸支座， 滑動(dòng)球鉸支座能夠有效地承受拉力，同時(shí)能夠釋放溫度荷載引起的水平位移。
1.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
工程采用高強(qiáng)混凝土預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，樁布置圖支承鋼屋蓋的框架柱的最大軸力約4500kN，最小不到1000kN，其余框架柱最大軸力約為2000kN，最小約為500kN。 框架柱軸力相差懸殊，若框架柱之間產(chǎn)生過(guò)大的沉降差，將使鋼屋蓋支座發(fā)生初始位移，網(wǎng)架桿件內(nèi)力重新分布，對(duì)網(wǎng)架受力造成不利影響 因此，控制基礎(chǔ)沉降值及沉降差成為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一。
框架柱以及周邊框架柱沉降之間的差距的減少，需要在實(shí)踐中依照在支承鋼屋蓋的框架柱下多布樁其余框架柱下盡量少布樁的原則。支承鋼屋蓋的框架最少需要兩個(gè)，最多為5個(gè)，其余的下框架柱的樁數(shù)最少一個(gè)，最多為3個(gè)。而根據(jù)已經(jīng)得到的相關(guān)土層數(shù)據(jù)和勘察報(bào)告，可以計(jì)算出五個(gè)樁承臺(tái)基礎(chǔ)的沉降值大概在28mm左右，承臺(tái)基礎(chǔ)在相鄰間的水平距離為8.4m，沉降值大概在20mm，兩個(gè)樁之間的沉降差大概為0.95‰，為8mm，這個(gè)數(shù)字比要求達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)2‰要低。從圖6中，我們可以觀察到預(yù)應(yīng)力管樁的布置，預(yù)測(cè)當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，對(duì)樁基的水平力進(jìn)行預(yù)測(cè)也是一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，為了避免在地震中樁基受到破壞性的剪切力而造成屈服彎曲。在本文的研究中，將工程管孔進(jìn)行填實(shí)為3m，并將這段樁身的螺旋箍筋直徑加粗間距加密。
2.超長(zhǎng)措施
由于體育館長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，達(dá)到了130多米，為了滿足建筑物的功能性需要，在施工中不設(shè)置伸縮縫，結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中不需要設(shè)伸縮縫的容許值的兩倍多，屬于超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu) 除根據(jù)溫度作用計(jì)算結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)外，本工程還采取措施如下：（1）網(wǎng)架支座大部分采用板式橡膠支座，個(gè)別位置采用滑動(dòng)球鉸支座，兩種支座形式均可以釋放溫度應(yīng)力，減小鋼屋蓋在溫度應(yīng)力下的變形對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響。（2）加強(qiáng)保溫隔熱措施。（3）本工程混凝土采用硅酸鹽低水化熱水泥，嚴(yán)格控制砂石骨料含泥量和級(jí)配，施工單位應(yīng)采取可靠的混凝土養(yǎng)護(hù)措施，混凝土澆灌過(guò)程中控制溫差，采取有效措施保潮保濕，并應(yīng)有詳細(xì)的施工技術(shù)方案。（4）設(shè)置后澆帶，帶寬800mm，后澆帶間距控制在40～ 50m，后澆帶采用比相應(yīng)結(jié)構(gòu)部位高一級(jí)的微膨脹混凝土澆筑，后澆帶混凝土必須充分作好養(yǎng)護(hù)，澆搗結(jié)束，表面初凝后即噴灑養(yǎng)護(hù)劑，及時(shí)覆蓋塑料膜，并每天噴水養(yǎng)護(hù)且不少于28d。
四、結(jié)束語(yǔ)
以體育館為例對(duì)大跨度的鋼結(jié)構(gòu)-混凝土混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析是本文的主要內(nèi)容，本文主要采用了局部分析和整體分析的方式來(lái)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)在實(shí)踐中是如何相互協(xié)同發(fā)揮功效進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。并在這樣的基礎(chǔ)上提出了三種模式進(jìn)行實(shí)例分析，由于在本次研究中所涉及的體育館的結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)，因此在實(shí)際的設(shè)計(jì)中需要對(duì)溫度因素進(jìn)行充分的考慮，以減少其對(duì)于構(gòu)件內(nèi)部應(yīng)力的影響。在實(shí)際設(shè)計(jì)上也充分運(yùn)用了多種方法減少由于溫度所造成的對(duì)于鋼-混凝土結(jié)構(gòu)的負(fù)面作用。
Abstract: combining with practical engineering examples super large span structure mast construction technology at ascension is not borrow any large mechanical equipment, artificial use lifting mast, chain blocks, double mast car, gantry effective combination slip method will steel structure components are installed in place. Successfully solved due to the venue and the lifting height, lifting radius, lifting weight place is restricted, large hoisting machinery is not able to use or lifting high cost under the condition of the installation of the structure.
Keywords: big span; Overweight; Steel structure; Mast; ascension
中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）
在當(dāng)前國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑工程中大跨度鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越多，隨之而來(lái)的大跨度鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)也成為我們研究和解決的課題。本文主要介紹鋼結(jié)構(gòu)吊裝時(shí)由于施工場(chǎng)地所限，普通大型起重機(jī)械無(wú)法靠近，超大型起重機(jī)械造價(jià)過(guò)高，因此結(jié)合工程實(shí)踐，采用桅桿配合手動(dòng)倒鏈吊裝方法進(jìn)行吊裝，并總結(jié)出了大跨度超重鋼結(jié)構(gòu)桅桿提升施工技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)對(duì)完成各種大跨度超重鋼構(gòu)件的安裝具有吊裝高度高、吊裝重量大、吊裝場(chǎng)地不受限制、可靠、經(jīng)濟(jì)、施工安全，工程質(zhì)量容易保證，不需要大型吊裝設(shè)備和鋼腳手工具，降低施工費(fèi)用等特點(diǎn)。適用于工業(yè)與民用建筑工程中大跨度超重鋼構(gòu)件安裝工程，尤其適合由于場(chǎng)地及吊裝高度、吊裝半徑、吊裝重量所限，大型吊裝機(jī)械無(wú)法使用或吊裝費(fèi)用過(guò)高的情況下的結(jié)構(gòu)安裝。本文根據(jù)鄂爾多斯市國(guó)泰商務(wù)廣場(chǎng)Ⅱ區(qū)（T3）-裙樓出屋面鋼結(jié)構(gòu)穹頂工程詳細(xì)介紹大跨度超重鋼結(jié)構(gòu)桅桿提升施工技術(shù)。
1.工藝原理
大跨度超重鋼結(jié)構(gòu)桅桿提升施工技術(shù)是不借用任何大型機(jī)械設(shè)備，人工利用吊裝桅桿、手拉葫蘆、雙桅桿小車、龍門(mén)架有效結(jié)合滑移法將鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝到位。
2. 工藝流程及操作要點(diǎn)
2.1施工工藝流程
構(gòu)件驗(yàn)收測(cè)量彈線雙桅桿小車吊裝鋼柱鋼柱測(cè)量校正地腳螺栓、纜風(fēng)繩固定滑移軌道安裝鋼梁滑移柱頂設(shè)置桅桿及吊耳、倒鏈鋼梁吊裝就位緊固高強(qiáng)螺栓現(xiàn)場(chǎng)焊縫焊接結(jié)構(gòu)驗(yàn)收。見(jiàn)圖1（結(jié)構(gòu)平面布置）：本技術(shù)主要針對(duì)此工程中GL-1、GL-16兩根重量較大主梁安裝進(jìn)行闡述。
圖1 結(jié)構(gòu)平面布置圖
2.2操作要點(diǎn)
2.2.1安裝前準(zhǔn)備
（1）熟悉施工方案，對(duì)各個(gè)作業(yè)班組做詳細(xì)的技術(shù)交底，掌握各步驟施工方法。
（2）詳細(xì)查看圖紙，提供鋼柱安裝基礎(chǔ)標(biāo)高、軸線等數(shù)據(jù)。
（3）將鋼柱縱、橫中心線彈至基礎(chǔ)頂面。
（4）逐個(gè)測(cè)量地腳錨栓標(biāo)高，確定調(diào)整螺母位置后將螺母就位。
（5）清理現(xiàn)場(chǎng)，保證吊裝構(gòu)件部位平整。
（6）施工機(jī)具準(zhǔn)備就緒。
2.2.2鋼柱的安裝
鋼柱的安裝是使用雙桅桿行走式小車進(jìn)行吊裝就位。
（1）雙桅桿行走式小車的設(shè)計(jì)
雙桅桿小車桅桿高度應(yīng)高于鋼柱高度1.5米左右，在桅桿頂端設(shè)置一800mm長(zhǎng)的牛腿，以便設(shè)吊點(diǎn)，見(jiàn)圖2。
圖2 雙桅桿小車搭設(shè)三維示意圖
（2）鋼柱吊裝過(guò)程
將雙桅桿行走式小車推到作業(yè)位置，用纜風(fēng)繩將其固定來(lái)保證穩(wěn)定，將鋼柱利用雙桅桿緩慢提起，同時(shí)柱另一端用坦克車拖住，緩慢前移向前遞送，直至鋼柱被吊離地面，將坦克車撤去，鋼柱就位。用經(jīng)緯儀測(cè)量鋼柱垂直度，并調(diào)整至規(guī)范要求偏差之內(nèi)。
2.2.3主鋼梁GL-1、GL-16安裝
（1）鋼梁組拼
由于主鋼梁長(zhǎng)度較長(zhǎng)，運(yùn)輸時(shí)將鋼梁分割成幾段，吊裝前需將鋼梁組拼成整體，組對(duì)設(shè)備選擇多個(gè)組拼龍門(mén)架。龍門(mén)架分別設(shè)置在鋼梁的兩端及中間分段位置處，鋼梁拼裝在龍門(mén)架上完成。
（2）鋼梁移動(dòng)
鋼梁組對(duì)完成后，需要將鋼梁從拼裝位置移動(dòng)到鋼柱下方才能進(jìn)行吊裝。鋼梁移動(dòng)利用混凝土頂面上設(shè)置滑動(dòng)軌道，軌道選用2根H400*200*8*13并排斷續(xù)焊接，鋼梁在軌道上滑動(dòng)時(shí)梁下設(shè)置坦克車，鋼梁在坦克車上通過(guò)軌道緩緩移動(dòng)到鋼柱的根部，穩(wěn)妥放置等待就位.見(jiàn)圖3。
圖3 鋼梁滑移平面布置圖
為避免滑軌在混凝土圈梁外懸挑，將滑軌的另一端與鋼柱支撐牛腿固定。
由于鋼梁重量較大，為了將鋼梁順利移至軌道上，現(xiàn)運(yùn)用自制龍門(mén)架采用遞奪法進(jìn)行移動(dòng)，見(jiàn)圖4。
圖4龍門(mén)架遞奪法移動(dòng)鋼梁示意圖
（3）主鋼梁GL-1、GL-16吊裝
主鋼梁移至吊裝位置后，需將剩余鋼柱及環(huán)向鋼梁利用雙桅桿小車進(jìn)行安裝，安裝完畢鋼柱與環(huán)梁形成整體，此時(shí)可進(jìn)行主鋼梁GL-1、GL-16的吊裝。吊裝前需在鋼柱頂部分別設(shè)置桅桿及吊耳，采用20t倒鏈完成主鋼梁的提升就位工作，同時(shí)采用兩臺(tái)10t倒鏈對(duì)稱布置在20t倒鏈兩側(cè)進(jìn)行安全防護(hù)。為了保證吊裝桅桿的穩(wěn)定性，在桅桿側(cè)后方需設(shè)置纜風(fēng)繩，纜風(fēng)繩下端利用后置埋件固定在周邊附近的混凝土梁上，纜風(fēng)繩角度控制在45°左右為宜。吊裝示意圖見(jiàn)圖5。
圖5吊裝示意圖
提升過(guò)程中鋼梁兩端存在高低差，在高端鋼梁提升時(shí)，低端鋼梁需用倒鏈穩(wěn)固同時(shí)用坦克車輔助托住鋼梁端部，在低的一端鋼梁進(jìn)入與鋼柱內(nèi)側(cè)平齊位置，利用上部20噸倒鏈將低端微微提升，提升同時(shí)坦克車撤消，鋼梁低端有向鋼柱內(nèi)側(cè)擺動(dòng)的趨勢(shì)，此時(shí)用側(cè)向穩(wěn)固倒鏈緩慢放鏈，控制梁端的擺動(dòng)速度，待梁端緩緩放至鋼柱內(nèi)側(cè)，然后同時(shí)提升鋼梁兩端，使鋼梁整體緩緩上升安裝就位，施工時(shí)派專人觀察控制滑移與提升的同步性。安裝就位后及時(shí)進(jìn)行高強(qiáng)螺栓和焊接施工。
3.相關(guān)安全措施
（1）鋼結(jié)構(gòu)柱安裝采用定型式爬梯、靠梯及A型梯子解決人員上下的問(wèn)題。
（2）在混凝土板上進(jìn)行高空作業(yè)采用活動(dòng)腳手架進(jìn)行施工，施工時(shí)活動(dòng)腳手架必須與主體結(jié)構(gòu)可靠連接、固定，腳手架上人員要站穩(wěn)把牢，謹(jǐn)防失足墜落。
（3）在鋼梁上施工作業(yè)采用自制掛籃，在此掛籃施工時(shí)安全繩務(wù)必與鋼梁上設(shè)置的安全繩可靠連接，不可以連接于掛籃上。
(4)在鋼梁上設(shè)置安全繩，操作人員將安全帶掛在安全繩上，且在結(jié)構(gòu)下方滿掛安全網(wǎng)，保證操作人員的安全。
(5)嚴(yán)格遵守防止違章和事故的“十不盲目操作”
(6)嚴(yán)格遵守防止機(jī)械傷害的“一禁、二必須、三定、四不準(zhǔn)”
(7)嚴(yán)格遵守防止觸電傷害的“十項(xiàng)基本安全操作要求”
（8）嚴(yán)格遵守防止高處墜落、物體打擊的“十項(xiàng)基本安全要求”
4.結(jié)語(yǔ)
1 BIM技術(shù)基本特征
BIM技術(shù)是Building Information Modeling技術(shù)的簡(jiǎn)稱，該技術(shù)通過(guò)數(shù)字化3D技術(shù)對(duì)建筑工程中涉及的多種信息進(jìn)行全面的整合，實(shí)現(xiàn)了工程數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建。該技術(shù)綜合了建筑工程管理全過(guò)程中設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等諸多環(huán)節(jié)的相關(guān)內(nèi)容，將傳統(tǒng)的建筑工程設(shè)計(jì)與管理的紙質(zhì)文件轉(zhuǎn)化為數(shù)字化文件，并以3D可視化的形式加以展示，提升了工程設(shè)計(jì)與管理人員提取與處理建筑工程信息的準(zhǔn)確性與效率性。
1.1 參數(shù)化3D模型
BIM技術(shù)建模過(guò)程中應(yīng)用的數(shù)據(jù)信息直接來(lái)源于建筑設(shè)計(jì)參數(shù)，通過(guò)參數(shù)化建模的形式直接將方案設(shè)計(jì)信息轉(zhuǎn)化為3D模型，以此實(shí)現(xiàn)了建筑設(shè)計(jì)方案2D向3D的轉(zhuǎn)換。參數(shù)化的3D模型完全與設(shè)計(jì)方案向契合，同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠通過(guò)參數(shù)的調(diào)整直接進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)智能化設(shè)計(jì)，保證建筑設(shè)計(jì)整體的合理性。
1.2 可視化技術(shù)
BIM技術(shù)的應(yīng)用其主要特點(diǎn)在于設(shè)計(jì)方案與施工管理過(guò)程的可視化，以往的2D設(shè)計(jì)與施工管理方案轉(zhuǎn)變?yōu)?D可視化模型，設(shè)計(jì)與施工人員能夠通過(guò)直接的觀察，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與施工管理判斷識(shí)別，進(jìn)而完成相應(yīng)工作的管理與優(yōu)化?，F(xiàn)階段，建筑工程的體量不斷增大，施工工藝應(yīng)用也相對(duì)復(fù)雜，僅僅依據(jù)傳統(tǒng)的方案數(shù)據(jù)往往難以從整體上對(duì)設(shè)計(jì)與施工工作進(jìn)行把控，應(yīng)用BIM技術(shù)在實(shí)現(xiàn)方案可視化的基礎(chǔ)上，結(jié)合工期管理、造價(jià)管理等諸多因素對(duì)建筑工程進(jìn)行全方位管理工作。
1.3 統(tǒng)一化的信息標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)前，數(shù)字化信息技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域中的覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，隨之而來(lái)的是不同軟件平臺(tái)或管理系統(tǒng)內(nèi)部信息標(biāo)準(zhǔn)的銜接問(wèn)題。當(dāng)前，建筑設(shè)計(jì)與施工管理工作中應(yīng)用的BIM軟件執(zhí)行的是IFC標(biāo)準(zhǔn)，也是眾多信息處理軟件的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，因此BIM軟件在使用過(guò)程中能夠更好的實(shí)現(xiàn)信息錄入與數(shù)據(jù)輸出，統(tǒng)一化的信息標(biāo)準(zhǔn)有效提升了設(shè)計(jì)與施工管理方案使用的便捷性。
2 BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用
2.1 高度直觀的可視設(shè)計(jì)
在應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，3D模型能夠有效實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)理解度的提升，能夠方便的進(jìn)行設(shè)計(jì)方案共享交流，數(shù)字化的信息載體有效提升了方案處理效率。同時(shí)，高度直觀的設(shè)計(jì)結(jié)果為設(shè)計(jì)人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化提供了更為便捷的途徑。
2.2 高度統(tǒng)一的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)
BIM的3D設(shè)計(jì)結(jié)果其基礎(chǔ)是設(shè)計(jì)方案的數(shù)據(jù)支撐，相應(yīng)的模型與數(shù)據(jù)是一一對(duì)應(yīng)的，這種高度統(tǒng)一的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)保證了設(shè)計(jì)方案與實(shí)際成果的一致性，同時(shí)也有效實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)方案調(diào)整優(yōu)化過(guò)程的統(tǒng)一性，避免了人為操作失誤對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的不利影響。
2.3 高效精確的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)
建筑工程設(shè)計(jì)階段形成的信息對(duì)于工程整體質(zhì)量與成本造價(jià)等要點(diǎn)環(huán)節(jié)有著直接的影響。借助BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⒐こ淘O(shè)計(jì)的全部信息錄入系統(tǒng)形成工程數(shù)據(jù)庫(kù)，借助自動(dòng)統(tǒng)計(jì)功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全面收集整理，從而實(shí)現(xiàn)全過(guò)程施工質(zhì)量與成本造價(jià)控制，獲得理想的設(shè)計(jì)結(jié)果。
2.4 高效嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膮f(xié)同設(shè)計(jì)
BIM技術(shù)的應(yīng)用是對(duì)建筑工程全過(guò)程的優(yōu)化整合，通過(guò)數(shù)據(jù)信息可視化的形式為建筑設(shè)計(jì)與施工提供了協(xié)同工作的有效途徑。在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員能夠通過(guò)BIM技術(shù)提供的共享途徑，不同部位的設(shè)計(jì)人員能夠進(jìn)行配合工作，有效避免了因信息傳遞不暢導(dǎo)致的設(shè)計(jì)偏差，維持設(shè)計(jì)方案的一致性。
2.5 快速及時(shí)的計(jì)算模擬
BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)于傳統(tǒng)建設(shè)設(shè)計(jì)方法的要點(diǎn)在于信息處理效率的提升，通過(guò)BIM軟件內(nèi)置的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、分析等系列功能模塊，能夠保證設(shè)計(jì)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)流程的標(biāo)準(zhǔn)化控制，對(duì)設(shè)計(jì)方案與思路進(jìn)行控制，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行及時(shí)的評(píng)估。
3 工程實(shí)例分析
3.1 工程概況
某鋼結(jié)構(gòu)建筑工程占地面積5680O，總建筑面積118725O，總建筑高度為95.28m。該建筑頂端鋼結(jié)構(gòu)由鋼桁架及連系梁構(gòu)件組成，鋼結(jié)構(gòu)連接體系部分總高度25.5m，最大跨度55m，最小跨度是25m。該鋼結(jié)構(gòu)共有75個(gè)水平、斜向桿件安裝連接構(gòu)成。下圖1為該建筑鋼結(jié)構(gòu)示意圖。
3.2 BIM設(shè)計(jì)分析
本建筑工程鋼結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)使用ANSYS有限元分析軟件進(jìn)行建模分析，結(jié)合TERLA進(jìn)行BIM三維放樣，從而實(shí)現(xiàn)可視化工程設(shè)計(jì)。
（1）連體鋼結(jié)構(gòu)施工虛擬仿真技術(shù)
根據(jù)本工程實(shí)際設(shè)計(jì)參數(shù)通過(guò)BIM軟件建立計(jì)算模型，導(dǎo)出CAD文件，形成TEKLA模型，結(jié)合該模型進(jìn)行本建筑鋼結(jié)構(gòu)的整體分析，對(duì)施工節(jié)點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化，確定構(gòu)件尺寸，對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化處理。
同時(shí)，應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)TEKLA模型進(jìn)行模擬施工，對(duì)構(gòu)件提升、安裝等施工工序進(jìn)行模擬施工，通過(guò)可視化功能實(shí)現(xiàn)制造安裝虛擬仿真，對(duì)體積碰撞等情況進(jìn)行預(yù)估，為精確定位與順利安裝制定標(biāo)準(zhǔn)化流程。下圖2為連體鋼結(jié)構(gòu)提升部分設(shè)計(jì)尺寸。
（2）復(fù)雜節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)分析
作為鋼結(jié)構(gòu)體系中重要的載荷部位，梁柱連接點(diǎn)的應(yīng)力較為集中，設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)以此部位為設(shè)計(jì)重點(diǎn)。本建筑鋼結(jié)構(gòu)體系節(jié)點(diǎn)位置的構(gòu)建類型主要包括梁、柱、斜撐、側(cè)向連接桿等類型，具體設(shè)計(jì)尺寸為：鋼梁截面700mm×300mm，柱和斜撐截面500mm×400mm，節(jié)點(diǎn)部位鋼板設(shè)計(jì)為加強(qiáng)板厚度60mm。
根據(jù)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)應(yīng)力特性與制作安裝施工流程進(jìn)行節(jié)點(diǎn)位置的設(shè)計(jì)，其基本要點(diǎn)為：（1）桁架平面內(nèi)部載荷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)強(qiáng)于平面外部設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：（2）主桁架載荷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)強(qiáng)于次桁架設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；（3）桁架單元載荷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)強(qiáng)于聯(lián)系桿件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；（4）鋼結(jié)構(gòu)體系中的各構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)保證結(jié)構(gòu)體系中得整體協(xié)調(diào)性與穩(wěn)定。
同時(shí)，為了保證各節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量，節(jié)點(diǎn)部位在鋼結(jié)構(gòu)制作車間內(nèi)用大型機(jī)械制做成整體節(jié)點(diǎn)，由于構(gòu)件截面比較大，在制作過(guò)程中需要對(duì)每個(gè)桿件進(jìn)行精準(zhǔn)定位后安裝，本工程采用TEKLA進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，優(yōu)化節(jié)點(diǎn)設(shè)
計(jì)，達(dá)到精確放樣，從而保證了節(jié)點(diǎn)制作、安裝質(zhì)量。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，作為建筑工程領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛的BIM技術(shù)，在實(shí)際使用過(guò)程中因其突出的參數(shù)3D化、模型可視化以及信息標(biāo)準(zhǔn)化在建筑工程實(shí)際使用中收到了理想的效果，成為了行業(yè)工作者們關(guān)注與研究應(yīng)用的熱點(diǎn)內(nèi)容之一。BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用，有效提升了設(shè)計(jì)與施工管理的科學(xué)性，為提升建筑工程質(zhì)量，保證建筑實(shí)際使用性能打下了良好的基礎(chǔ)。
1 空腹夾層夾結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析
現(xiàn)在，建筑形式的藝術(shù)化，使得傳統(tǒng)的建筑并不能滿足建筑美感，人們希望看到多變，形態(tài)各異的建筑，建筑的結(jié)構(gòu)調(diào)整是建筑視覺(jué)效應(yīng)的一部分，為了支撐各式各樣的結(jié)構(gòu)，空腹結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，這種結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)在跨度較大或中等跨度的建筑中，實(shí)踐證明，這種結(jié)構(gòu)本身表現(xiàn)出優(yōu)良的壓力承受力，并有節(jié)約用料的好處?？崭菇Y(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單來(lái)講，由上弦與下弦兩個(gè)肋板層組成，肋板間的空心處，不與外界相通，因此冷空氣在這里不會(huì)進(jìn)一步傳遞到內(nèi)部。并且這種結(jié)構(gòu)節(jié)省用料，上下肋板之間有拉軸向力相互控制，建筑更加牢固，通常，用數(shù)學(xué)公式能計(jì)算出這種拉力與剛度之間的關(guān)系，因此，應(yīng)好好利用這種承載關(guān)系，為什么空腹夾層結(jié)構(gòu)在大跨度以及中跨度施工中應(yīng)用更加廣泛，是由于從高度上來(lái)講，梁板小于總高度，導(dǎo)致總凈高不高，這是一項(xiàng)有利條件。
2 建筑夾層結(jié)構(gòu)的施工工藝改進(jìn)措施研究
2.1 夾層結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)施工工藝存在的不足
空腹夾層優(yōu)點(diǎn)突出，因此應(yīng)用頗廣，但它并非無(wú)可挑剔，在已經(jīng)運(yùn)用此技術(shù)的若干工程進(jìn)行走訪調(diào)查，發(fā)現(xiàn)暴露出的操作缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)總結(jié)，可以分為下面幾點(diǎn)，給同行作為參考。（1）如果和梁板式同時(shí)施工，空腹夾層式施工明顯需要很長(zhǎng)時(shí)間，這是時(shí)間上的區(qū)別。（2）局部方位施工局限，一些操作難以進(jìn)行，這在一般傳統(tǒng)工藝上也有相同的問(wèn)題，例如，如果結(jié)構(gòu)較為低矮，帶來(lái)剪力鍵同樣不夠高，因?yàn)榇嗽虿僮鞴ぞ叩墓ぷ餍Ч黠@打折，剪力鍵澆注無(wú)法自由進(jìn)行，不但不方便，澆注效果也受到影響。所以，在此工藝的改進(jìn)方面，有兩點(diǎn)要特別注意，第一是力求減少施工時(shí)間，第二是操作手段的簡(jiǎn)便，保證澆注后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定堅(jiān)固耐用。
2.2 改進(jìn)后的施工工藝流程
空腹夾層結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的施工工藝流程如下：
施工準(zhǔn)備測(cè)量放線下弦層板肋支模及鋼筋綁扎定位并安放鋼管剪力鍵下部下弦層板肋混凝土澆筑鋪設(shè)下弦板面保溫層連接帶板鋼管剪力鍵的上部對(duì)鋼管剪力鍵的上部頂板標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整安裝上弦層預(yù)制板并綁扎鋼筋上弦層板肋混凝土澆筑混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除下弦層支撐模板鋪設(shè)上弦層表面防水層。
2.3 施工要點(diǎn)
在對(duì)傳統(tǒng)的施工工藝進(jìn)行改進(jìn)以后，新工藝的施工要點(diǎn)如下：
2.3.1 施工前必要要素的準(zhǔn)備。這是前期奠定性工作因此要做好，要準(zhǔn)備的內(nèi)容有以下幾項(xiàng)。第一，物料。物料選擇有設(shè)計(jì)圖紙作為依據(jù)，此外，還不應(yīng)忽視當(dāng)?shù)夭少?gòu)條件以及工程實(shí)際需要；第二，機(jī)械檢查。機(jī)械的每個(gè)細(xì)節(jié)都要重新檢查并調(diào)試保證工作時(shí)能發(fā)揮最好效果不出錯(cuò)誤；第三，人員安排。每位人員都應(yīng)交付相應(yīng)工作并保證每個(gè)人具備上崗資格。
2.3.2 測(cè)量放線。必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的要求對(duì)標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，以此來(lái)確定空腹夾層結(jié)構(gòu)下弦層板肋底標(biāo)高，并按照?qǐng)D紙的定位軸線準(zhǔn)確測(cè)定出模板的平面位置。
2.3.3 下弦層肋板底支模。在該施工環(huán)節(jié)上并沒(méi)有任何特殊要求，只需要按照傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行支模即可。
2.3.4 下弦層板肋鋼筋綁扎。先對(duì)模板的標(biāo)高和平面尺寸進(jìn)行調(diào)整，然后再進(jìn)行鋼筋綁扎即可。
2.3.5 定位并安放鋼管剪力鍵下部。在該環(huán)節(jié)中，應(yīng)當(dāng)控制好鋼管剪力鍵與下弦層板肋面標(biāo)高之間的關(guān)系。
2.3.6 下弦層肋板混凝土澆筑。混凝土施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)特別注意的是要保證鋼管剪力鍵的位置正確，當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度以后，便可以鋪設(shè)保溫層。
2.3.7 安裝上弦層預(yù)制板。因?yàn)轭A(yù)制板本身的重量較輕，所以可采取人工的方式將其安裝就位，預(yù)制板就位后，應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙的要求對(duì)其位置進(jìn)行調(diào)整，然后綁扎鋼筋籠，并進(jìn)行混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，將下弦層模板拆除，這樣便可以形成整體受力的空腹夾層結(jié)構(gòu)，最后鋪設(shè)上弦層表面防水層即可。
2.4 工藝
改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)
改良后，空腹夾層和之前較為流行的保溫隔熱屋面相比有個(gè)更突出的優(yōu)點(diǎn)，在工藝選擇上更傾向選擇空腹夾層結(jié)構(gòu)，總結(jié)來(lái)說(shuō)，有下面幾項(xiàng)：
2.4.1 施工速度快。由于空腹夾層結(jié)構(gòu)采用了鋼管裝配剪力鍵，在很大程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)鋼筋混凝土空腹結(jié)構(gòu)中短小的剪力鍵支模和鋼筋綁扎的弊端，進(jìn)而有助于加快施工速度。
2.4.2 節(jié)能、防滲效果明顯。空腹夾層結(jié)構(gòu)施工工藝與屋頂保溫隔熱的建筑構(gòu)造措施不同，該施工工藝是以結(jié)構(gòu)的空腹形式為途徑構(gòu)建防水、防滲多道防線，并獲取良好的節(jié)能效果。尤其在大、中跨度的屋蓋中使用該施工工藝，既能夠增強(qiáng)結(jié)構(gòu)受力性，又能夠兼顧建筑功能性。
2.4.3 屋面的隔熱性能好。空腹夾層結(jié)構(gòu)的空氣間層不僅提高了屋面的總熱阻，而且剪力鍵的開(kāi)孔螺母還能夠加速排出空氣間層內(nèi)的空氣對(duì)流，進(jìn)而使屋面獲取良好的隔熱性能。
2.4.4 防水層維護(hù)費(fèi)用少。在維修傳統(tǒng)架空層屋面防水層時(shí)，必須局部或全部拆除架空層，耗費(fèi)大量時(shí)間和維護(hù)費(fèi)用，而空腹夾層結(jié)構(gòu)的上弦層表面能夠克服傳統(tǒng)維護(hù)弊端，降低防水層維護(hù)費(fèi)用。
2.5 應(yīng)用實(shí)例
這里以2011年8月至2012年6月的一個(gè)案例作為說(shuō)明，該建筑屋頂?shù)谋毓に囘\(yùn)用的是夾層保溫隔熱，在選擇了上述所提及的操作辦法之后時(shí)間大大縮短，同時(shí)材料的消耗量大為減少，不僅如此，建筑體現(xiàn)出優(yōu)良的環(huán)保性能，該技術(shù)迅速得到推廣，應(yīng)用到其他工程中去。
3 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，雖然夾層結(jié)構(gòu)工藝在建筑工程中占有優(yōu)勢(shì)地位，但是由于其在角落施工的便利性差以及工期時(shí)間長(zhǎng)方面的缺陷，因此在實(shí)際施工中并沒(méi)有大范圍的推廣，文章針對(duì)此問(wèn)題，著重討論了夾層施工的缺陷問(wèn)題，并提出了解決的方案，這對(duì)于建筑工程的發(fā)展有著不可估量的實(shí)際效用。
參考文獻(xiàn)
[1]沈振岳，惠京穎，王光云，徐建軍，高玉山.既有建筑室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)夾層施工的監(jiān)控方法[j].建筑技術(shù)，2009（9）.
中圖分類號(hào)：TU311
1. 建筑結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展史
建筑與結(jié)構(gòu)是不可分割的，缺一不可。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們逐漸提高了對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，建筑工程不僅要保證質(zhì)量和性能，還需要符合美觀的要求，滿足人們的品位。因此，美觀實(shí)用和安全可靠逐漸成為建筑工程的重要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。但是兩者基于不同的知識(shí)和技能，具有一定的差異，為了最大限度地滿足人們的需要，專業(yè)人員不斷提高這兩方面的技能，美觀實(shí)用和安全可靠的設(shè)計(jì)人員也不同。隨著建筑工程的發(fā)展，建筑工程要求專業(yè)人員掌握的專業(yè)知識(shí)也越來(lái)越多，美學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科都需要專業(yè)人員掌握，學(xué)會(huì)運(yùn)用，學(xué)習(xí)要求增多，難度也變大。建筑結(jié)構(gòu)形式發(fā)展要求專業(yè)人員掌握專業(yè)知識(shí)，而專業(yè)知識(shí)又幫助建筑結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展，兩者缺一不可，相互促進(jìn)。
2.建筑結(jié)構(gòu)形式的劃分
（1） 按材料劃分。建筑結(jié)構(gòu)形式按使用材料劃分可分為木質(zhì)結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土與鋼的組合結(jié)構(gòu)。其中，木質(zhì)結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于單層建筑中，使用的材料為木制材料?；旌辖Y(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于單層建筑和多層建筑，承重部分使用磚石材料，樓頂使用鋼筋混凝土材料。鋼結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于工廠房、承重能力強(qiáng)的廠房以及移動(dòng)房等。
（2）按墻體劃分。建筑結(jié)構(gòu)形式按墻體劃分可分為全剪力墻結(jié)構(gòu)、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)、框一一結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)、框一一支結(jié)構(gòu)、無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)。全剪力墻主要應(yīng)用于高層以及超高層建筑，其屬于建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大；框架一剪力墻結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于高層建筑；框一一結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于高層和超高層建筑。簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于超高層建筑；框一一支結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于超高層建筑，其主要材料是鋼結(jié)構(gòu)；無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于大空間和大柱網(wǎng)建筑。
3.建筑結(jié)構(gòu)形式遵循的自然力學(xué)規(guī)律
隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)形式的側(cè)重點(diǎn)不同，但是無(wú)論是建筑還是結(jié)構(gòu)都需要遵循力學(xué)原理，保證建設(shè)和結(jié)構(gòu)的安全。結(jié)構(gòu)物承受著一定的荷載，其在每個(gè)截面上都會(huì)產(chǎn)生拉、壓軸力、剪力、彎矩、扭矩等。彎矩是最為危險(xiǎn)的。彎矩和拉、壓軸力產(chǎn)生的力偶鉅是等效的。彎矩把內(nèi)力作用到截面上，其內(nèi)力分布不均勻。彎矩使中性層材料的力學(xué)性能得不到充分的施展。
4.建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)例
（1）堆砌結(jié)構(gòu)。古埃及金字塔就是采用堆砌結(jié)構(gòu)建造的，建造者為了表達(dá)對(duì)帝王的崇拜，采用了石材進(jìn)行建造，石材承壓能力強(qiáng)，且安全耐用。金字塔Y構(gòu)簡(jiǎn)約、體積龐大，給人一種敬畏的感覺(jué)。從結(jié)構(gòu)學(xué)來(lái)講，金字塔只承受壓應(yīng)力，受力結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。經(jīng)歷了數(shù)千年的風(fēng)雨變化，金字塔依然屹立不倒。堆砌結(jié)構(gòu)形式的受力情況符合石材的要求，受到當(dāng)時(shí)人們的喜愛(ài)。
（2）梁、板、柱結(jié)構(gòu)。梁、板、柱結(jié)構(gòu)應(yīng)用的材料是木材。石材承受拉力的強(qiáng)度低，因此不能承受彎矩。木材能夠承受一定的拉力和壓力，值得使用。在當(dāng)代，鋼材和鋼筋混凝土取代木材占據(jù)主導(dǎo)地位。石材雖然有一定的弊端，但是仍受到人們的重視，木材雖然受彎能力強(qiáng)，但是也有一定的局限性。歐洲很多建筑都采用此結(jié)構(gòu)。
（3） 拱、殼結(jié)構(gòu)。拱、殼結(jié)構(gòu)深受古今中外人們的喜愛(ài)，拱、殼結(jié)構(gòu)能夠覆蓋大跨度，代替了梁板結(jié)構(gòu)。拱、殼結(jié)構(gòu)符合把彎矩通過(guò)結(jié)構(gòu)形式的改變轉(zhuǎn)化為軸力的規(guī)律。通過(guò)該規(guī)律建造出的結(jié)構(gòu)具有堅(jiān)固、耐用、不容易破壞、容易保留的特點(diǎn)，此結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)人的實(shí)踐證明，具有可行性。實(shí)踐證明，拱結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的支座水力能夠使每一個(gè)截面生成負(fù)彎矩，負(fù)彎矩能夠抵消正彎矩，受壓力強(qiáng)。通過(guò)該結(jié)構(gòu)建造的建筑物具有美觀實(shí)用、堅(jiān)固耐用的優(yōu)點(diǎn)。
隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑業(yè)也在不斷地發(fā)展壯大，高層結(jié)構(gòu)的建筑在建筑中占據(jù)著十分重要的位置。建筑結(jié)構(gòu)形式需要遵循力學(xué)發(fā)展規(guī)律，根據(jù)力學(xué)規(guī)律創(chuàng)造出更多的新結(jié)構(gòu)，促進(jìn)社會(huì)建筑業(yè)的發(fā)展。
大跨度鋼結(jié)構(gòu)是在上世紀(jì)五十年代開(kāi)始出現(xiàn)的，并且它的結(jié)構(gòu)形式在緊接著的幾十年的發(fā)展過(guò)程中有著多樣化的發(fā)展趨勢(shì)。在當(dāng)前時(shí)期，依靠著其特有的優(yōu)越性大跨度鋼結(jié)構(gòu)已轉(zhuǎn)變成當(dāng)前我國(guó)運(yùn)用范疇最為廣泛的建筑種別。身為現(xiàn)代化大跨度繁雜鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員，其務(wù)必要特別重視結(jié)構(gòu)的成型過(guò)程、施工程序、最終設(shè)計(jì)狀態(tài)、施工方法以及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)狀態(tài)等。
一、大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工的力學(xué)原理
對(duì)于大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程來(lái)說(shuō)，施工分析與施工計(jì)算與設(shè)計(jì)要求的位移間的一致程度、內(nèi)力目標(biāo)以及結(jié)構(gòu)施工的最終要求息息相關(guān)。除此之外，在挑選結(jié)構(gòu)施工方案的過(guò)程中，務(wù)必要牢牢依照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)要求去進(jìn)行選擇，并做好驗(yàn)算并控制施工質(zhì)量水平的工作，從而有效保證結(jié)構(gòu)施工安全。由于大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程可以向慢速時(shí)變過(guò)程轉(zhuǎn)化，因此在結(jié)構(gòu)施工力學(xué)數(shù)值分析上，時(shí)間凍結(jié)法的運(yùn)用成效是最好的。
大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工力學(xué)的數(shù)值方法涵蓋了時(shí)變單元法、拓?fù)渥兓ㄒ约耙话銌卧ㄈN。其中時(shí)變單元法大致說(shuō)的是在不使離散網(wǎng)格發(fā)生變化的情況下對(duì)單元的大小進(jìn)行更改從而使得求解區(qū)域出現(xiàn)變化，然而該法存在著數(shù)值積分穩(wěn)定性不佳這一不足之處；一般單元法主要是為了使求解區(qū)域發(fā)生改變采用增減單元的方式以達(dá)到目的，然而它也有著運(yùn)算矩陣奇怪、網(wǎng)格不斷二次剖分等不足；而拓?fù)渥兓ㄖ傅氖侵饕捎脭?shù)值手段在拓?fù)鋵W(xué)原理的基礎(chǔ)之上改變時(shí)間區(qū)域內(nèi)的時(shí)間區(qū)域，然而該法的運(yùn)用有著很大的限制性，也就是說(shuō)時(shí)變次數(shù)不可太多，要不然就不能有效保證求算效率的提升。除此之外，拓?fù)渥兓ㄅc時(shí)變單元法都規(guī)定得二次編寫(xiě)程序。
針對(duì)描述運(yùn)動(dòng)物體來(lái)講，拉格朗日列式的運(yùn)用比較廣泛些，其為大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工力學(xué)分析當(dāng)中的一個(gè)重要特性。在增量的非線性分析上，拉格朗日描述的運(yùn)用成效相當(dāng)顯著，這主要是因?yàn)槔窭嗜彰枋隹梢詫⑽矬w各個(gè)點(diǎn)在加載全程中的變形狀況清晰、精準(zhǔn)地體現(xiàn)出來(lái)。依靠拉格朗日列式配合虛功原理，可以獲取出切線剛度矩陣，此矩陣綜合思量了幾何非線性后的結(jié)構(gòu)單元：
在此方程式當(dāng)中， 表示的是非線性剛度矩陣； 表示的是彈性剛度矩陣； 表示的是幾何剛度矩陣。從總剛集成單元?jiǎng)偠染仃?與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換可推導(dǎo)出下面這個(gè)函數(shù)式：
[K（U）]{U}={F}
在該方程式當(dāng)中，{U}表示的是結(jié)構(gòu)位移向量，{F}表示的是結(jié)構(gòu)荷載列向量；[K（U）]表示的是整體剛度矩陣，也就是位移向量函數(shù)，上面提及的函數(shù)式為非線性方程組。
大跨度鋼結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程也是結(jié)構(gòu)構(gòu)件變化的過(guò)程，若增加構(gòu)件數(shù)量，則結(jié)構(gòu)的剛度矩陣勢(shì)必會(huì)發(fā)生變化。假設(shè)結(jié)構(gòu)剛度的當(dāng)前狀態(tài)為N，前一狀態(tài)為N-1，則：
上述方程式中，[K]N表示因構(gòu)件增加而改變了的剛度矩陣；{U}N表示的是因構(gòu)件增加而改變了的節(jié)點(diǎn)位移列陣；UA表示的是新增節(jié)點(diǎn)的位移列陣；[K]A新增單元的剛度矩陣對(duì)總剛度的影響程度；{F}N表示的是因構(gòu)件增加而改變了的節(jié)點(diǎn)力矩陣；FA表示的是新增節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)力列陣。由此可得知如下函數(shù)式：
上面所說(shuō)的求解手段都選取了增量迭代法，也就是把增加構(gòu)件前的結(jié)構(gòu)狀態(tài)當(dāng)成起始太，把增加構(gòu)件的狀態(tài)當(dāng)成終態(tài)，以把構(gòu)件增加對(duì)于內(nèi)力與結(jié)構(gòu)變形的影響貫穿于全程。
由于上面所說(shuō)的大型鋼結(jié)構(gòu)施工力學(xué)求解手段都有著一定的限制性，那么就需要持續(xù)改善上述求解手段。在當(dāng)前階段，模擬大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程的數(shù)值分析方法主要運(yùn)用的是有限元分析法，也就是依靠高級(jí)分析技術(shù)采用擬靜力理論分別針對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中的有關(guān)步驟進(jìn)行計(jì)算，并憑借著圖片的形式串聯(lián)好各個(gè)環(huán)節(jié)的計(jì)算結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)施工全程的圖形模擬的目標(biāo)。因有限元數(shù)值分析方法不能將大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工的時(shí)變過(guò)程全方位地、精確地體現(xiàn)出來(lái)，因此有必要快速構(gòu)建一整套建筑工程施工專用的軟件系統(tǒng)，也就是三維與動(dòng)態(tài)地模擬大跨度鋼結(jié)構(gòu)單項(xiàng)工程的施工過(guò)程，從而有效保證最終施工成型形態(tài)的精確性與施工過(guò)程信息反饋的及時(shí)性。
二、施工力學(xué)分析方法
變邊界問(wèn)題是大跨度鋼結(jié)構(gòu)總體吊裝施工過(guò)程當(dāng)中經(jīng)?？吹降膯?wèn)題，在這個(gè)章節(jié)中筆者把變邊界問(wèn)題作為實(shí)例，從而進(jìn)一步說(shuō)明并解釋大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工力學(xué)分析方法。對(duì)于變邊界問(wèn)題來(lái)說(shuō)，它的強(qiáng)制約束法與位移法相似，也就是說(shuō)兩者都需要在原先的結(jié)構(gòu)上面添一定數(shù)量的附加約束條件。然而，位移法和強(qiáng)制約束法之間都有一些差異性，也就是說(shuō)在原先結(jié)構(gòu)上強(qiáng)制約束法增添的附加約束條件屬于非未知條件，從而把修改好的模型的求算結(jié)果與在荷載效用之下的原有結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果相同。
若在大跨度鋼結(jié)構(gòu)的線性屈曲分析時(shí)使用強(qiáng)制約束法，則計(jì)算模型均應(yīng)滿足如下假設(shè)條件：構(gòu)件屬?gòu)椥泽w；構(gòu)件側(cè)扭變形的程度甚微；彎矩作用平面內(nèi)構(gòu)件的剛度甚大，則可不必考慮屈曲前變形對(duì)彎扭屈曲的影響；構(gòu)件扭轉(zhuǎn)或側(cè)向彎曲時(shí)，構(gòu)件截面的形狀應(yīng)保持不變；忽略殘余應(yīng)力的影響。
如果在分析均荷載效用之下變邊界梁的線性屈曲問(wèn)題的時(shí)候選取強(qiáng)制約束法，那么久能夠得到邊界變動(dòng)之前的荷載q1和邊界變化之后的變邊界梁可負(fù)載的臨界荷載q2之間的關(guān)系表達(dá)式。
上述方程式中，各個(gè)參數(shù)均滿足如下函數(shù)式：
上述方程式中，G表示的是材料的剪切模量；IW表示的是截面的翹曲慣性矩；q表示的是均布荷載；E表示的是材料的彈性模量；a表示的是均布荷載作用位置；A表示的是截面面積；MX表示的是截面繞x軸的彎矩；Ik表示的是截面的自由扭轉(zhuǎn)常數(shù)；Iy表示的是截面繞y軸的慣性矩。
值得注意的是，基于位移法理論的強(qiáng)制約束法與基于疊加角度的邊界轉(zhuǎn)換法都存在一定的限制性，也就是說(shuō)只對(duì)線性分析變邊界結(jié)構(gòu)更為適用，然而非線性分析變邊界結(jié)構(gòu)的手段還不大成熟。
三、結(jié)束語(yǔ)
總而言之，針對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程開(kāi)展施工力學(xué)分析工作是非常必要的。在本文中筆者在大跨度鋼結(jié)構(gòu)的特性的基礎(chǔ)上給出了基于位移法理論的強(qiáng)制約束法與基于疊加角度的邊界轉(zhuǎn)換法，從而給大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程的力學(xué)分析創(chuàng)造出有利條件。
參考文獻(xiàn)：
中圖分類號(hào)：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引用
隨著科技的迅猛發(fā)展，新型的建筑鋼材漸漸代替了以往的建筑材料，現(xiàn)代建筑的大空間結(jié)構(gòu)基本都以鋼結(jié)構(gòu)作為主體。在高層建筑上使用鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)日趨成熟，這逐漸地成為了現(xiàn)代建筑中的主流工藝。
1、鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)
在以前的建筑施工工藝之中，較少的關(guān)系到了鋼結(jié)構(gòu)材料，并且因?yàn)閲?guó)家政策在鋼材的使用上有一定的制約，所以鋼結(jié)構(gòu)材料就慢慢被淘汰。然而，在科學(xué)技術(shù)逐漸發(fā)展的推動(dòng)之下，建筑施工水平也慢慢提高，人們對(duì)鋼結(jié)構(gòu)材料也有了新的認(rèn)識(shí)，而且由于我國(guó)對(duì)鋼材的控制的制度也慢慢放寬，之前的“節(jié)約使用鋼材”慢慢變成“合理使用鋼材”，人們也慢慢意識(shí)到了鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。
1.1 、材料的強(qiáng)度逐漸提升
鋼結(jié)構(gòu)材料同其他的建筑材料相比較而言，比如說(shuō)混凝土、磚石等的強(qiáng)度較大，并且在大跨度高荷載的建筑結(jié)構(gòu)之中，鋼結(jié)構(gòu)材料具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，而這主要是因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)材料具有較好的塑性以及韌性。在通常的情況之下不會(huì)出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，并且鋼材也是抗震性比較好的材料。
1.2、材質(zhì)較為均勻
站在材質(zhì)之上進(jìn)行分析可以得出，我們可以清楚的掌握到，鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)均勻，并且在各方面都有著同向性的特點(diǎn)。在一定應(yīng)力的作用之下，鋼材料也有著比較好的彈性，也不容易出現(xiàn)斷裂。
1.3、鋼結(jié)構(gòu)制造比較簡(jiǎn)單
因?yàn)殇摬牧鲜禽^為輕質(zhì)的成材，所以在進(jìn)行工程施工之時(shí)，加工以及運(yùn)輸都比較便捷，而且在進(jìn)行加工的過(guò)程之中通常都是使用的機(jī)械操作，那么也就會(huì)使得鋼材的精準(zhǔn)度較大幅度的提升，同時(shí)在進(jìn)行工程安裝之時(shí)，通常使用的較為簡(jiǎn)便的安裝零件來(lái)進(jìn)行安裝，一些還可以直接使用焊接的方法，可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，這不僅僅對(duì)建筑結(jié)構(gòu)有著比較好的加固作用，也可以較大幅度的提升工程的進(jìn)度。
1.4、鋼結(jié)構(gòu)采用輕度鋼材
因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)通常使用的是輕度鋼材，所以重量則就比普通的混凝土施工材料較輕，雖然鋼結(jié)構(gòu)的重量同混凝土施工材料相比的話較輕，但是鋼材的密度以及強(qiáng)度則比混凝土大，所以也就給一些比較復(fù)雜的施工方法提供了十分便捷的條件，并且大大促進(jìn)了建設(shè)行業(yè)可以向更好的方面發(fā)展。
1.5、抗震性能比較好
當(dāng)前，在進(jìn)行鋼材料選擇之時(shí)通常使用的是自身的重量比較輕，所以在面對(duì)地震災(zāi)害之時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)具有較好的抗震能力。近些年來(lái)，我國(guó)的地震災(zāi)害頻繁發(fā)生，也會(huì)給我國(guó)帶來(lái)了十分嚴(yán)重的損失，所以推廣鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有一定的必要性。這不僅僅可以減少經(jīng)濟(jì)上的損失，并且也會(huì)較大幅度降低了人員的傷亡，方便我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
1.6 、鋼結(jié)構(gòu)材料的可塑性
鋼結(jié)構(gòu)材料較為獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)則是具有一定的可塑性，其可以根據(jù)業(yè)主的不同要求程度的變化，同時(shí)在生產(chǎn)塑性過(guò)程之中成本消耗極比較小，而這也是其他結(jié)構(gòu)材料沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)的。而任何事物具有正反兩個(gè)方面，我們?cè)陂L(zhǎng)期使用的過(guò)程之中可以發(fā)現(xiàn)，鋼材料的耐腐性以及耐火性比較差，同時(shí)其防護(hù)成本也同其他的結(jié)構(gòu)材料相比的話也會(huì)比較高，所以在進(jìn)行施工之時(shí)施工盡量要確保鋼結(jié)構(gòu)材料不會(huì)受到腐蝕，或者是降低腐蝕的程度。當(dāng)前，因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)的逐漸的進(jìn)步，人們也研發(fā)出了一種新型的鋼結(jié)構(gòu)材料，此種材料將會(huì)較大大幅度的提高防火防腐性差的問(wèn)題，并且也會(huì)使得在種種建筑之中得到較為廣泛的應(yīng)用。
2、關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)的成功運(yùn)用實(shí)例就是設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)建筑。精確良好的設(shè)計(jì)是確保合理有效地產(chǎn)生鋼結(jié)構(gòu)建筑的關(guān)鍵。如今設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)建筑最為重要的兩個(gè)步驟就是正確地選用結(jié)構(gòu)方案、正確地估計(jì)結(jié)構(gòu)截面的高度。
2.1、設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)預(yù)先估算
設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)必須要進(jìn)行準(zhǔn)確地估計(jì)、計(jì)算。估算是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，對(duì)于整個(gè)建筑工程具有舉足輕重的作用，如果估算錯(cuò)誤，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)的重大失敗，后果十分嚴(yán)重。因而在建設(shè)時(shí)，要對(duì)其作精確的估算才可以避免出現(xiàn)錯(cuò)誤。
比如說(shuō)我國(guó)的國(guó)家大劇院，它是由法國(guó)著名建筑師保羅安德魯設(shè)計(jì)，大劇院的建筑屋面是半橢圓形，它的結(jié)構(gòu)是143mx212m，其跨度大于100m，其結(jié)構(gòu)方案選屋蓋空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼。然而在上機(jī)前結(jié)構(gòu)師選擇的結(jié)構(gòu)截面高度太大，其用鋼量達(dá)292kg/m3。依據(jù)美國(guó)的史密斯教授在1963年回歸分析166個(gè)完建的大跨度屋蓋，此跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的用鑰量小于等于80kg/m2。
2.2、精細(xì)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的整體和局部
建筑設(shè)計(jì)不僅要讓外觀上看起來(lái)美觀，還要使建筑之間又相互協(xié)調(diào)的能力。所謂的鋼結(jié)構(gòu)建筑具有其結(jié)構(gòu)建筑的特殊性，同時(shí)也和普通建筑一樣具有一般性。因此既要滿足鋼結(jié)構(gòu)的特個(gè)性設(shè)計(jì)，也要滿足普通建筑之共性。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)具有其特殊性，一般在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建筑的建造時(shí)，會(huì)致使部分細(xì)節(jié)的部位在外或者出現(xiàn)偏差。因此設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)建筑時(shí)，一方面要力求建筑的功能和建筑的形象完美結(jié)合，另一方面工程精細(xì)化、設(shè)計(jì)復(fù)雜化也更嚴(yán)苛。牽一發(fā)，而動(dòng)全身，這是鋼結(jié)構(gòu)建筑的顯著特點(diǎn)，任何一個(gè)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)、制作和完成都可能影響到整體形成與完善。有時(shí)為體現(xiàn)出鋼結(jié)構(gòu)建筑的獨(dú)特金屬感，將其部件故意暴露在外面。如此一來(lái)會(huì)增加建筑難度。所以在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)建筑時(shí)，把握好細(xì)節(jié)至關(guān)重要。對(duì)于整個(gè)建筑來(lái)說(shuō)，較高質(zhì)量的細(xì)節(jié)可以帶來(lái)更好的整體效果，展示更加美好的建筑形象于世人。
2.3、穩(wěn)定設(shè)計(jì)
保證鋼結(jié)構(gòu)建筑穩(wěn)定性是設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的一個(gè)難點(diǎn)，單獨(dú)針對(duì)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，這不是我們需要考慮的條件，然后它是日后維護(hù)工作的重點(diǎn)，因而在設(shè)計(jì)建筑時(shí)要重視對(duì)建筑穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)。鋼結(jié)構(gòu)建筑失穩(wěn)包括整體失穩(wěn)與局部失穩(wěn):整體失穩(wěn)是把分析整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性作為依據(jù)來(lái)探討的，計(jì)算中可以帶入長(zhǎng)細(xì)比系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證:局部失穩(wěn)是因框架結(jié)構(gòu)內(nèi)的某個(gè)部零件產(chǎn)生的，它對(duì)整體穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響。因此在設(shè)計(jì)和整體布置鋼結(jié)構(gòu)建筑時(shí)必須要考慮到整個(gè)體系和組成部分對(duì)穩(wěn)定性的要求。
目前大多數(shù)按照平面體系設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)，比如常用的框架就是采用這樣的設(shè)計(jì)。從結(jié)構(gòu)整體布置解決問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)增加支撐構(gòu)件以維持整體穩(wěn)定性，這樣就可以確保平面結(jié)構(gòu)不會(huì)失穩(wěn)。換句話說(shuō)就是平面結(jié)構(gòu)的構(gòu)件平面外的穩(wěn)定要和結(jié)構(gòu)布置一致。另外利用平面分析架構(gòu)成的塔架等設(shè)施，也需要注意橫隔設(shè)置間關(guān)系和桿件的穩(wěn)定，保持穩(wěn)定。
3、鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定設(shè)計(jì)要注意以下幾個(gè)問(wèn)題:
3.1、目前鋼結(jié)構(gòu)建筑大多數(shù)被用于跨度大的建筑，局部穩(wěn)定和整體問(wèn)題維持著相對(duì)狀態(tài)，當(dāng)桿件牽涉到整體設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要從整體穩(wěn)定來(lái)入手。
3.2、對(duì)于日常的其它設(shè)計(jì)，既要考慮到結(jié)構(gòu)整體性，還要考慮到其它設(shè)計(jì)點(diǎn)，在實(shí)際操作中，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)參數(shù)不穩(wěn)定，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)有誤差。
3.3、考慮建筑穩(wěn)定性時(shí)，還要考慮多方面因素，如鋼材的彈性和應(yīng)力疊加。一般建筑所使用的計(jì)算公式此時(shí)不能應(yīng)用.由于對(duì)鋼材來(lái)說(shuō)，它的應(yīng)力疊加要滿足兩個(gè)條件，即結(jié)構(gòu)變形小、材料服從虎克定律應(yīng)變成正比。
4、結(jié)語(yǔ)
由此可見(jiàn)，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中有著十分重要的作用，我們要對(duì)其各個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行研究探討，然后再應(yīng)用在建筑施工當(dāng)中，才能促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展。但是，目前鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)施工工程中還存在著一定的不足，因此我們還需要在不斷的實(shí)踐中去改進(jìn)和完善，在符合我國(guó)當(dāng)前的國(guó)情的情況下進(jìn)行有效的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
中圖分類號(hào)：TU201.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）01（c）-0065-01
1 巨石建筑形成
石材堅(jiān)固，用其建設(shè)建筑可全面的存儲(chǔ)財(cái)富，創(chuàng)建出規(guī)模龐大、氣勢(shì)恢宏的工程，體現(xiàn)經(jīng)久耐用性。為此古代逐步發(fā)展形成了巨石建筑。英國(guó)的巨石陣則很有可能為石材建筑的最初雛形。而卡米遺址則相似于巨石陣的布設(shè)思想，成為聯(lián)合國(guó)明確認(rèn)定的文化遺產(chǎn)之一。舉世聞名的埃及金字塔歷史悠久，即便經(jīng)歷千年歷練，仍舊屹立不倒、堅(jiān)固如常，沒(méi)有產(chǎn)生變形，體現(xiàn)出了古代人民精湛的建筑施工技術(shù)以及豐富的智慧。上述建筑經(jīng)典實(shí)例無(wú)不證明，石材在建筑景觀中的應(yīng)用尤為重要，伴隨人類文明的進(jìn)步與發(fā)展，其功能則實(shí)現(xiàn)了全面擴(kuò)充與持續(xù)優(yōu)化。
2 結(jié)構(gòu)功能石材應(yīng)用
2.1 石拱結(jié)構(gòu)體系
我國(guó)著名的趙州橋便是石拱體系的代表，石材堅(jiān)固、抗壓的特征令橋梁功能同景觀設(shè)計(jì)有效的融為一體，為我國(guó)橋梁建設(shè)歷史上應(yīng)用石材的經(jīng)典案例。自唐宋時(shí)期，較多石拱橋梁得以保留，其橋孔形式多樣，包括半圓孔以及單孔與多孔橋。明清時(shí)期，伴隨磚結(jié)構(gòu)體系的形成以及逐步推廣應(yīng)用，磚砌拱券模式實(shí)現(xiàn)了快速的發(fā)展，明代時(shí)期的無(wú)梁殿便是基于磚砌筒拱形成的典型建筑，其施工設(shè)計(jì)水平均實(shí)現(xiàn)了顯著提升。
2.2 梁柱體系中石材的應(yīng)用
伴隨施工建設(shè)技術(shù)的逐步發(fā)展，人們快速掌握了石材大體積、大規(guī)模加工開(kāi)采以及標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的實(shí)踐技能，進(jìn)而為構(gòu)建大規(guī)模石材的建筑創(chuàng)建了基礎(chǔ)保證。該背景環(huán)境下，梁柱體系石材的功能性應(yīng)用得以出現(xiàn)。其起源為石柱的誕生，將結(jié)構(gòu)以及維護(hù)部件實(shí)現(xiàn)了有效的分離，進(jìn)而令建筑建設(shè)的高度不再受到石墻砌筑施工工藝水平的影響，快速向著更高的建筑形式發(fā)展。我國(guó)南方省市，例如廣東以及安徽地區(qū)等，仍舊保留了一些石柱木架結(jié)構(gòu)建筑。古埃及梁柱體系則由木質(zhì)梁柱演變而來(lái)。與我國(guó)的差異在于，梁柱體系屬于一類較為廣泛應(yīng)用的空間結(jié)構(gòu)，基于石材功能的獨(dú)特性，不能對(duì)其強(qiáng)度精準(zhǔn)的管控與掌握，因此埃及建設(shè)的梁柱體系石材結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)出一定的粗獷性。希臘并沒(méi)有注重對(duì)拱結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，而是采用同當(dāng)?shù)丨h(huán)境氣候相適宜的建設(shè)材料以及符合社會(huì)現(xiàn)實(shí)的結(jié)構(gòu)體系要素。石材則多用于進(jìn)行柱子的制作。經(jīng)過(guò)一定階段的發(fā)展，一些廟宇則大量的應(yīng)用石材進(jìn)行施工建設(shè)，令其發(fā)揮了主體建設(shè)功能。羅馬則在希臘柱式的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上進(jìn)行了進(jìn)一步的延伸發(fā)展，他們發(fā)覺(jué)拱券結(jié)構(gòu)較梁柱體系具備更顯著的穩(wěn)定性，且可實(shí)現(xiàn)大跨度的建設(shè)，進(jìn)行室內(nèi)空間的設(shè)計(jì)劃分則體現(xiàn)出一定的便利以及靈活性。因此羅馬建筑工程較多的應(yīng)用拱券結(jié)構(gòu)形式，對(duì)其支撐的墻以及柱子則體積龐大，重量標(biāo)準(zhǔn)較高，為此需對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的裝飾處理。通過(guò)長(zhǎng)期探索實(shí)踐，形成了券柱式的有效結(jié)合，即位于墻以及墩子之上粘貼裝飾性柱式，令其好似石材質(zhì)地的浮雕，形成氣勢(shì)恢宏、精雕細(xì)琢的建筑景觀效果。
2.3 維護(hù)功能石材應(yīng)用
石材發(fā)揮維護(hù)功能在于，構(gòu)建建筑承重墻體，涵蓋支擋形式擋土墻。其屬于一類支護(hù)結(jié)構(gòu)，為園林工程之中較為常見(jiàn)的景觀元素。園林景觀工程中，需要堆山挖湖，進(jìn)行場(chǎng)地的良好平整，為符合景觀建設(shè)的需求，便會(huì)引發(fā)設(shè)計(jì)以及土壤安息角不相符的問(wèn)題。為此應(yīng)利用擋土墻應(yīng)對(duì)突然推力作用。園林景觀的水體建設(shè)應(yīng)規(guī)劃可靠、穩(wěn)固以及優(yōu)美的水岸，確保陸地以及水面構(gòu)成適宜的面積比例，預(yù)防陸地面積的縮減，被不良淹沒(méi)，還需應(yīng)對(duì)水面由于坍塌而令其面積持續(xù)的擴(kuò)大問(wèn)題。為此，位于水體邊緣應(yīng)構(gòu)建駁岸以及護(hù)坡。前者的施工規(guī)劃與設(shè)計(jì)均應(yīng)統(tǒng)一衡量，體現(xiàn)適用、合理、美觀以及經(jīng)濟(jì)的功能效果。石材護(hù)坡主體用于河道施工、公路建設(shè)、路基修建以及園林、建筑景觀工程之中，不僅可發(fā)揮強(qiáng)化岸坡，令其穩(wěn)固安全的功能，同時(shí)還形成了美化的優(yōu)質(zhì)效果。
2.4 裝飾功能石材應(yīng)用
深受工業(yè)革命的沖擊，在新型社會(huì)需求的強(qiáng)烈召喚下，形成了全新的建筑形式。博物館以及現(xiàn)代化辦公樓建筑逐步代替了宮殿、廟宇以及教堂，并穩(wěn)居建筑領(lǐng)域的主體地位。該類建筑多需要大跨度設(shè)計(jì)施工，并面向高層方向全面發(fā)展，因而與建筑體系結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生互相矛盾的傳統(tǒng)柱式建筑模式逐步淡出了歷史舞臺(tái)。應(yīng)用鋼鐵材料、玻璃以及堅(jiān)固混凝土材料建設(shè)的建筑結(jié)構(gòu)體系，可符合新型建筑工程的各類復(fù)雜建設(shè)需求，體現(xiàn)優(yōu)質(zhì)應(yīng)用功能。還可在工業(yè)大生產(chǎn)背景下，實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、快速、經(jīng)濟(jì)建設(shè)的核心目標(biāo)。體現(xiàn)了新型建筑形式的持續(xù)、長(zhǎng)久生命力。當(dāng)然，人們還沒(méi)有完全的形成對(duì)該類型材的全面深厚認(rèn)識(shí)與積累，因此仍舊需要應(yīng)用石材，促進(jìn)其功能價(jià)值的延續(xù)。經(jīng)過(guò)實(shí)踐探索，人們逐步將石材合理的加工形成石板，并裝設(shè)于結(jié)構(gòu)部件以外，構(gòu)成了美觀、精致的建筑項(xiàng)目。建筑工程則呈現(xiàn)出更為獨(dú)特的設(shè)計(jì)風(fēng)格。例如，在拋光技術(shù)大行其道的時(shí)期，較多建筑應(yīng)用石材均利用拋光處理方式。這一時(shí)期，一些設(shè)計(jì)師獨(dú)樹(shù)一幟，應(yīng)用開(kāi)采形成的原始、沒(méi)有經(jīng)過(guò)拋光處理的粗糙、不規(guī)則的石材表面，營(yíng)造出一種視覺(jué)層面的強(qiáng)烈沖擊，進(jìn)一步印證了人們?cè)诮ㄖ坝^建設(shè)施工階段中，對(duì)于石材功能的更新演變與科學(xué)發(fā)展應(yīng)用，通過(guò)認(rèn)識(shí)的豐富、思維的開(kāi)闊、理念的升華將繼續(xù)激發(fā)石材優(yōu)質(zhì)應(yīng)用價(jià)值，建設(shè)出美觀、耐用、豐富、生動(dòng)、富于靈魂的建筑景觀工程，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展。
3 建筑景觀中石材應(yīng)用發(fā)展前景
伴隨經(jīng)濟(jì)建設(shè)、現(xiàn)代社會(huì)的持續(xù)進(jìn)步，人們物質(zhì)文化生活水平顯著提升，其更加需要建筑景觀工程體現(xiàn)綜合功能與優(yōu)質(zhì)質(zhì)量。文化的回歸，人們對(duì)自然的崇尚以及對(duì)天然材料的需求，令天然石材勢(shì)必發(fā)揮優(yōu)質(zhì)應(yīng)用功能。該石材體現(xiàn)了無(wú)可取代的應(yīng)用特性，因而深受大眾的喜愛(ài)。其質(zhì)感無(wú)論是合成材料還是復(fù)合型材均無(wú)可匹敵。建筑外墻施工，則呈現(xiàn)出欠缺理想型材的狀況。天然的石材則因其經(jīng)久耐用、外觀優(yōu)美、易于清潔，耐受酸雨腐蝕等特征，而具備良好的應(yīng)用發(fā)展前景，將體現(xiàn)復(fù)合性應(yīng)用功能。由節(jié)能層面出發(fā)，開(kāi)采加工石材較混凝土消耗能量較小，因而適應(yīng)在偏遠(yuǎn)的山區(qū)地帶應(yīng)用發(fā)展。由廢渣應(yīng)用狀況審視，建筑工程墻體更多的采用包含粉煤灰以及廢渣成分的建材進(jìn)行墻體制作，這樣對(duì)于人身健康極為不利。因此可考慮應(yīng)用石材裝飾降低廢料應(yīng)用產(chǎn)生的負(fù)面影響。再者隨著石材生產(chǎn)產(chǎn)品自身質(zhì)量水平的持續(xù)優(yōu)化提升，其將更利于全面的推廣應(yīng)用，發(fā)揮優(yōu)質(zhì)功能，完善建筑景觀建設(shè)，并創(chuàng)設(shè)顯著的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。
4 結(jié)語(yǔ)
總之，建筑景觀中石材應(yīng)用功能實(shí)現(xiàn)了不斷的轉(zhuǎn)變與延伸豐富，由早期的石拱體系、建設(shè)、梁柱體系應(yīng)用，逐步發(fā)展為對(duì)建筑景觀的良好維護(hù)功能，同時(shí)在現(xiàn)代建筑工程中體現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)的裝飾維護(hù)功能。還印證出人們對(duì)石材功能的豐富性認(rèn)識(shí)，以及思維理念的進(jìn)一步深化。為此，我們只有充分意識(shí)到石材的根本特性、獨(dú)特功能，將其良好的應(yīng)用于建筑景觀建設(shè)之中，方能激發(fā)其核心價(jià)值，豐富施工設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用石材優(yōu)點(diǎn)以及特有屬性，創(chuàng)建出真正精品、優(yōu)秀，凸顯時(shí)代特色及藝術(shù)性，值得傳承與發(fā)揚(yáng)的精品建筑景觀工程，實(shí)現(xiàn)全面升華。
參考文獻(xiàn)
[1] 嚴(yán)惟瑋，朱華，張曉華.建筑石材裝飾用膠粘劑的應(yīng)用研究[J].新型建筑材料，2012（5）.
一、前言
隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們對(duì)建筑物功能要求改變，人們對(duì)建筑工程產(chǎn)品的要求也日益增高，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)的、全面的工作，在設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題是多種多樣的，作為設(shè)計(jì)來(lái)講，需要扎實(shí)的理論知識(shí)功底，靈活創(chuàng)新的思維和嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。我們要始終把提高設(shè)計(jì)質(zhì)量作為終身奮斗的目標(biāo)。本文就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行初步探討，并進(jìn)一步提出解決問(wèn)題的有效對(duì)策。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題
1、剪力墻砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
剪力墻結(jié)構(gòu)，上部為多層砌體結(jié)構(gòu)的房屋。該類房屋多見(jiàn)于沿街的旅館、住宅、辦公樓，底層為商店，餐廳、郵局等空間房屋，上部為小開(kāi)間的多層砌體結(jié)構(gòu)。這類建筑是解決底層需要一種比較經(jīng)濟(jì)的空間房屋的結(jié)構(gòu)形式。部分設(shè)計(jì)者為追求單一的建筑立面造型來(lái)增加使用面積，將二層以上的部分橫墻且外層挑墻移至懸挑梁上，各層設(shè)計(jì)有挑梁，但實(shí)際結(jié)構(gòu)的底層挑梁承載普遍出現(xiàn)裂縫，該類挑梁的設(shè)計(jì)與出現(xiàn)裂縫在臨街砌體結(jié)構(gòu)房屋中比較常見(jiàn)。
2、樓板變形程度計(jì)算不準(zhǔn)確
一些設(shè)計(jì)在缺乏基本的結(jié)構(gòu)觀念或結(jié)構(gòu)布置缺乏必要措施時(shí)，采用樓板變形的計(jì)算程序。盡管程序的編程在數(shù)學(xué)力學(xué)模型上是成立的甚至是準(zhǔn)確無(wú)誤的，但在確定樓板變形程度上卻很難做到準(zhǔn)確。作為計(jì)算的大前提都無(wú)法“準(zhǔn)確”，就不可能指望其結(jié)果會(huì)“正確”了。據(jù)此進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)肯定存在著結(jié)構(gòu)不安全成分或者結(jié)構(gòu)某些部位或構(gòu)件安全儲(chǔ)備過(guò)大等現(xiàn)象。
3、屋面梁配筋少
結(jié)構(gòu)建模時(shí)，設(shè)計(jì)人員圖方便，屋面梁直接拷貝下層梁的尺寸。由于屋面梁荷載較小，計(jì)算結(jié)果配筋不多，這樣屋面梁在溫度變化、混凝土收縮和受力等作用下因配筋率過(guò)低而裂縫寬度較大。
三、解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的有效對(duì)策
1、箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板
從結(jié)構(gòu)角度來(lái)講，如果能出挑板，能調(diào)勻邊跨底板鋼筋，特別是當(dāng)?shù)装邃摻钔ㄩL(zhǎng)布置時(shí)，不會(huì)因邊跨鋼筋而加大整個(gè)底板的通長(zhǎng)筋，較為節(jié)約；出挑板后，能降低基底附加應(yīng)力，當(dāng)基礎(chǔ)形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時(shí)，加挑板就可能采用天然地基；能降低整體沉降，當(dāng)荷載偏心時(shí)，在特定部位設(shè)挑板，還可調(diào)整沉降差和整體傾斜；窗井部位可以認(rèn)為是挑板上砌墻，不宜再出長(zhǎng)挑板。雖然在計(jì)算時(shí)此處板并不應(yīng)按挑板計(jì)算。當(dāng)然，此問(wèn)題也并不是絕對(duì)的，當(dāng)有數(shù)層地下室，窗井橫隔墻較密，且橫隔墻能與內(nèi)部墻體連通時(shí)，可靈活考慮；當(dāng)?shù)叵滤惠^高，出基礎(chǔ)挑板，有利于解決抗浮問(wèn)題；從建筑角度講，取消挑板，可方便柔性防水做法。
2、梁、板的跨度計(jì)算
一般的手冊(cè)或教科書(shū)上所講的計(jì)算跨度，如凈跨的1.1倍等，這些規(guī)定和概念僅適用于常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而在應(yīng)用的寬扁梁中卻是不適用的。
梁板結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單點(diǎn)講，可認(rèn)為是在梁的中心線上有一剛性支座，取消梁的概念，將梁板統(tǒng)一認(rèn)為是一變截面板。在扁梁結(jié)構(gòu)中，梁高比板厚大不了多少時(shí)，應(yīng)將計(jì)算長(zhǎng)度取至梁中心，選梁中心處的彎距和梁厚，及梁邊彎距和板厚配筋，取二者大值配筋。（借用臺(tái)階式獨(dú)立基礎(chǔ)變截面處的概念）柱子也可認(rèn)為是超大截面梁，所以梁配筋時(shí)應(yīng)取柱邊彎距。削峰是正常的，不削峰才時(shí)有問(wèn)題的。
3、沉降計(jì)算
基坑開(kāi)挖時(shí)，摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當(dāng)基礎(chǔ)較小，坑底受到很大約束，回彈可以忽略，在計(jì)算沉降時(shí)，應(yīng)按基底附加應(yīng)力計(jì)算。當(dāng)基坑很大時(shí)，相對(duì)受到較小約束，如箱基，計(jì)算沉降時(shí)應(yīng)按基底壓力計(jì)算，被坑邊土約束的部分可以作為安全儲(chǔ)備，這也是計(jì)算沉降大于實(shí)際沉降的原因之一。
4、主梁有次梁處加附加筋
一般應(yīng)優(yōu)先加箍筋，附加箍筋可認(rèn)為是：主梁箍筋在次梁截面范圍無(wú)法加箍筋或箍筋短缺，在次梁兩側(cè)補(bǔ)上，像板上洞口附加筋。附加筋一般要有，但也不是絕對(duì)的。規(guī)范中說(shuō)的比較清楚，位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載，應(yīng)全部由附加橫向鋼筋承擔(dān)。也就是說(shuō)，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應(yīng)加附加筋。但梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載可根據(jù)具體情況而定。當(dāng)主次梁截面相差不大，次梁荷載較大時(shí)，應(yīng)加附加筋。當(dāng)主梁高度很高，次梁截面很小、荷載很小時(shí)，如快接近板上附加暗梁，主梁可不加附加筋。還有當(dāng)主次梁截面均很大，如工藝要求形成的主次深梁，而荷載相對(duì)不大，主梁也可不加附加筋?？偟脑瓌t，當(dāng)主梁上次梁開(kāi)裂后，從次梁的受壓區(qū)頂至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁產(chǎn)生的剪力時(shí)，主梁可不加附加筋。梁上集中力，產(chǎn)生的剪力在整個(gè)梁范圍內(nèi)是一樣，所以抗剪滿足，集中力處自然滿足。主次深梁及次梁相對(duì)主梁截面、荷載較小時(shí)，也可滿足。
5、設(shè)計(jì)剛性樓面
為了使程序的計(jì)算結(jié)果基本上反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力狀況而不至于出現(xiàn)根本性的誤差，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能將樓層設(shè)計(jì)成剛性樓面。要做到這一點(diǎn)，首先應(yīng)在建筑設(shè)計(jì)甚至方案階段就避免采用樓面有變形的平面比如樓層大開(kāi)洞、外伸翼塊太長(zhǎng)、塊體之間成“縮頸”連接、凹槽缺口太深等。其次要從結(jié)構(gòu)布置和配筋構(gòu)造上給予保證，對(duì)于使用功能確實(shí)必需的，或者建筑效果十分優(yōu)越的建筑設(shè)計(jì)，如果其平面無(wú)法完全符合剛性樓板的假定，那么在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可以通過(guò)增設(shè)連系梁板、洞口邊加設(shè)暗梁邊梁、提高連系梁板或暗梁邊梁的配筋量、采用斜向配筋或雙層配筋形式等方法，盡量滿足剛性樓板的基本假設(shè)，或者彌補(bǔ)由于不是絕對(duì)的剛性樓板假定而產(chǎn)生的計(jì)算“誤差”。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程的重要組成部分，是建筑安全應(yīng)用的基礎(chǔ)。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要從基本的構(gòu)件算起，，深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義，并密切配合其他專業(yè)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在工作中應(yīng)事無(wú)巨細(xì)，善于反思和總結(jié)工作中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，精益求精，只有這樣才能做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。
中圖分類號(hào)：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
在建筑工程中，由于結(jié)構(gòu)鋼建筑具有施工速度快、自重輕、強(qiáng)度高、抗震性好、環(huán)保等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，是目前國(guó)內(nèi)重點(diǎn)推廣的項(xiàng)目之一。鋼結(jié)構(gòu)在制造、設(shè)計(jì)和安裝等技術(shù)方面在我國(guó)現(xiàn)階段都達(dá)到了較高的水平，掌握了各種復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)建筑物的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)，在利用鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行建筑建設(shè)施工過(guò)程中，合理確定鋼結(jié)構(gòu)建筑的安裝技術(shù)，盡量采取合理的安裝技術(shù)來(lái)控制鋼結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量是保證整個(gè)建筑施工質(zhì)量的關(guān)鍵。
一、鋼結(jié)構(gòu)工程的現(xiàn)狀
1.鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的可變性
建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中，鋼構(gòu)件材料在安裝或切割、焊接過(guò)程中，并在預(yù)制焊接工程中會(huì)出現(xiàn)尺寸的偏差，再者由于鋼結(jié)構(gòu)隨著承載應(yīng)力的變化而變化，變化存在各種變形，如彎曲，翹曲等安全隱患，在鋼結(jié)構(gòu)工程安裝完成后。常會(huì)發(fā)現(xiàn)柱子的垂直度偏差過(guò)大，軸線位移偏差過(guò)大，安裝標(biāo)高偏差過(guò)大。高層的鋼結(jié)構(gòu)工程中，還會(huì)發(fā)現(xiàn)各層柱間距離不同，梁兩端的頂標(biāo)高不一致等問(wèn)題。這些都會(huì)影響鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量，這些都是鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的可變性。
2.鋼結(jié)構(gòu)工程的復(fù)雜性
由于建筑鋼結(jié)構(gòu)工程因其自身具有跨度大、施工進(jìn)度快、利用空間寬大、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房及跨度要求較大的公共建筑上，我國(guó)現(xiàn)代建筑業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)工程，在建筑業(yè)中如今有很多企業(yè)采用鋼結(jié)構(gòu)工程，但大部分為了優(yōu)化結(jié)構(gòu)、循環(huán)使用、節(jié)約資源、才實(shí)施了新型建筑業(yè)中的鋼結(jié)構(gòu)。在鋼結(jié)構(gòu)廠房中也帶來(lái)了很多安全隱患和缺陷。在鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)中多數(shù)企業(yè)主重推廣鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)而忽視了其自身的安全隱患和缺陷。鋼結(jié)構(gòu)工程產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的分析，鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量難以保證的原因有很多，也很復(fù)雜。
二、建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)
鋼結(jié)構(gòu)的安裝是及其復(fù)雜的，而在鋼結(jié)構(gòu)工程安裝中應(yīng)按以下8各方面進(jìn)行施工：
1.建筑鋼結(jié)構(gòu)工程安裝摩擦型高強(qiáng)螺栓，穿孔時(shí)不得氣割擴(kuò)孔、強(qiáng)行敲打、破壞噴砂摩擦面。
2.建筑鋼結(jié)構(gòu)廠房柱安裝完畢后，頂部必須加蓋板，以防止雨水、雜物掉入柱內(nèi)。
3.在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中，做好鋼結(jié)構(gòu)柱腳的防水措施，預(yù)防地下水從柱腳與樁承臺(tái)接口的薄弱處滲、漏入室內(nèi)。
4.在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中，由于壓鋼板作為樓板的模板具有接縫密實(shí)、不漏水、不吸水的特點(diǎn)，樓板混凝土配合比的坍落度、砂率要嚴(yán)格控制，防止出現(xiàn)由于混凝土初凝時(shí)產(chǎn)生泌水造成混凝土表面強(qiáng)度低而起粉、砂率而產(chǎn)生收縮裂縫等質(zhì)量問(wèn)題。坍落度宜為160mm～200mm，砂率宜為35%～38%。
5.在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中，鋼結(jié)構(gòu)原材料必須有出廠合格證，檢驗(yàn)報(bào)告，保證整個(gè)建筑鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
6.在建筑鋼結(jié)構(gòu)中，全熔透對(duì)接焊縫必須開(kāi)坡口，焊縫必須進(jìn)行100%超聲波檢驗(yàn)，不合格的部位必須打磨重焊。
7.在鋼結(jié)構(gòu)施工中，鋼材下料制作時(shí)必須留有0.7mm/m余熱收縮量。
8.在鋼結(jié)構(gòu)安裝中，低氫型焊條使用前必須烘干，建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中保持干燥。在鋼結(jié)構(gòu)工程安裝時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)安裝直接影響工程的質(zhì)量，所以一定要嚴(yán)格按照工序安裝，按圖安裝，保證鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量。
三、如何提高建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量
（一）提高鋼結(jié)構(gòu)工程施工人員素質(zhì)
為確保鋼結(jié)構(gòu)工程施工過(guò)程中能有一個(gè)良好的，安全的施工環(huán)境，對(duì)施工人員在施工前都要進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)，安全教育，參與鋼結(jié)構(gòu)施工企業(yè)綜合素質(zhì)差距較大，很多施工單位缺乏專業(yè)對(duì)口和相對(duì)穩(wěn)定的施工作業(yè)人員及現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員，并且施工作業(yè)人員的技術(shù)有限，素質(zhì)很低，現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員能力不足，不能很好的做到施工前培訓(xùn)，從而導(dǎo)致施工過(guò)程中管理人員不能很好的進(jìn)行管理，給施工作業(yè)人員不按規(guī)范所要求的施工工藝、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)會(huì)，也造成工程質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的后果。由于現(xiàn)場(chǎng)施工操作型工序產(chǎn)品面較大，采取全面檢查是很難實(shí)現(xiàn)的，但采取抽檢的方法，往往又導(dǎo)致了一些產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題的遺漏。怎樣實(shí)現(xiàn)對(duì)于操作型工序產(chǎn)品成果的全面控制也是一個(gè)較為突出的難點(diǎn)。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工工序產(chǎn)品檢測(cè)出現(xiàn)的偏差是不可避免的，由于工作量較大，糾證偏差的難度系數(shù)及損失比較大，糾正偏差措施的決策也較為困難。在實(shí)踐中，操作型工序出了偏差若不及時(shí)糾正往往會(huì)造成大面積返工，糾證偏差措施的難度及損失比較大，解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵應(yīng)放在事前控制，施工技術(shù)及施工人員的控制及管理及對(duì)施工人員崗前的培訓(xùn)，嚴(yán)格的按照?qǐng)D紙施工。
（二）做好焊接工藝評(píng)定和焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)
進(jìn)行建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接時(shí)，要確實(shí)建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工焊接在焊接前能夠制定一套完善的焊接工藝指導(dǎo)書(shū)來(lái)對(duì)施工中的焊劑、焊材和焊接電流等參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制。同時(shí)，建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接易變形構(gòu)件時(shí)可以通過(guò)嚴(yán)格控制溫度的方法來(lái)進(jìn)行矯正鋼結(jié)構(gòu)工程焊接。在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中如果使用焊劑、焊條和粉芯焊絲，需在鋼結(jié)構(gòu)焊接使用前嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)或相關(guān)工藝文件進(jìn)行烘干。如果在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中某鋼種首次接受焊接，需進(jìn)行焊接工藝評(píng)定同時(shí)制定對(duì)應(yīng)的焊接工藝。為了減少建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接過(guò)程中焊接對(duì)焊材造成的應(yīng)力，需對(duì)鋼材需要焊接的部位進(jìn)行預(yù)熱處理，同時(shí)在焊接過(guò)程中確保焊材能夠隨時(shí)進(jìn)行加熱處理，從而保證建筑鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際操作中能夠一次性焊接一條焊縫。焊接完成后，還需依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊材進(jìn)行后熱處理，從而能保證建筑鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
（三）嚴(yán)把材料關(guān)
鋼結(jié)構(gòu)工程主要使用的材料為鋼材，而在我國(guó)，鋼材的品種繁多，質(zhì)量不一，所以在采購(gòu)鋼材時(shí)，采購(gòu)員一定要有專業(yè)的知識(shí)，對(duì)鋼筋的規(guī)格型號(hào)，化學(xué)成分，力學(xué)性能等都要有一定的了解，鋼材的質(zhì)量對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量及安全起著至關(guān)重要的作用，所以要嚴(yán)把材料關(guān)，提高建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量，對(duì)材料的要求如下：
1.鋼材應(yīng)有屈服強(qiáng)度、延伸率、抗拉強(qiáng)度、和硫、磷含量和碳含量的合格保證。
2.采用的鋼材應(yīng)附有鋼材的質(zhì)量證明書(shū)、品種、規(guī)格、性能應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)文件要求，化學(xué)成分符合要求。
3.鋼材表面質(zhì)量除應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)工程施工的具體要求。
（四）建筑鋼結(jié)構(gòu)緊固件連接的質(zhì)量控制
建筑鋼結(jié)構(gòu)緊固件連接的質(zhì)量控制可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：首先建筑鋼結(jié)構(gòu)連接件本身的質(zhì)量要符合國(guó)家對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，為了確保建筑鋼結(jié)構(gòu)連接件的質(zhì)量，需在實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)工程安裝之前對(duì)連接件進(jìn)行高強(qiáng)性的螺栓摩擦面的抗滑移系數(shù)實(shí)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上對(duì)鋼結(jié)構(gòu)螺栓的螺栓批號(hào)、出場(chǎng)證明等進(jìn)行仔細(xì)檢查，符合要求才可使用；其次利用剛強(qiáng)性螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)體時(shí)需確保摩擦面的加工質(zhì)量，盡量減少摩擦面的污染和銹蝕，只有這樣才能夠保證摩擦面的抗滑移系數(shù)；還有就是建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝高強(qiáng)性螺栓時(shí)必須是自由穿入，不能通過(guò)敲打和擴(kuò)張的方式進(jìn)行螺栓固定，有效的控制建筑鋼結(jié)構(gòu)緊固件連接的質(zhì)量，從而能保證整個(gè)建筑工程的質(zhì)量。
結(jié)束語(yǔ)
總之，建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工在我國(guó)仍然處于起步階段，但是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，建筑鋼構(gòu)件建筑材料的性能優(yōu)勢(shì)必將顯現(xiàn)出來(lái)，而其在高層建筑中的應(yīng)用范圍也會(huì)越來(lái)越廣泛。在利用建筑鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行施工時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)施工控制鋼結(jié)構(gòu)工程管理，做好鋼結(jié)構(gòu)工程的施工的技術(shù)管理和質(zhì)量管理。
參考文獻(xiàn)：
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中圖分類號(hào)：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1、工程概況
本工程建筑物地上為5層，地下一層地下室，建筑物總高度44.4m；本工程采用預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。樓面框架主梁采用后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力。地下室層高 6.20m，一層層高為 8.00m，二、三層層高為8.50m，四、五層層高為 7.00m，其模板體系為高支模體系，因架體較高，荷載較大，對(duì)支模體系要求較高，必須采取專項(xiàng)措施。
2、高大模板支撐體系設(shè)計(jì)
模板面板均采用18mm厚多層夾板，采用50mm×100mm木枋，長(zhǎng)2000mm；支撐體系中的立桿、水平縱橫拉桿、掃地桿、剪刀撐均選用準(zhǔn)48×3.5mm鋼管，采用穿梁對(duì)拉螺栓。
2.1梁模板體系設(shè)計(jì)
2.1.1截面大于800×1100梁模板體系設(shè)計(jì)
采用扣件式鋼管架進(jìn)行支撐，梁底采用50mm×100mm木枋，平行于梁截面布置間距200mm，梁底設(shè)承重立桿根數(shù)：4，梁中立桿上主楞為鋼管，中立桿頂端采用可調(diào)頂托，梁兩側(cè)各設(shè)一根立桿，梁兩側(cè)立桿頂端采用雙扣件。每排支撐立桿沿梁跨度方向的排距為 500mm，支撐腳手架步距1500mm。
2.1.2截面小于800×1100梁模板體系設(shè)計(jì)
同樣采用扣件式鋼管架進(jìn)行支撐，梁底采用50mm×100mm木枋，平行于梁截面布置間距200mm，梁底設(shè)承重立桿根數(shù)：2，梁中立桿上主楞為鋼管，中立桿頂端采用可調(diào)頂托，梁兩側(cè)各設(shè)一根立桿，梁兩側(cè)立桿頂端采用雙扣件。每排支撐立桿沿梁跨度方向的排距為 800mm。支撐腳手架步距1500mm。
2.2剪刀撐布置
在支架四邊、主梁底兩側(cè)與中間每隔四排支架立桿設(shè)置一道縱向剪刀撐，由底至頂連續(xù)布置。在支架兩端及中間每隔四排立桿從頂層開(kāi)始向下每隔2步設(shè)置一道水平剪刀撐。所有鋼管連接均采用配套扣件連接。
3、模板施工方法
3.1鋼管架系統(tǒng)支撐安裝
支撐體系搭設(shè)前應(yīng)按方案圖進(jìn)行放線，做出樣板單元，經(jīng)驗(yàn)收合格后方可繼續(xù)搭設(shè)。搭設(shè)過(guò)程中，嚴(yán)禁集中超負(fù)荷堆放鋼筋、機(jī)械設(shè)備及其他材料，防止物體墜落及支撐體系局部坍塌。
高支模采用鋼管扣件式支撐系統(tǒng)，鋼管使用前要調(diào)直，保證支模的平整度，腳手架支撐支設(shè)前，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)交底。對(duì)各層樓面進(jìn)行清理干凈，不得有雜物。鋼管支模架的搭設(shè)應(yīng)根據(jù)軸線統(tǒng)一規(guī)劃，為保證現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中的觀感，要求鋼管立桿縱橫應(yīng)通線，水平桿應(yīng)高低一致。立桿在梁兩側(cè)的間距可適當(dāng)縮小。同時(shí)，支模架搭設(shè)必須要注意不能加大間距，立桿必須在同一垂直線，水平方向縱橫成線。立桿底部支承結(jié)構(gòu)必須具有支承上層荷載的能力。同時(shí)必須設(shè)水平支撐和剪刀撐，剪刀撐應(yīng)縱橫兩個(gè)方向設(shè)置，剪刀撐順主梁方向搭設(shè)，兩個(gè)剪刀撐中留一個(gè)空擋，每組剪刀撐斜桿與地面夾角在45～6°之間，剪刀撐斜桿應(yīng)盡量與立桿進(jìn)行連接，底部斜桿的下端應(yīng)置于墊板上，嚴(yán)禁懸空，剪刀撐斜桿的連接均采用搭接，搭接長(zhǎng)度不小于0.5m，設(shè)置2個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件。
3.2梁、板模板安裝
梁模板的安裝先在柱上彈出軸線、梁位置線和水平控制標(biāo)高線，按設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整腳手架可調(diào)頂托的標(biāo)高，將其調(diào)至預(yù)定的高度，然后在可調(diào)頂托的托板上安放鋼管。固定鋼管后在其上安裝梁底龍骨。為了防止梁身不平直、梁底不平及下?lián)稀⒘簜?cè)模爆模、局部模板嵌入柱梁間，拆除困難的現(xiàn)象，應(yīng)采取相應(yīng)措施，將梁模與柱模連接處，下料尺寸一般應(yīng)略為縮短。梁側(cè)模必須有壓腳板、斜撐，拉線通直將梁側(cè)模釘固。
3.3樓面模板的安裝
首先拉通線，然后調(diào)整腳手架可調(diào)頂托的標(biāo)高，將其調(diào)到預(yù)定的高度，在可調(diào)頂托托板上架設(shè)鋼管作托梁，托梁固定后架設(shè)橫楞，然后在橫楞上安裝膠合板模板。鋪膠合板時(shí)，可從四周鋪起，在中間收口。模板支撐組裝完畢后應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)收檢查，檢查鋼管架設(shè)置情況是否按規(guī)定搭設(shè)；交叉支撐、縱橫桿、掃地桿及斜撐等配置情況，以及托頂螺旋桿伸出長(zhǎng)度。
4、模板質(zhì)量要求及保證措施
按設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整支柱的標(biāo)高，然后安裝梁底板，并拉線找直，當(dāng)梁跨度≥4m，梁底板起拱，設(shè)計(jì)無(wú)要求，起拱高度為全跨度的1～3‰。安裝后校正梁中線、標(biāo)高、斷面尺寸，同時(shí)將梁模板內(nèi)雜物清理干凈。當(dāng)梁高大于700mm時(shí)，要保證在樓面以下350處梁上加一道對(duì)拉螺栓。模板工程安裝完成后及時(shí)進(jìn)行技術(shù)復(fù)核與分項(xiàng)工程質(zhì)量檢查，確保軸線、標(biāo)高與截面尺寸準(zhǔn)確。要求模板及其支架必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。模板接縫應(yīng)全部采用膠帶紙粘貼，模板與混凝土的接觸面應(yīng)清理干凈并涂刷隔離劑。模板安裝的允許偏差及檢驗(yàn)方法如表3所示。
5、模板工程拆模要點(diǎn)
支撐系統(tǒng)的水平縱橫桿、剪力撐等不得隨意拆除。拆除每層支撐及模板前，應(yīng)將該層混凝土試件送試驗(yàn)檢測(cè)，當(dāng)試塊達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度后，并確認(rèn)不再需要時(shí)方可拆除。高支模拆除前，外腳手架與建筑物邊設(shè)安全平網(wǎng)，預(yù)防物體高處墜落事故發(fā)生。側(cè)模拆除時(shí)的混凝土應(yīng)能保證其表面及棱角不受損傷。拆除時(shí)應(yīng)逐塊拆卸，不得成片松動(dòng)、撬落或拉倒。同時(shí)，嚴(yán)禁站在懸臂結(jié)構(gòu)上面敲拆底模。模板拆除時(shí)，不應(yīng)對(duì)樓層形成沖擊荷載，拆除的模板和支架宜分散堆放并及時(shí)清運(yùn)，嚴(yán)格控制模板及其支架拆除的順序。
6、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，隨著城市建設(shè)用地的日趨緊張和城市現(xiàn)代化的發(fā)展，建筑功能日趨復(fù)雜，高層和大跨度建筑越來(lái)越多，高大模板已在建筑施工過(guò)程中被廣泛應(yīng)用。高大模板支撐體系是指建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土構(gòu)建模板支撐高度超過(guò)8m，或搭設(shè)跨度超過(guò)18m，或施工總荷載大于15kN/m2，或集中線荷載大于20kN/m2的模板支撐系統(tǒng)。高大模板工程施工較為復(fù)雜，其施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響工程的整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量和施工安全，因此，如何控制高大模板工程施工質(zhì)量和安全問(wèn)題，就成為了廣大建筑業(yè)同行應(yīng)該廣泛關(guān)注的問(wèn)題。本文通過(guò)工程實(shí)例探討了建筑高大模板工程施工技術(shù)工藝，并從中提出了相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，以達(dá)到高大模板工程施工的順利實(shí)施。
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