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大跨度空间钢结构施工技术研究   

时间:2016-03-05 10:31 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:周观根,方敏勇 点击次数:

  摘要:首先阐述了大型空间钢结构的特点,以及施工过程中应重点考虑的问题和众多施工方法的合理选用。然后以国家游泳中心'水立方'广东科学中心.国家羽毛球馆3个工程为例,阐述施工过程中技术问题的解决方法。
  关键词:大跨度空间钢结构;施工技术;多面体空间刚架;弦支穹顶
  ResearchonConstructionTechnologyofLong-spanSpatialSteelStructure
  ZHOUGuan-genFANGMin-yong
  Abstract:Firstly,thispaperwhollydesciibesthefeatureoflong-spanspa
tialsteelstructuiesomeimportantfactorsduringtheconstruc
tionandtheprincipleofselectionofconstructiontechnology.Secondly,
byintroducingthreeprojectsofWater^cubeproject,GuangdongScience
Centralprojectand2008OlympicBadmintonStadium,thispaperdescribestheso
lutionofconstructiontechnology.
  Keywords:long-spanspatialsteelstructure;constructiontechnology;
polyhedronspaceframe;suspended-domestructure
  1大跨度空间钢结构的特点
  近30年来,各种类型的大跨度空间钢结构在美国、日本、欧洲、澳大利亚等发达国家和地区发展很快,其跨度和规模越来越大,新材料和新技术的应用越来越广泛,结构形式越来越丰富。许多宏伟而富有特色的大跨度建筑已成为当地的象征性或标志性的人文景观。如2000年的悉尼奥运会、2002年的韩日世界杯、2004年雅典奥运会和2006年的德国世界杯等各种体育场馆给人留下了深刻的印象。
  我国大跨度空间钢结构原来的基础比较薄弱,但随着国家经济实力的增强和社会发展的需要,近10余年来也取得了迅猛的发展。特别是2008奥运场馆建设为我国大跨空间钢结构的发展提供了巨大的机遇,给中国建筑结构技术提供了一个展现机会,涌现出了大量结构新颖、技术先进的建筑,同时也给施工单位带来了巨大的机遇和挑战。
  随着国家游泳中心"水立方"、奥运会主体育场"鸟巢"等体育场馆主体结构的相继完工,其所展现出来的磅礴气势令人折服,充分显示了中国人的聪明才智。纵观这些现代大跨度空间钢结构的设计和施工,其所呈现出的主要特点如下。
  1.1结构形式日益多样化和复杂化
  现代大跨度空间钢结构已经不局限于采用传统的单一结构形式,新的结构形式和各种组合结构形式不断涌现。"水立方"采用了基于泡沫理论的多面体空间刚架结构广鸟巢"采用了复杂扭曲空间桁架结构;奥运会羽毛球馆则采用了世界跨度最大的弦支穹顶结构;广州国际会展中心采用了张弦桁架结构。
  1.2结构跨度大、钢材等级高、钢板厚度厚
  由于建筑功能的需要,现代空间钢结构跨度越来越大,短向跨度超百米已屡见不鲜,如国家体育场"鸟巢"跨度296m,国家游泳中心跨度177m,广州国际会议展览中心跨度126.6m,南京奥体中心体育场拱跨度360m等。以致国家超限专家审查委员会专门编制了大跨结构超限审查的规定。
  这些大跨度空间钢结构采用了大量的高强度级别钢材,如Q390C、Q420C、Q460E等,且钢板厚度都很厚,有的甚至超过100mm。
  1.3现代预应力技术的大量应用
  预应力作为一项新技术,得到了充分应用,涌现了索穹顶、张拉整体结构和索膜结构等新型结构形式。奥运会羽毛球馆(北京工业大学体育馆)采用了世界跨度最大的弦支穹顶结构。国家体育馆采用了世界跨度最大的双向张弦梁结构。
  1.4节点形式复杂多样
  现代空间钢结构大多采用仿生态建筑,为了满足建筑造型,采用了各种各样的节点形式,如铸钢节点、锻钢节点、球铰节点等。
  1.5构件数量和截面类型多,深化设计难度大
  一般而言,这类大型工程都由几万个构件,甚至十多万个构件组成,并且这些构件的截面形式、尺寸和长度均不相同。这样给施工单位放样带来了极大的困难,并且对于有些弯扭构件,需要进行专门的试验和研究才能完成。

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