大跨度结构建筑工程实例范文1
关键词：大跨度钢结构；跨度；宽度
引 言
在工程建设上，对于大跨度刚的定义是指跨度超过60m的钢架结构。随着社会的城市化进程的加快，大跨刚的结构也变得多种多样，目前用于建筑上的就有钢管形、树枝形、织物形和开合屋盖结构等等非常成熟的结构，面对如此众多的空间结构给了建筑师宽广的设计空间，从而使成型的建筑物外形美观，结构合理以及各种设备的安装都变得比较方便，提高人们的生活质量。特别是目前许多建筑设计师开始采用多种结构组合而成的新的结构来设计建筑物，因为这种新的结构在组合的过程中不同结构可以扬长避短，从而优化整个大跨钢结构的承重受力性能。另外值得提出的许多国内外专家都在尝试将预应力技术应用到具有张力特点和框架特点的大跨度钢结构中去，具有一系列的优点，例如建筑结构受力均匀，刚性强度硬和搭建安装便利等。相信大跨度钢结构的发展和应用将使我国现代化进程的速度提高，从而能较快的实现祖国的四个现代化进程。
1 大跨度钢选型的主要参考因素
1.1 设计的尺寸变量因素
大跨度刚结构的尺寸变量因素主要是跨度和宽度，这两个变量都是建筑物的空间结构的定位指标，而且目前人们的生活条件越来越好，对建筑物宽敞的空间结构的追求越来越强烈，从而促进了大跨空间刚结构的发展，形成了多种不同的结构形式，而且这些结构应用在建筑上都取得了不错的效果。但是，这些不同种类的大跨度刚结构所要求的跨度也不尽相同，一旦盲目的采用统一的跨度，将使钢结构的承受力不均匀和刚度性能下降等严重的建筑问题，所以针对不同结构的大跨钢合理选择合适跨度变得非常重要，严格把关。不同的大跨钢结构形式都有一个共同的特点，就是都是在承受负荷的作用下在空间中受力来支撑上层的重量和自身的重量，所以大跨钢结构的长度也是一个非常重要因素，直接影响到结构的受力是否合理。
1.2 大跨钢结构的使用功能
建筑设计师在设计大跨度空间钢结构时需要考虑的问题有两方面，一方面是建筑物设计的各种指标，即是否能达到预期的采光和通风要求，另外在北方进行建筑作业时还要考虑到保温和隔热等要求。具体的来讲，采光量的大小和通风性的好坏都与大跨钢的结构有很大的关系，并且可以通过合理改变其结构而得到，保温和隔热直接影响到人的健康，需要合理考虑。另一方面就是美观和协调，即大跨钢结构对于整个建筑物是否美观及和周围的环境是否很好的融洽。
1.3 大跨钢的承重类型
众所周知，只有建筑物具有足够强的承重能力，才不会出现垮塌的危险，直接危及人们的生命和财产安全，所以选择大跨钢结构时，要明确了解该建筑物所承受的荷载的种类，常见的荷负载有风荷载，雪荷载和自身荷载等等，针对我国的地理位置的特点，还需要考虑地震荷载。
1.4 大跨钢的平面形状
受力的均匀性是进行大跨钢结构的建筑物设计时必须考虑的因素，受力的不均匀和平面形状设计的不合理将直接影响到建筑物的质量和寿命，所以对平面形状的选择对于大跨钢结构的选型变得非常重要，而目前大跨钢结构常用的平面形状分为两类，一类是规则形状，例如矩形，圆形等等；另一类是组合形状，即几种形状组合在一起。举例说明，当大跨钢结构采用矩形形状时，这时钢结构采用柱面网壳，将使其自身的受力变得比较均匀，当为圆形时选择充气式薄膜结构能满足受力均匀的特点。
2 大跨度钢施工安装技术
2.1 整体作业法
整体作业法主要指整体吊装法和整体顶升法，虽然两者都是整体作业，但是各自的工作过程不一样，整体吊装是指在地面就完成大跨钢结构的组合装，然后采用大型的建筑设备整体吊装到规定的高度位置上，最后固定的方法，如图1所示，哈尔滨体育会展中心就是的钢屋盖结构的施工就是采用整体吊装的形式。而整体顶升法是指利用千斤顶将大跨度钢结构顶升到规定的位置的一种作业方法，如图2所示。从两者的特点来看，整体吊装的特点是组装方便，在地下作业就行，缺点是成本太高，需要大型设备，而且地下所占的空间大，减缓施工速度。
2.2 分条安装法
分条安装法主要是将大跨钢结构按照规定的图纸在地下切割成一块块零散的单元，主要以条或块为单位，然后通过起重机将这些单元送到指定位置后再进行组装的一种作业方法。但是在使用这种方法进行大跨钢结构安装时需要考虑几个方面，即在指定位置组装时要注意每个不同单元的受力改变情况，一般都比较小，还需要考虑提拉设备的负荷承受强度，不然将出现重大人身伤亡事故。该方法的优点是地面作业多，高空作业相对少，可以提高大跨钢结构的质量，用于大跨钢在建筑上的架构成本也非常低。
2.3 高空滑移法
高空滑移法同分条安装一样，都需要先对大跨钢结构进行分割，但只是以条形结构为基本单元，然后通过铺设好的轨道将这些条形单元由轨道的一端移动到指定位置的方法。由于条形结构的一致性，这些基本单元非常方便拼接成大跨度的空间刚结构。深圳机场扩建航站楼就是采用的就是滑移的方法，在高空进行组装，使用三点牵拉，同步横向滑移，跨度为135m。目前有两种方法来实现运送大跨钢结构，一种是将条形单元滑移到指定的位置进行安装，再在空中进行焊接如图3所示，另一种是在轨道上相邻的条形单元之间间隔一定的举例进行滑移，从而实现连接如图4所示。
2.4 高空散装法
高空散装法将大跨钢结构需要弄到的各种元件，包括各种固定件和支架等，直接运送到高空指定的位置进行组装。工程上有两种作业方式，一种是将一个个分散的元件进行拼装，另一种是采用部分拼接好的单元在高空进行拼装。采用这种方法的优点是不需要焊接固定，只需要用固定件来进行连接即可，所以常用于不需要焊接的大跨钢结构中，例如网架和网壳等。但也有一个严重的缺点，就是高空工程量太大，需要的连接架很多。
3 建筑施工中多大跨度刚结构作业需要考虑的问题
要将大跨度钢结构成功的应用到建筑物的设计中需要一套比较成熟的施工技术，因为没有可靠的建筑施工这个环节，就像有米无锅，所以设计一套完善的应对大跨钢结构的施工方案才能保证建筑施工的顺利进行。特别是面对越来越复杂的大跨钢结构，要将它应用到建筑物中单独靠现在的施工技术是不行的，所以在施工方面也需要加以改进和完善，设计出科学合理的施工方案来。通过对建筑施工技术的当前应用研究，觉得应用于大跨钢结构和复杂的建筑物的施工技术可以通过对下面两个方面进行考虑，一方面是采用先进的电子仪器技术对建筑各方面的情况进行监控，保证建筑工人的人身安全，同时引进大型的自动化设备对建筑物的各种材料和转移进行精确的操作，提高施工速度和实现建筑物的标准化。另一方面采用更加先进的安装方法，或者综合几种安装方法来实现大跨钢结构的组装和拼接，改善目前安装工序的质量。
4 结 语
对于大跨度空间钢结构来说，设计数学模型的好坏跟相应参考的因素息息相关，若参考的因素过于简单，对大跨空间钢的选型将存在很大的误差，若考虑的过于复杂，会加大模型的难度，所以需要针对大跨钢结构在建筑中所起的作用和自身所受的阻力来进行客观的考虑，才能正确的选择大跨钢结构。本文先分析了大跨钢结构的特点和类型，然后就大跨钢结构选型，从实际出发，提出需要参考的主要因素，最后列举了现代施工过程中常见的安装技术，同时就安装的现状提出了对于建筑施工的几点改进意见。
参考文献
[1]杨桢.我国大跨空间钢结构应用发展的主要特点[J].林业科技情报，2011，04：44～45.
大跨度结构建筑工程实例范文2
关键词：空心板 预应力 经济性分析
中图分类号：TU74文献标识码：A
引言 工业与民用建筑体系中混凝土楼盖结构根据跨度大小通常采用的结构形式普通钢筋混凝土实心平板和梁板结构，但受钢筋和混凝土材料力学性能的影响，普通钢筋混凝土实心平板的跨度一般都很小，而梁板结构形式虽然能够实现各种更大柱网的楼盖设计，但会形成不规则的纵横交错的梁格式天花板效果，而且当柱距很大时，梁高过大使建筑物净高受到很大影响。随着社会的发展，人们的物质及精神需求在不断的提高，业主对建筑风格、空间布局、生活及工作环境的要求也在不断提高，往往希望建筑物具有大柱网、大开间、大空间和平整的天棚效果。并且可通过布置隔墙，灵活调整建筑格局，以适应建筑功能日益复杂化的趋势。同时建筑企业总是要尽量降低建筑高度，降低工程造价。传统的梁板结构和实心板结构已不能很好的适应这种大柱距、大跨度的需求。
为满足人们对建筑空间的需求，当前采用的大跨度平板结构形式通常有后张无粘结预应力实心平板结构和现浇混凝土模壳空心楼板结构体系，这两种结构形式已经越来越多地应用于实际工程。本文将通过工程实例对两种楼盖结构进行经济性分析。
一、后张无粘结预应力实心平板结构：
后张无粘结预应力实心平板结构就是在构件使用（加载）以前，将无粘结高强钢绞线沿受弯拉方向预先进行张拉，张拉后钢绞线锚固在混凝土上，即在混凝土的受拉区内，利用钢绞线的回缩力，使混凝土受拉区预先受压力，通过控制预压应力大小，可以保证预应力楼板在承受设计弯曲荷载时，首先抵消受拉区混凝土中的预压应力，然后随荷载增加，才使混凝土受拉或混凝土受拉区基本不产生拉应力，延缓裂缝出现或不出现裂缝，从而大幅度提高板的承载能力。预应力技术充分利用了混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的特性，材料使用上扬长避短，大大拓宽这种复合工程材料应用范围，能够实现大跨度钢筋混凝土楼板结构的设计，目前已经在大量需大空间的工业与民用建筑中广泛应用。
通过多年的应用实践，后张无粘结预应力实心楼板有如下特点：
1.结构构造简单，由于无主次梁的限制，支撑构件布置较灵活，模板支设、钢筋绑扎等施工安全方便。
2.预应力实心楼板由于充分利用了高强钢筋及高强混凝土各自性能，厚度较普通混凝土楼板及模壳空心楼板明显减小，板厚通常为1/40~1/45短向跨度，楼面双向板可达到1/50短向跨度.因此在层高不变的情况下，建筑净高增加，相应增加使用空间，或者在满足净高的情况下可使建筑层高减小，整体结构自重减轻，结构中竖向受力构件及基础可相应的减小，使有效空间充分利用，综合造价降低。特别是在地下室中降低层高后,对土方开挖量、边坡基坑支护、地下室外墙配筋、地下室底板配筋、防水抗渗等级变化等节约费用十分明显。
3.使用无粘结预应力实心板结构，房间中无主次梁，可得到平整的天花板效果，方便设备安装及建筑装修，尤其在有自动喷淋消防系统中，可大量节约水电设施费用。
4. 后张无粘结预应力实心楼板混凝土整体浇筑，结构整体性好；建筑自重降低，使地震力减小，抗震性好；因此，在钢筋混凝土楼板中采用无粘结预应力实心平板结构，不仅技术可行，而且经济合理。
5.现浇无粘结预应力实心楼板由于需要待混凝土达到一定强度后进行预应力钢筋张拉，张拉完成后才能拆模。因此存在着模板周转率偏低的缺点。
二、现浇空心楼板体系
现浇砼空心楼盖结构是近年来推广使用的一种新兴工艺, 它是在传统的建筑结构形式中，将空心高强薄壁管或轻质实心模壳埋入实心板内，并按一定方向排列，经现场浇筑混凝土而在楼板中形成空腔的楼盖。通过在板内形成永久性孔芯,获得较大的空心率以减轻结构自重，代替了传统的普通钢筋混凝土梁板结构体系，已经在实际工程中得到广泛应用,尤其是公共建筑、商业建筑、工业建筑等需要大开间的建筑中应用较多并也获得了良好的使用功能。
现浇混凝土空心楼板技术特点：
1. 现浇混凝土空心楼板适用于大跨度、大荷载和大空间的多层和高层建筑， 隔墙可以任意布置分隔,适合需随时变更空间布置的建筑。经济跨度在8m~12m，板厚一般可取为1/30~1/35L，L为板的短向跨度，空心率宜为30%~50%。
2.现浇混凝土空心板体系同样具有平整的天花效果，可节省设备安装及建筑装饰费用。
3.现浇混凝土空心板使用轻质泡沫板（或者叫泡沫空心管）是一种新型轻质建筑材料，其自重远小于混凝土重量。在板厚相同的情况下，可减轻楼板自重。另外由于板中存在较大的空隙，空心楼板的隔音、隔热、保温性能均优于实心板。
4.但对于同等跨度的板块，模壳空心板由于板中放置了空心模块，板厚远大于预应力实心板板厚，通常折算后的实体混凝土板厚和预应力板厚相当甚至厚与预应力板厚，因此不利于减小竖向荷载及对建筑高度的控制。
三、两种楼板结构的经济性对比分析
本文通过长春市65370部队宿舍楼屋面板为例，该工程共五层砌体结构，在顶层为获得宽敞的使用空间而减少了部分横墙，建筑层高3.6M，结构设计为满足建筑净空要求及获得平整的天花效果，在横墙减少部分不设横梁，而采用大跨度平板体系，现以一块7.8mX13.8m不上人屋面板为参考，在荷载相同的条件下（屋面恒载3.0KN/m2 ,屋面活荷载0.7KN/m2）分别采用现浇混凝土模壳空心板体系及现浇无粘结预应力混凝土实心板两种结构形式进行设计。并对两种结构进行了经济性比较分析如下表：
方案一，采用180mm厚现浇无粘结预应力实心平板，内配32根无粘结预应力钢筋及其他普通钢筋共同承担荷载，结构布置如图一。
方案二，采用250mm厚现浇模壳空心平板，折算实体混凝土厚度160mm，板内布置500X500X170mm轻质模块，空心率36.5%，结构布置如图二。
图一 预应力实心板配筋图图二 模壳空心板配筋图
分析两种结构配筋图，进行结构材料用量及经济性分析如表1
表1每平米结构材料造价比较表
从表一的材料造价分析可以看出，大跨度屋面平板结构采用无粘结预应力实心板结构与采用现浇空心平板结构相比，每平方米的结构材料造价可以降低110元左右。
大跨度结构建筑工程实例范文3
关键词：大跨度；建筑；钢筋混凝土；桁架；施工技术
同普通的框架梁施工技术相比，大跨度的钢筋混凝土桁架施工技术具有一定的优势，也更具有一定的施工难度，在结构的配筋上更加密实，支架的节点更多，多施工技术的要求也更高。但是，这种施工技术也更能发挥出建筑的功能，增加建筑结构的使用价值。下面以具体的实例介绍一下其主要的施工技术。
1 工程简介
某建筑工程的结构采用钢网架的施工技术，主体部分则用钢筋混凝土的框架结构施工，其结构框架的抗震等级为二级，而剪力墙的抗震等级是一级。在这个演播厅中，多功能厅和观众厅的交接梁处的台口梁是预应力钢筋混凝土的单片桁架，并且以两侧的柱为主要支点，跨度值为36.6m，其中，第一道梁和地下室的底板面的距离为20.6m，梁的高度为23.7m。整个建筑结构中由四道桁架梁、三根立柱和两道交叉梁共同组成。具体结构如图1。
这个台口梁施工的主要难点有三个方面：一是整体结构的施工为多层式、大跨度的钢筋混凝土桁架。二是整体的桁架都是钢筋混凝土结构，它们的之间的跨度比较大、自重大、高度也比较高，而且周边没有梁板结构，处于单片结构的形式。在施工的过程中要支设结构的支撑体系以保证桁架能安全施工，施工结束后还要在保证桁架的质量情况下将支架安全拆除。三是在架构的两侧都设置了“米”字形的预应力钢绞线。
2 模板的支撑体系
这个桁架结构的梁跨度和自重都比较大，施工前要先利用有限元的分析软件来建立一个结构模型，按照模型去模拟一下施工时各个模板支撑体系的受力情况。然后找出桁架中受力情况最不好的杆件，再去对比同一种杆件再不同模型下的受力情况，一定要保证支撑体系能发挥出最大的应力比。在模拟施工中，经过仔细对比计算，确定了施工时所用的钢管型号，钢管的直径为426mm，而壁厚为10mm，以此来用作立柱，形成一个水平的支撑体系。
2.1 支撑体系的架体构造
具体的支撑构造体系见图2。利用预埋钢板支撑好每层的梁和柱之后，要将混凝土的梁和柱同架体连接上，来增加桁架的稳定性，其中钢梁和钢柱之间要通过焊接来固定。架体两侧则要用48×3.5型号的钢管去做防护，立杆的纵向间距为1000mm，横向间距为1500mm，每一层都要从钢梁上进行搭设，并在两侧挂上立网，将水平安全网设置好。
2.2 搭设和拆除支撑体系
2.2.1 搭设。在台口桁架梁施工阶段，是采用分层和分阶段的浇筑方式进行施工，而支撑体系则是要跟随台口桁架梁施工的进度进行分层搭设。浇筑完台口桁架梁的下层梁柱之后，上层梁在搭设模板和支撑的时候，就要对下层梁柱的浇筑混凝土强度就要逐渐增加，要确保上层梁在浇筑的时候，下层梁混凝土的强度达到了相应的强度。在浇筑完每层梁柱之后，进行预埋钢板的施工，使混凝土梁的刚性和支撑架连接为一个整体，这样能增强支架的稳定性，实现支撑体系和浇筑之后的下层梁柱共同承担上部结构所传递的荷载力度。
2.2.2 拆除。对钢架结构的支撑体系进行拆除时，支撑体系所承担的荷载要逐渐由主体结构来承担，使多个支撑点的台口梁钢筋混凝土结构转变为大跨度的两端支撑体系。在这个转变的过程中，主体结构的重力分布是随着支撑拆除的进行而转变的，一直到所有的支撑体系都拆除掉，主体的结构才正式进入受力状态。在拆除支撑的时候要保证主体结构的位移和内力变化都平稳协调，而且主体结构内部的杆件应力范围在控制好，避免出现位移过大的情况，使结构失去稳定性，或者冲击力遭到破坏，要保证安全的拆除掉支撑体系。
3 预应力施工的关键点
预应力桁架梁为有粘结预应力梁，采用后张法施工，两端张拉。由于本预应力桁架梁为竖向构件，为方便张拉，须将张拉端设置在梁侧面；由于该梁内部钢筋较多，所以需要在支完一侧模板时，就弹出波纹管的位置，以保证当预应力筋与普通钢筋或其他管线位置冲突时，预应力筋的位置保持不变。其关键步骤主要为：（1）铺设梁底模、一侧模板及绑扎非预应力钢筋。（2）支架焊接及金属波纹管固定。（3）安装下部张拉端并设置排气孔。为防止张拉端过密集中，张拉时梁局压应力过大，将张拉端在梁上下两侧各布置3个。每个张拉端上均设有灌浆孔，且每个张拉端位置处设置一个排气孔。
4 挠度监测
4.1 测点的布置
百分表测点布置在一层梁与立杆交接位置的两侧。测点位置事先用建筑胶把木块和玻璃层与底层梁粘结牢固作为百分表的测量端，另用钢管与两端钢柱支撑焊接牢固，作为百分表的固定支座端。
4.2 监控数据
在拆卸过程中，要求每完成一个拆除步骤，均需通过监测读数和分析完成，确定可行后再进入下一步的拆除。如果监测读数发生异常，则需停止下一步的拆除，分析原因，仔细查看台口梁开裂、支撑变形等情况，排除后方可进行下一步拆除步骤。从实际监测的数据可以看出，结构实测挠度与理论值相差不大，这表明每步拆除产生的结构变形与预期目标相近，主体结构的内力和变形变化是缓慢平稳的，拆除过程是安全可控的。
4.3 挠度控制
在结构设计中应采取适宜的措施预防大跨度受弯构件出现过大挠度，可采取下列预防措施：
4.3.1 设计时可对模板进行适当起拱，并在结构设计总说明中明确模板起拱要求。
4.3.2 在验算构件的受弯承载力时留有一定富裕度或适当提高混凝土的强度等级。
4.3.3 应考虑施工过程中有可能出现的各种不利因素，例如有可能用于施工堆料的部位，在验算其构件承载力时荷载要取足且留有一定富裕度。
4.3.4 适当增加大跨度或长悬臂梁、板的截面高度或提高其混凝土强度等级。
4.3.5 在受弯构件有可能出现最大挠度的部位，适当增配一些受压钢筋。
结束语
人们对建筑的性能和使用空间的需求度增加，使大跨度结构的施工越来越多，采用大跨度梁的情况也更常见。在建筑中应用大跨度的钢筋混凝土桁架施工技术，具有一定的难度，在操作上也对专业技术有更高的要求，加上桁架梁的自重比较大，在模板的支撑体系搭设和拆除上也就更加关键，这直接关系到施工质量的好坏，所以，在具体的施工中要特点注意各项技术的搭配使用，以保证施工的质量达标。
参考文献
[1]刘明，汪仲琦.大跨度钢筋混凝土桁架施工[J].建筑施工，2014（12）.
大跨度结构建筑工程实例范文4
关键词：建筑幕墙；优化设计；分析
一、建筑幕墙的概念
建筑幕墙是指由玻璃、石板、铝板等材料和支撑装置以及支撑结构共同组成的，并且其自身具有一定适应主体结构变形能力、不承担主体结构所受荷载的外墙护围。作为建筑物的外墙护围它也目前是现代大型建筑以及高层住宅常用的一种具有装饰效果的轻质墙体。主要是由结构框架和镶嵌饰面板材组成，材质轻盈并且美观。建筑幕墙目前普遍采用陶瓷板、高压层板、金属板、玻璃等材料制作。由于建筑幕墙是用来起装饰效果的轻质墙体，因此在设计当中具有很大的灵活性，除了要求墙体美观大方以外，还要考虑到成本控制等一些因素，总之就是要做到将幕墙结构与建筑外观相匹配的同时并达到功能的标准化以及施工操作的简约化。幕墙施工是幕墙工程的重要环节，施工质量的优劣程度都直接影响着幕墙性能的实现。由此不难看出在进行进行建筑幕墙施工之前必须要对设计方案进行严格审核，对于建筑幕墙设计中所遇到的一些问题进行分析论证，最终确保施工的质量。因此这也就对建筑幕墙的优化设计提出了要求，严格按照标准的执行下，最大限度的成本以及提升材料使用效率。
二、建筑幕墙的结构设计
幕墙作为一种建筑结构，如果一味的强调其安全性和结构强度，在材料的选择上就不可避免的会进入到一个误区，即选用将材料的截面尺寸加大等等保守的措施，就也就意味着加大了幕墙结构的重量，并且以为的使用优质材料也是必会增加施工成本在某种程度上也造成了材料的浪费，从而导致建筑幕墙施工经济上的损失和效益的低下。但如果片面地、盲目地为了追求经济效益和利润，而忽视了对材料质量的要求有些甚至偷工减料，那么就影响了幕墙结构的安全性，一些潜在的不安全因素甚至还会造成更为严重的质量事故。
建筑幕墙设计就是为了解决施工安全与企业经济效益之间矛盾，在两者之间选找一个最佳的结合点，也就是在确保施工安全可靠的前提下，获取极大的经济效益。在设计建筑墙幕时，具体是将实际的工程问题转化为数学模型，通过建立的数学模型进行计算，得出的结论就是设计的最终目标，并且用来检测具体施工的效果。这其中所建立的数学模型则主要有目标函数、设计变量以及约束条件这三个基本要素组成。
（一）目标函数
目标函数就是指在设计过程当中所追求的目标，它是用来衡量设计方案优劣的主要目标。进行建筑幕墙设计可以是进一步明确其结构形式、确定幕墙的截面尺寸，并且能够有效地降低成本、提高生产率等等。根据目标的数量目标函数可以分为单目标函数和多目标函数。其中单目标函数的求解相对比较简单明确，而多目标函数的求解过程十分繁琐复杂。
（二）设计变量
作为建筑幕墙的一个设计方案，一般可用一组参数来表示，在这些参数中有些是已经预先确定好的，即在整个设计过程中始终保持不变的的量，即设计常量，如材料的弹性模量E、材料的泊松比γ、材料的线膨胀系数α以及用来制作幕墙材料的强度设计值等等。而有些参数在设计过程中并不是一成不变的，只有在某些特定的环境中可以看成常量，例如风荷载，它是与建筑物的高度以及建筑物所处的环境、建筑物周边的地面粗糙度、建筑物的体型等有关的变量，但有的时候在一些特定的情况下可以作为常量进行设计计算。另一类是在优化过程中经过逐步调整、最后达到最优值的独立参数，叫做设计变量，例如在进行建筑幕墙的截面尺寸的设计中，截面的几何参数、物理参数就是设计变量。在进行建筑幕墙设计的计算时，其最终的目的就是为了使各个设计中的变量进行相互组合，并且达到最优的配比。
值得注意的是在建筑幕墙的设计当中，如何合理地确定荷载和作用是一项十分重要的工作，由于作用在幕墙上的荷载有重力荷载、风荷载以及雪荷载，此外还有使结构产生变形的一些内力的作用，例如有地震作用、温度作用等等。如果在设计过程中取值过大，所设计的结构尺寸会偏大，造成材料的浪费，如果设计的结构尺寸过小，则影响了其结构的稳定性以及安全性。因此在进行建筑幕墙设计的过程中要严格控制设计变量的个数，若有n个设计变量X1，X2，…，Xn的优化问题，变量按一定次序排列就构成一个数组。设计变量的个数越多，其设计自由度就越大，容易得到比较理想的设计方案，但随之而来的是，整个设计过程就会变得非常繁琐，如果要进行优化也就相应的比较困难，所以要应尽可能的减少设计变量的个数，例如将一些参数定为设计常量，而只将那些对目标函数影响较大的设计参数确定为设计变量，在保证设计方案质量的同时还能够使优化设计更加容易的进行。
（三）约束条件
约束条件也被称之为约束函数，就是指设计变量本身或者设计变量之间应遵循的限制条件的数学表达式。在建筑幕墙设计的过程中，设计变量不断改变其数值。但设计变量的改变要受到一些条件的限制以及约束，也就是说设计变量在设计中的取值范围以及上下边界都必须有一定的限制，它们都是设计变量的函数。为了确保建筑幕墙结构的稳定性以及安全性，对每一个构件进行设计的同时必须确保要使构件在外力作用下不被破坏，即要确保每一个构件都具有足够的强度。其次是要考虑构件在外力作用下能够发生一定的形变，而且一定要保证这种形变在一定的范围内，即每一个构件都要有足够的刚度。最后还要确保构件在外力作用下，可能原来的形状不能继续维持而要突然改变，即原来的平衡形式不能保持稳定。在进行建筑幕墙构件的设计时，应当考虑以上三方面以及参数本身、构造方面的要求，以数学表达式的方式计算求解。但是对一些具体工程的具体构件，往往有时只是从某些主要的方面进行考虑，例如有时可以将材料的强度为主要考虑对象，或者有时可能是以材料的刚度为主。如果所设计的构件能符合强度、刚度和稳定性的要求，就可以认定设计方案是安全可行的。一般而言，建筑幕墙在设计中应考虑强度、刚度、整体稳定以及局部稳定。建筑幕墙的轴心受拉构件应该重点考虑强度和刚度；轴心受压构件应考虑强度、整体稳定、局部稳定和刚度；拉弯构件应考虑强度和刚度；压弯构件应考虑强度、整体稳定、局部稳定和刚度。
三、建筑幕墙设计优化分析
随着科学技术的不断发展，建筑护围开始越来越多的采用玻璃、石料以及金属建造，而且造型新颖独特，使建筑整体也更加美观大方。目前玻璃幕墙是建筑幕之主要保护结构，因此对于玻璃幕墙的设计的好坏将直接影响着建筑幕墙的质量。在进行玻璃幕墙优化设计时，应该紧密围绕幕墙的安全可靠、实用美观以及经济合理这三大原则。
玻璃是幕墙和门窗中使用最多的材料，以往通常采用单层玻璃建造幕墙，随着国家制定了公共建筑节能设计标准以后，大部分玻璃幕墙开始采用中空玻璃这种节能技术，但随之而来的就是如何对中空玻璃实行二道密封措施，常见的密封胶有硅酮胶结构密封胶和聚硫胶两种。根据我国玻璃幕墙工程技术规范中的规定，对于玻璃幕墙中空玻璃的二道密封应该采用中性硅酮结构密封胶，因为聚硫胶虽然密封性好，但对于外层玻璃的粘结度不够，往往会造成外片玻璃脱落引发安全问题。虽然玻璃技术的发展进步提供给了设计者不同种类的材料，但是将采光为主的玻璃放到有多种功能要求的幕墙中，就要做好相互间的配合衔接工作。合理的使用玻璃可以很好地达到节能的效果，玻璃的节能主要体现在玻璃本身对光线的反射、折射、透射以及聚光等特性上，而且利用玻璃反射的特性还能够促使室内的光线分布更加均匀，避免阳光眩光以及防止热辐射。目前采用较多的是单层反射玻璃和双层玻璃。单层反射玻璃能够反射30%的太阳辐射热，而双层玻璃则表象的更加突出，以下就对使用单层反射玻璃和双层反射玻璃的综合性能进行比对：
玻璃类型 使用成本 引起的空调负荷 空调耗能 电力容量及费用 空调设备及电力投资
单层反射玻璃 小 大 大 大 大
双层反射玻璃 大 小 小 小 小
有以上图表分析可知，单层反射玻璃和双层反射玻璃两者之间各有利弊，尤其是对建筑幕墙的投资控制方面有严格要求的，在进行选择时要仔细比对权衡利弊。
关于建筑幕墙的节点设计一定要在满足幕墙系统构造、性能、安装以及维护等要求的前提下，设计一套科学、合理的节点系统。通常情况下采用构造简单、立柱以及横截面相似、材料分配合理的系统。一下就结合具体的工程实例对建筑幕墙的优化设计进行分析：
首先考虑建筑幕墙连续梁的优化问题，架设幕墙的高度L＝3600，分两层，立柱杆承受的荷载为1N/，立柱间采用连续梁的结构形式，设计图形如1所示，连续梁弯矩曲线如图2所示。
图1连续梁设计图
图2 连续梁弯矩曲线
由设计图可知在支承点2处的弯矩最大，即为Mmax＝1506825N・，量的支点弯矩要比中部弯矩大59.1%，从力学角度分析梁的设计没有达到优化要求。所以需要对梁采用最大优化设计，在距离支点2一定距离切断如图3所示，此时梁系处于静止状态，当a达到一定数值后连续梁弯矩曲线如图4所示。在梁系、层高以及荷载条件均相同的情况下，采用优化设计后的支点2的弯矩与梁中部的弯矩完全相同，即Mmax＝1112400 N・，而且最大弯矩比连续梁降低了26.2%。
图3 静定外力伸简支梁计算图
图4 优化后的连续梁弯矩曲线图
进行优化设计的目的就是为了寻找梁系中存在的最大优化点，使支承杆的受力更加均匀。根据优化结果，最大优化点与支承点之间的距离为：
a＝（3－2×20.5）・L
如果将断点3向左右任何方向移动，a值小于或者大于计算值，支承杆的最大为扭矩也就恒大于优化点的计算值。通过对连续梁的优化设计，可以将幕墙的总建设成本降低1.5%左右。
对于双跨梁系的优化，最初的设计如图5所示：
图5双跨梁设计图
双跨梁系的中部最大弯矩计算公式为：
支座弯矩的计算公式为：
由于双跨梁也存在最大优化点，只要领跨中中部最大弯矩与支座弯矩相等时，将L＝a＋b代入，从而求得只含有a和b的方程，然后计算出a和b的比例关系，在L＝a＋b确定的条件下，就可以进一步计算出a和b的值。在实际工程中，这些理论数值往往存在一定的偏差，由于幕墙的支承点需要设置在主体结构上梁，预埋件也需要一定的边距，所以也就导致了幕墙支承点位置受主体结构梁位置以及高度的限制，在具体的施工当中不能够完全达到理论值的要求。因此就需要通过调整其它支承点的相对位置来达到最大优化的目的。
架设幕墙的高度L＝3400，分三层，混凝土梁的高度为500，立柱杆承受的荷载为1N/。幕墙立柱采用双跨梁设计。每一层的大跨段a＝3020，小跨段b＝380。双跨梁设计简图如6所示，弯矩曲线如图7所示：
图6双跨梁设计图
图7双跨梁弯矩曲线图
双跨梁的设计特点是每一层都有两个支点，梁的分断点在上支承点附近。通过计算可以得到最大弯矩值Mmax＝873125 N・，进行优化设计后单跨梁的弯矩曲线如图8所示：
图8 优化后的单跨梁弯矩曲线
经过优化设计后，不仅最大弯矩值比双跨梁降低了10.4%，而且支座的数量也降低了42.86%，而且随着楼层高度的不断增加，支座数量降低的幅度也随之增大，最大能够降低50%。这样一来不仅能够降低连接件、支座以及预埋件的用量而且还能够有效地降低建造成本。通过优化设计可知双跨梁的受力设计并不一定优于单跨梁，而且在经济方面也不存在优势。双跨梁设计主要用于改善支承杆的挠度，适用于高层以及超高层等建筑立柱杆挠度起主要控制作用的情况。建筑幕墙采用双跨梁设计后，通常会产生支承杆件的刚度太大而强度不够的现象，而且由于双跨梁梁系中弯矩的不均衡性以及每一层都会增加一个支点，与单跨梁的设计相比建筑成本要增加1.5%左右。
四、结束语
建筑幕墙是集建筑、设计、装饰、加工为一体的综合性技术，它直接影响着整个建筑物外观的美观程度，因此对于其设计以及施工都有着非常严格的要求。而且这一要求是围绕建筑幕墙结构的安全可靠，实用美观以及经济的合理性进行的。本文则主要针对建筑幕墙优化结果的经济性进行阐述，并进一步验证了优化结果可用于指导生产设计。现阶段由于我国城市建设的快速发展，促使建筑工程日趋繁荣的同时也这在一定程度上影响着建筑幕墙的设计领域，在面对着强烈的市场需求下，各个企业竞争的残酷性可想而知，为了能够获得更加优化的设计方案，就必须要对每一个细节进行分析对设计中存在的问题进行讨论从而使建筑幕墙设计达到最优的效果。
参考文献：
[1]张芹.建筑幕墙与采光顶设计施工手册[M].中国建筑工业出版社，2002.
[2]刘庆潭.材料力学[M].机械工业出版社，2003.
[3]郭善勇；杨慎伟；焦淑静.建筑幕墙设计行业如何深化发展[J].中华民居，2010.
[4]吴光琼.建筑幕墙设计中的优化问题[J].山西建筑，2010.
大跨度结构建筑工程实例范文5
关键词： 钢结构 国外建筑
1 建筑用钢占总钢产量的比重
近数十年来，前苏联、美国、日本三个国家一直是世界上钢产量居前三位的国家，其钢产量轮流位居世界第一位。因此，这几个国家的建筑钢结构建设事业蓬勃发展。而在同一时期，我国在这方面的发展则比较缓慢，水平也相对落后。近几年来，随着我国改革开放政策的实行和推进，我国的经济建设工作取得了突飞猛进的进展。在此期间，我国的钢产量一跃成为世界第一位。1996 年，我国钢产量首次突破亿吨大关；1998年我国钢产量已达11434万t，而且每年增产300万t.钢产量的增长为发展我国建筑钢结构建设事业创造了极好的时机。但目前，我国与发达国家相比在许多方面还存在着明显的差距，因此，为了推动我国建筑钢结构的进一步发展和应用，我们急需了解国外建筑钢结构的应用概况。
中国的建筑用钢总量约占全部钢产量的20%～25%，而工业发达的国家则占30%以上。如美国和日本，该项指标均已超过50%.在我国，钢在建筑中主要用于建筑用钢结构，钢筋混凝土用钢筋，钢绞线，钢丝，门窗等，而其中钢结构用钢只占10%左右，在我国一亿吨的钢产量中，真正用于钢结构上的也就200～300万吨。
根据1998年中期美国金属建筑行业分布的一些数据，美国金属建筑行业的发展和市场的基本情况是：在20世纪50、60、70、80和90年代，以百万美元计的年销售额/以万吨计的年加工量分别为150/30、300/65、1200/110、1500/125和2200/190，如以50年代为例相应的增长倍数分别达到1、2/22、8/37、10/57和15/6.3倍。从中可以看出，美国的建筑用金属年 销售额增长很快，估计目前已经超过25亿美元，年加工量也已经达到200万吨以上。
2 低层、多层建筑钢结构和轻钢结构
美国金属建筑的主要市场分布：工业（生产用厂房、仓库及辅助设施等）、商业（商场、旅馆、展览馆、医院、办公大楼等）、社区（私有及公有社区活动中心及建筑如学校、体育馆、图书馆 、教堂等）、综合等方面，分别占到46%、31%、14%和9%的份额。
在美国，低层建筑中采用钢结构还是很普遍的。美国钢结构学会和金属房屋制造协会（aisc 和mbma）联合编制了低层建筑的设计指南。所谓低层建筑是指层高低于18m，层数不超过5层的工业厂房、仓库、办公室及其他的办公和社区建筑等，其中两层以下的非居住用楼房建筑占70% .
轻钢建筑在一些发达国家已被广泛应用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑。所谓轻钢是指以彩钢板作为屋面和墙面，以薄壁型钢作檩条和圈梁，以焊接“h” 型截面做主与梁，现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要结构的一种建筑，再配以零件、扣件、门窗等形成比较完善的建筑体系，即轻钢结构体系。这种体系由工厂制作，现场按要求拼装形成。具有自重轻，建设周期短，适应性强，外表美观，造价低，易维护等特点。由于自重轻，也降低了基础的造价。国外轻钢结构厂商如 butler、bhp、abc等都已经进入了中国市场，我国企业应奋起直追，创造条件积极发展我国自己的轻钢结构体系，以适应今后我国建筑钢结构不断发展的要求。
3 高层及超高层钢结构
由于人类文化生活不断提高，对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高。而钢结构本身具备自重轻，强度高，施工快等独特优点，因此对高层、大跨度，尤其是超高层、超大跨度，采用钢结构更是非常理想。目前世界上最高，最大的结构采用的都是钢结构，而历届奥运会的场馆也多采用钢结构。世界上目前已经建成的几个纯钢结构建筑为目前世界上最高的超高层建筑，它们是：
1931年建成的102层、高381m的美国纽约帝国大厦（1969年以前一直是最高的）；
1969年建成的110层、高417m的美国纽约世界贸易中心（南北两座）；
1970年建成的110层、高443m的美国芝加哥西尔斯大厦；
1996年建成的高450m的马来西亚双塔石油大厦（klcc，号称目前世界最高，但美国的西尔斯大厦有异议）；
我国于1997年建成的上海金茂大厦为95层，建筑高度421m，结构高度395m，也跻身于世界最高行列。如果上海浦东环球金融中心大厦（95层460m）建成，则堪称世界最高，实为我国一大光荣。深圳赛格广场大厦70层、高279m，为世界上最高的全部采用钢管混凝土的超高层建筑，这又是我国的一大光荣。
巨型钢结构为高层或超高层建筑的一种崭新体系，它是为了满足特殊功能或综合功能而产生的。它具有良好的建筑适应性和潜在的高效结构性能，是一种很有发展的结构。如日本千叶县43 层、高180m的nec大楼，该建筑内部布置大开口和大空间庭院，其巨型结构是由四根巨型结构柱和四个巨型的空间桁架梁组成的巨型空间桁架体系。经分析，这种体系具有极强的抗推刚度。另一例是德国法兰克福1997年建成的商业银行新大楼，63层、高298.74m，也是欧洲最高的一栋超高层建筑。该建筑平面为边长60m的等边三角形，其结构体系是以三角形顶点的三个独立框筒为“巨型柱”，通过八层楼高的钢框架为“巨型梁”连接而围成的巨型筒体系，具有极好的整体效应和抗推刚度，其中“巨响梁”产生了巨大的“螺旋箍”效应。第三例是日本拟建的动力智能大厦（dib-200），高800m，地上200层，地下7层，总建筑面积150万m2，由12个巨型单元体组成。每个单元体是一个直径50m、高50层（200m）的框筒柱，1～100层设4个柱，101～150层设3个柱，151～200层设1个柱，每50层设置一道巨型梁。结构上设有主动控制系统，进一步削弱地震反应。香港汇丰银行也属于一巨型钢结构大厦，是诺尔曼。福尔特设计的。
4 大跨度钢结构
大跨度或较大跨度大都采用钢结构，当然也有用“膜”完成的，但充气膜由于一些缺点近年来很少用，张力膜则也需要钢索和钢杆的支撑。
大跨度钢结构多用于多功能体育场馆，会议展览中心，博览馆，候机厅，飞机库等。最早跨度最大的平板网架是60 年代美国洛衫矶加里福尼亚大学体育馆91m×122m（正放四角锥）。最大的双层网壳是70年代也是在美国建造的休斯敦宇宙穹顶（astrodome，直径196m）及新奥尔良超级穹顶（superdome，直径207m）。90年代在日本名古屋又兴建了当今世界上最大跨度的单层网壳，建筑直径229.6m，结构直径 187.2m，采用三向网格，节点为能承受轴力和弯矩的刚性节点。世界上最大的室内体育馆是美国1996年奥运会的主体育馆棗亚特兰大体育馆（拟椭圆形平面，186m×235m），采用的是张拉整体体系的屋盖，主要由索、杆、膜组成，是当今最有发展前途的一种新型空间结构。1993年日本建成的福冈体育馆，直径222m，是当今最大的开合钢结构屋顶，而使1989年建成的加拿大多伦多天空穹顶（skydo me，直径203m），降为世界第二跨度最大的开合结构。超过300m的屋盖结构全部使用钢板和型钢组成，并不是最优方案，近年来研究较为成功的是杂交 （混合）结构，即杆、索、膜混合使用。最为典型的例子就是千禧之年世纪之交的千年穹顶（the millenium dome），1997年6月开始拟建，仅用一年时间施工，1998年6月举行升顶仪式，该馆位于英国伦敦泰晤士河南岸格林尼治，是当今世界跨度最大的屋盖，穹顶酷像飞碟，直径320m.穹顶由12根包括10m支座在内的高100m桅杆塔柱（柱本身90m）通过总长度 70km的钢缆绳悬挂起来的，桅杆塔柱布置在直径200m圆周上。穹顶网格由72根成对径向索和7根环向索做成。穹顶高50m，中间设有中心索桁架和70m直径环，上覆盖144块双层巨幅白色涂以特福隆（teflon）的玻璃纤维布。工程总面积8万m2，总预算7.58亿英镑。馆内将以“标新立异时代”为主题举行展览会以迎接21世纪的到来。馆内设有“人体探秘”、“时光课堂”、“金融之窗”、“地球奇迹”、“展望未来”等12个展区。当然，从理论角度讲，跨度再大的结构也是有可能实现的，为此，日本、美国学者和研究单位都在进行研究。如1959年富勒曾提出建造一个直径3.22km的短程线网壳，覆盖纽约市第23-59号街区，网壳重8万t.日本巴组铁工所曾提出跨度200m、500m及1000m网壳蓝图，其中 500m为全天候多功能体育娱乐活动厅，1000m为创造理想未来城市，体现工作、居住、娱乐一体化的丰富日常生活环境。虽然这种设想在现实当中能否实现还有待于深入研究，但在桥梁方面，1000m左右跨度已经实现，世界上跨度最大的斜拉索桥为日本的多多罗大桥全长为890m；最大的悬索桥为日本的名石大桥 （1991m），公路铁路两用最大跨度桥为香港的青马大桥（悬索桥1377m）。世界最早的双曲抛物面悬索屋盖是著名的美国雷里竞技馆。另外历届奥运会、博览会等都可以显示钢结构的发展水平。如1972年德国慕尼黑（覆盖7.48万m2体育场的索网建筑群），1976年加拿大蒙特利尔，1980年莫斯科，1984年美国洛杉矶，1988年韩国汉城（120m直径体操馆及93m直径击剑馆都是索穹顶）， 1992年西班牙巴塞罗那圣乔地体育馆（128m），1996年美国亚特兰大乔治亚穹顶（ 186m×235m索穹顶）。2000年澳大利亚悉尼主体育场（11万人，两个220m×70m的双曲抛物面网壳）。机场和机库都属于大跨度结构，在工程中基本上也都采用钢结构。如英国伦敦希思罗机库（一、二期）应是规模比较大的工程。而我国近年来建成的首都机库（2-153m×90m）采用三层斜放四角锥网格、焊接球节点平板网架，其跨度规模之大，在国际上是数一数二的，这是我国在钢结构方面的又一大殊荣。机场的钢结构屋盖由于建筑上的要求比较高，更是绚丽多彩。香港机场、马来西亚机场都采用大面积单体网壳形式。目前，国际上以及我国都在流行一种波浪形曲面，树状支承以及直接交汇的相贯节点的立体桁架体系。看起来雄壮而美观。我国深圳机场、首都机场、上海浦东机场就是典型的例子。
5 我国建筑钢结构的前景与差距
从美国、日本、欧洲一些发达国家的经验看，建筑业即将成为钢材应用的主要市场。而目前我国与之相比还有差距。因此我国的高层建筑钢材到目前为止还都从国外进口，特别是大于50mm 的厚钢板，国产产品的z向性能尚达不到要求。国外不仅钢板厚度较大，而且可以满足各种性能要求。如日本已经能够生产的100mm的厚钢板，具有以下类型：
①有高强度低预热型（以前预热75℃，现在预热50℃）的厚钢板590n/mm2级（ht590级）；
②抗地震的厚钢板，主要有低屈服比高强度钢材（ht590～ht780级）和低屈服点钢板，这种钢材日本重点生产，用于次要结构上，当地震时这种材料先屈服，保证主要 结构减少地震损失；
③防火厚钢板。有400n/mm2及490n/mm2，当其在600℃ 时屈服强度还能达到常温下的2/3；
大跨度结构建筑工程实例范文6
关键词：大跨度空间钢结构；施工技术
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、大跨度空间钢结构的施工特点
从现代大跨度空间钢结构设计及施工情况进行分析，其主要特点可归纳为：第一，结构形式日益多样化、复杂化。我国现代大跨度空间钢结构的结构形式及组合方式日益增多，例如“水立方”所采用的基于泡沫理论的多面体空间钢构，“鸟巢”中利用的复杂扭曲空间框架结构，奥运会的羽毛球馆中则使用了世界跨度最大的弦支穹顶结钩；第二，空间钢框架结构的跨度大、钢材类型多，强度等级高。当前随着建筑功能的不断增多，对大跨度空间钢结构的施工过程提出了更高的要求，这一特点在国家体育馆以及大型钢结构建筑中得到明显体现；第三，现代预应力技术的应用。在大跨度空间钢结构施工中，预应力这一新技术有效解决了传统技术无法突破的技术难点，主要体现在索穹顶，张拉整体结构及索膜结构等特殊建筑结构的施工中；第四，大跨度空间钢结构的节点形式复杂多变。现代空间钢结构的建筑理念逐渐趋于仿生态建筑，只有形式多样的节点才能更好地满足造型要求【1】；第五，构件数量大，.横截面类型多，拼装连接施工的难度增大；第六，构件加工要求不断提高，质量优良的构件才能满足施工需求，因此构件加工的精度要求不断提高；第七，焊接工作量比较大，由于大跨度空间钢结构建筑面积普遍比较大，大大增加了施工难度。
二、大跨度空间钢结构施工技术分析
1、高空散装技术
所谓高空散装技术指的是一种现代大跨度空间钢结构安装方法，即将小拼单元或者是一些散件直接的在设计的位置上进行总拼。在高空散装法的安装的时候，应当随时检查网架安装的各种质量问题，针对施工的各个环节及对角线尺寸进行分析，确保网架长度和质量的稳定合理。若发现安装过程中尺寸等有出入时，应当及时针对其中存在的问题进行调整，确保准确无误的施工质量。 安装网架时，必须检查网架整体挠度。测试点为5个，网架中心设1点，测试点挠度平均值须小于等于设计值的115%。网架的挠度可以通过上弦和下弦尺寸的调整来控制挠度值。 高空散装法的适用范围包括以下几个方面：全支架法适用于空心球节点、螺栓球节点以及螺栓连接的网架，起重运输较难的地区也适用小拼单元起重机吊至设计位置的拼装方法。
沈阳南站工程高空网架散装图示（a）
沈阳南站工程高空网架散装图示（b）
2、分段吊装技术
分段吊装技术也被称为是现代大跨度空间钢结构分块吊装技术，指的是将其结构按照其起重设备的能力以及组成的特点等在地面拼装成条状或是块状的小单元，再分别由其起重设备吊到设计位置准备就位，再将小单元拼接成整体的安装技术。网架吊装前要对所选吊点进行验算，通过验算和采取临时加固措施后方可进行吊装。所用吊装器材必须注意检查，发现安全隐患的要及时维修或更换。吊车必须是车况良好且年检合格在期限以内的。吊装前进行试吊，将分段网架整体提升300mm-500mm后停止，观察是否安全可靠。试吊是全面落实和检验整个吊装方案完善性的重要保证。试吊确认安全可靠后，由指挥长指挥吊车将网架缓慢提升，每提升2m即用水准仪观察平衡度约5分钟，同时协调2台吊车的提升高度，保持单元网架平衡偏差小于5%，直至提升至稍高于支座底标高处。提升到预定高度后，在空中进行平移，由指挥员发出整体同步平移的信号，直到各网架支座中心与预埋件中心重合时就位安装。在单元网架支座的轴线及标高调整至符合设计及规范要求后将支座与柱子进行固定。应特别注意第一段网架的定位精度，因其将影响后续网架的安装精度。
萨拉齐煤棚工程分段吊装图示（a）
烟台潮水机场分段吊装图示（b）
3、整体安装施工技术
整体安装施工技术指的是将结构在台架或者地面上拼装完成之后，再安装到实施设计相应位置的一种施工技术。经常用到的整体安装方法包括提升法、整体吊装法以及顶升安装法等。这些方法相比与传统的散装方法具有许多明显的优点，主要表现在以下几点:其一是，所需要的临时支撑点很少;其二是，结构主要在地面进行整体的安装，能够减少高空作业量，进而有利于确保高质量的完成施工工作;其三是，整体安装可与下部的工程同时施工，可以有效的缩短工期。
另外在进行整体安装的施工过程中，影响到施工系统受力的性能以及结构体系的关键性因素主要以下几点:一是，受到结构体系以及边界条件的变化影响;二是，会受到提升支点的数量以及布置的确定;三是，需要注意提升或者在顶升的过程中的同步。
整体安装施工方法主要分为以下几种:整体吊装法、整体提升法以及顶升安装法。首先，整体吊装法指的是大跨度空间钢结构在地面进行拼装安装完成后，再采用一根或者是多跟的拨根、更或者是一台或是多台的起重机来完成整个吊装的施工技术。
其次，整体提升法指的是现代大跨度空间钢结构将未进行安装的结构在适宜的楼层或是地面上进行组装成型，再利用起重或提升设备将需要拼接的结构提升到设计安装高度的方法。其中提升安装的方法有钢丝绳承重和卷扬机提升等。另外对于一些要求同步性较高的拼接结构，需要采用千斤顶来提供升力，而且需要用计算机来控制【2】。
临沂文化广场工程连廊提升图示（a）
福州东部新城工程连廊提升图示（b）
顶升安装法与整体提升法的不同是升顶的系统不同，升顶安装采用的是液压活塞式或螺旋式千斤顶提供升力。另外顶升安装法也需要能够提供反力的结构，在施工过程中要使用永久的结构来作为支撑，如果没有永久的结构来支撑，还可以采用临时的支架进行辅助。
4、高空滑移技术
高空滑移技术指的是现代大跨度空间钢结构分条的结构单元或是结构的整体在拼装的条件下组装成型，然后再预先设置的位置滑轨上进行滑移，再到设计的位置上开始拼接成整体的安装技术。高空滑移技术包括两种方式，即逐条累积滑移法和单条滑移法。另外按照在滑移的过程中产生的摩擦方式可以分为滑动式摩擦和滚动式摩擦两种。
另一方面，高空滑移的方法在主要在圈梁和框架完成后才进行的，而且属于架空作业的形式，很够很大程度上缩短工期。另外，高空滑移的技术对于其中设备和牵引设备的要求较低，进而降低了卷扬机和起重机的等级，同时搭建的只是局部的拼装支架，从而能够很大程度上降低脚手架的成本。
萨拉齐煤棚工程高空划移图示（a）
萨拉齐煤棚工程高空划移图示（b）
三、大跨度空间钢结构施工需要注意的问题
1、逐步建立大跨度钢结构施工控制系统
工程控制系统方法主要分为三大类:闭环系统、开环控制系统、自适应控制系统。其中最经典的控制性系统就是开环控制系统，其技术水平较高(例如:后浇带法、梁结构起拱法)，其省略的反馈系统，在施工中不能根据施工具体情况加以控制，一般适用于简单工程，控制精度低;在此基础上发展起来的闭环控制系统则弥补了这一缺陷，其包含的反馈系统可以根据施工结构状态与监测结构对控制措施进行实时调整，控制精度高，可用于复杂工程，例如:大跨度钢结构工程建设等。另外，大跨度钢结构施工控制闭环控制系统还包括预测分析子系统，通过建立目标分析模型，对钢结构施工进行预先跟踪，通过分析不断变化的边界、荷载和几何等，发现位移与内力变化影响;监测系统是进行实时采集钢结构位移与内力数据的设备系统部分，将采集到的构件内力数据及时反馈到预测分析系统中，从而准确的修整目标模型。
大跨度钢结构闭环施工控制系统图
2、合理运用新型技术和材料
大跨度钢结构施工需要进过严密计算与模拟建造实验。但是在实际工作中仍然存在影响因素，包括技术和材料，例如:钢结构建造过程中使用炼钢技术与优质原材料，为大跨度钢结构整体性能提供安全保障。大跨度钢结构的构件到整体框架，再到具体结构是一种循环过程，需要不同焊接技术完成。大跨度钢结构对于承载力的要求也非常高，给接缝衔接带来极大技术挑战。所以，现代化焊接设备和电焊技术人才是施工重要影响因素之一，应与各大应用型院校合作交流，为我国工程建设发展提供大批人才【3】。
3、加强钢结构施工过程中的动态控制技术
将计算机技术引入大跨度钢结构施工过程，可在钢结构施工过程中，利用计算机对施工过程实现动态监控，对于结构工程的顺利实施具有重要意义，在实际应用过程中，计算机动态控带技术能够对施工过程中的各种不利因素进行分析计算，借助计算机平台进行钢结构动态设计，不断优化设计方案，确保施工过程的可靠注和安全性，从而提高整体空间钢结构的施工贡量。动态控制技术主要应用在于对结构施工方案及过程的控制上，例如利用计算机动态控制技术，分析曲线滑移技术在广州新白云机场航站楼钢结构施工过程中的应用、另外，在钢结构拉杆组合施肠生程中，利用动态控制技术中的预应力模拟，能有效控制位移结构的预拱，加强对大跨度空间钢结构施工过程的动态控制力度。
4、对钢结构施工进行仿真模拟
在施工过程中，钢结构承受的应力是很大的，需要在施工之前对相关的施工结构进行仿真模拟，在确保施工安全和施工质量的情况下进行合理施工。对钢结构施工进行仿真模拟的内容主要包括：模拟施工过程中各种施工设备的运行；模拟大跨度钢结构安装时，钢结构的变形情况；模拟钢结构的连接位点的连接情况。对钢结构施工进行科学的仿真模拟，一方面可以保证施工过程中各个施工工序的正常进行，另一方面可以保证施工过程中的人员安全，同时，也可以保证施工过程中对建筑质量的严格把控。 因此，在大跨度空间钢结构施工中，对施工内容进行仿真模拟，是非常必要的。
5、注重对焊缝的处理
在钢结构施工处理过程中焊接这个环节非常关键，对于大型钢架构建筑钢材就如同人的骨骼脉络一样，焊接工艺要求非常严格。在焊接过程对于焊接残余应力只能减小而不可能做到消除处理。焊接质量等级必须高于或等于二级。在国家关于民用建筑的相关规定中也有规定，焊接厚度绝不可以小于钢材厚度的三分之一，对于要求抗震的建筑要求更高，要求焊接厚度不能小于钢材厚度的二分之一。对于钢结构的关键骨架必须要求全部焊透，以保障框架的稳定性。对于钢结构设计人员，必须明示出焊接的各个细节。让施工工作人员完全按照要求去操作。
结束语
大跨度空间钢结构施工技术对于整个工程的稳定性和安全性有着重要的影响，因此，必须高度重视该技术，促进其进一步的发展和进步，为工程结构稳定性提供有效保障。
参考文献：
[1]鲍广鉴,李国荣,王宏,罗军,曾强,陈柏全. 现代大跨度空间钢结构施工技术[J]. 钢结构,2005,01:43-48.
