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大跨度钢结构的主要结构形式和施工方法

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-09-18 1:46:50 * 浏览: 3
在大跨度钢结构中,钢结构的支撑点越分散,对布局和空间组合的约束越强,相反,钢结构的支撑点越集中,其柔韧性就越大。本文分析了各种大跨度空间的钢结构,并讨论了其钢结构类型体系,以吸引他人并启发他人。 2大跨度钢结构的主要结构形式2.1网格结构通过多个节点按照一定的规则几何图形通过节点连接。空间结构称为栅格结构,双层或多层平板栅格结构称为栅格结构或栅格。它通常由钢管或型钢材料制成。主要形式包括:(1)由平面桁架组成的网格结构;(2)由四角锥组成的网格结构;(3)由三棱锥组成的网格结构;(4)由六角锥组成的网格结构。网格结构的主要特点是空间工作,传递力的简便方法,重量轻,刚度高,抗震性能好,结构和安装简单,网格构件和节点易于成型,商业化并且可以批量生产。在工厂生产。有利于提高生产效率,网格布局灵活,屋顶平坦,有利于吊顶,管道和设备的安装,网格的建筑造型轻巧,美观,大方。便于施工加工和装饰。 2.2网状壳结构曲面形网格结构称为网状壳结构,它分为单层网状壳和双层网状壳。网壳的主要材料是钢网壳,木网壳,钢筋混凝土网壳等。主要结构形式为球形网状壳,双曲型网壳,圆柱形网状壳,双曲抛物型网壳等。网状壳结构具有杆系统结构和薄壳结构的主要特征。杆比较简单,受力也比较合理,结构刚性大,跨度大,可以组装成小零件的大空间,可以使用小零件和连接节点。工厂,安装简便,不需要大型机械设备,综合经济指标良好,形状丰富多彩,无论是建筑平面还是空间表面形状,都可以根据需要任意选择创意要求。 2.3膜结构膜结构,也称为织物结构,是20世纪中叶开发的一种新型的大跨度空间结构。它使用具有优异性能的柔软织物作为材料,膜表面由膜中的气压支撑,或者使用柔性钢缆或刚性支撑结构使膜产生一定的预应力,从而形成结构体系具有一定的刚性,并覆盖很大的空间。主要结构形式为气浮膜结构,拉伸膜结构,骨架支撑膜结构等。膜结构的主要特点是重量轻,跨度大,建筑造型自由丰富,施工方便,经济效益好,安全性高,透光性和自组装性好,耐久性差。 2.4悬索结构悬索结构是一种结构系统,由可张紧的电缆作为基本的承载组件,并按一定的规则布置。悬索屋顶结构通常由悬索系统,屋顶系统和支撑系统组成。它包括三个部分。结构形式主要包括:单向单层悬索结构,径向单层悬索结构,双向单层悬索结构,单向双层预应力悬索结构,径向预应力悬索结构和两层方式双层预应力电缆结构。应力悬挂电缆结构,预应力电缆网悬挂电缆结构的应力特性是仅电缆的轴向张力可用来抵抗外部载荷的作用。结构中没有弯曲和剪切作用,可以充分利用钢的强度,悬索结构形式多样,布置灵活。并能适应多种建筑平面,由于钢缆重量轻,屋顶结构较轻,安装不需要大型起重设备,但悬挂缆线结构的分析和设计理论更多比常规结构复杂,这限制了它的广泛应用。 2.5薄壳结构construction建筑工程中的壳结构大多为薄壳结构(学术上,满足t / Rle的壳即1/20定义为薄壳)。薄壳结构按表面形态可分为旋转壳和活动壳,根据建筑材料可分为钢筋混凝土壳,砖壳,钢壳和复合材料壳。外壳结构具有很好的承重性能,并且可以承受较小厚度的相当大的载荷。壳结构的强度和刚度主要基于其几何形状的合理性。直接压缩材料以替代弯曲内力,从而充分发挥材料的潜力。因此,壳体结构是一种经济合理的结构形式,具有高强度,高刚性和节省材料的优点。 3大跨度空间结构的常用建造方法3.1高空原位装配法高空原位装配法是指杆和节点在结构设计位置上的直接装配。为了确保大跨度空间结构的安全性,通常会临时搭建该结构。使用支撑物来改善结构的机械性能。结构安装完成后,将临时支撑物卸下,以使结构达到设计状态。提供临时支撑结构使得高空现场组装方法被广泛使用。高空原位装配法是复杂和大跨度空间结构的建造和安装的基础。其他构造方法也从该方法发展而来。根据支架的不同,高空现场组装方法可分为全支架安装法(全屋脚手架法)和轮胎架安装法。全支架安装方法是使用脚手架,根据结构的表面形状和高度在空中完成结构的整体组装。它适用于高度和跨度不是很大的博物馆式结构。优点是结构灵活,回收率高。很容易控制坐标。缺点是脚手架的使用量相对较大,并且施工过程中的不安全因素增加。与后一种轮胎架安装方法相比,它不安全,但更经济,该轮胎架安装方法是根据结构特点设计一种脚手架状的框架结构作为建筑物的支撑系统。适用于高高度,大跨度和自重的大跨度空间,现场结构。优点是轮胎框架结构形式多样,结构安全,坐标准确。缺点是回收率低,浪费严重。 3.2就地滑动法就地滑动法是指将分隔杆通过特定的轨道滑至设计位置,然后将其拼接成整体的安装方法。此方法适用于施工地点不利的区域,并且所构造结构的建筑平面大多为规则的多边形或开放式运动场。尽管采用这种方法可以缩短工期,大大缩短工期,但仍然存在一些困难,例如如何选择滑轨和如何控制滑移速度。 3.3整体吊装安装方法整体吊装安装方法是使用举升设备将结构举升到预期位置然后安装的方法。它主要用于单层或多层网壳屋顶结构的建筑中。这种施工方法的最大优点是可以节省大量的临时支护,施工周期相对较短。相应的施工困难是抓紧起吊点和控制凸起的网壳结构的应力。整体提升安装方法是对空间现场组装方法的补充,通常与其他几种方法结合使用。 3.4整体张紧方法整体张紧方法是一种使用一定数量的液压千斤顶同时将电缆张紧到合理高度的施工方法,特别适合于大型电缆和膜结构的安装。该施工方法技术含量高,科学性好,操作方便,易于控制,大大减少了工人的工作量和施工成本。因此,这种灵活的施工方法用于电缆和膜结构的施工。这是非常合理和可行的。 3.5网壳结构的外部扩展方法网壳结构的外部扩展方法是新的施工技术之一。具体方法是先在地面上组装网状壳的中间部分,将其升高到一定高度,然后拼接周围的网状壳的一部分,然后提起拼接的网状壳,然后重复此过程直到网状壳结构完全组装好为止。这种施工方法可以节省大量的临时支撑,易于保证施工质量。由于大量的组装是在地面上进行的,因此安全性相对较好。鉴于上述优点,网状壳结构的外部膨胀方法在大跨度空间钢结构的建筑中受到越来越多的关注。 3.6悬臂安装方法悬臂安装方法是先将小型设备拼接在地面上,然后直接使用起重设备将其吊起至设计位置进行组装。它适用于较小且不太复杂的空间结构。悬臂安装方式可以减少临时支撑的数量,达到降低成本的目的,但是安全性差,不能保证施工质量,并且可能产生较大的二次应力。由于所安装部件的稳定性直接影响后面的杆的安装,因此要求所安装的结构单元在几何上不变,具有足够的刚度,并且相对于设计位置基本上没有变形。这要求该结构被悬挂。在安装即装方法之前,应对结构进行模拟和分析,并采取保护措施以消除不利影响。 4结论大跨度空间结构通常是一个国家或地区建筑技术水平的重要指标。国内对大跨度空间结构的研究也有近40年的历史。从网格,网状壳到悬架结构,有大量的工程应用,并且已经建造了许多体育场,例如北京亚运会和天津的体育场。许多大跨度的飞机库,例如首都机场机库建于市体育馆,哈尔滨速滑体育场以及2008年北京奥运会的主要场馆。但是,国内的大跨度空间结构与国外之间仍然存在差距。例如,跨度仍然很小,悬索结构的发展缓慢,膜结构和张紧的整体结构还处于起步阶段。同时,建筑建模和结构概念仍然相对单调。在施工技术上,尽管常用的施工方法变得越来越成熟,但是随着空间结构形式的越来越特殊,迫切需要一些新的安装方法来解决这些问题。更多关于关于大跨度钢结构的最新技术文章:合理设计大跨度钢结构应采取的措施