鋼結(jié)構(gòu)建筑大跨度空間施工控制措施

付舉民

摘要：隨著建筑行業(yè)快速發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)理念得到更新，建筑技術(shù)明顯進(jìn)步，在會展中心、體育館及影劇院中開始大量使用大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)。施工期間，大跨度空間結(jié)構(gòu)存在施工技術(shù)復(fù)雜、流程繁瑣等問題，對此，施工企業(yè)須有效掌握大跨度空間結(jié)構(gòu)各個(gè)環(huán)節(jié)的施工技術(shù)，并做好施工控制工作，從而切實(shí)提升建筑施工效率，保障建筑質(zhì)量與安全性。本文主要對鋼結(jié)構(gòu)建筑大跨度空間施工控制進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);大跨度空間;施工控制

一、鋼結(jié)構(gòu)建筑大跨度空間施工常見類型

（一）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

該類結(jié)構(gòu)主要是借助于桿件進(jìn)行施工處理，確保特定網(wǎng)格能夠利用節(jié)點(diǎn)連結(jié)模式進(jìn)行處理，更好地提升整體鋼結(jié)構(gòu)建筑大跨度空間處理效果。該類結(jié)構(gòu)的工業(yè)化較為明顯，自重相對而言比較小，進(jìn)而也就能夠更好地維系整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性效果，在很多大型建筑物中都得到了理想運(yùn)用，對于一些外觀要求較高的建筑物同樣也能夠靈活運(yùn)用，整體美觀度相對更高。本研究中涉及到的小武基垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站全密閉除臭工程綜合工房A區(qū)就是采用該類結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行處理，表現(xiàn)出了較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

（二）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)

在鋼結(jié)構(gòu)建筑大跨度空間施工處理中，采用網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工處理同樣也是比較常見的，其主要就是利用桿件進(jìn)行合理布置，確保其能夠形成較為理想的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠和殼體結(jié)構(gòu)較為協(xié)調(diào)，共同形成較為理想的建筑物大跨度空間。在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的具體施工處理中，其最大的特點(diǎn)就是在力學(xué)平衡性方面具備理想優(yōu)勢，如此也就能夠保障鋼結(jié)構(gòu)建筑的穩(wěn)定性效果，實(shí)現(xiàn)拉力、壓力以及剪力的有效傳遞和控制。

（三）懸索結(jié)構(gòu)

對于鋼結(jié)構(gòu)建筑大跨度空間施工處理模式的應(yīng)用，其借助于懸索結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理同樣也是比較常見的基本類型，這種懸索結(jié)構(gòu)主要就是借助于柔性受拉索以及相關(guān)邊緣構(gòu)件進(jìn)行合理搭配，促使其能夠形成較為理想的承重結(jié)構(gòu)，有效實(shí)現(xiàn)對于整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)建筑大跨度空間的有效維系。結(jié)合這種懸索結(jié)構(gòu)的有效應(yīng)用，其對于材料抗拉性能的要求比較高，需要確保其能夠具備理想的強(qiáng)度以及韌度，能夠更好地在整體結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)出穩(wěn)定維系價(jià)值。該類懸索結(jié)構(gòu)的應(yīng)用能夠更好地實(shí)現(xiàn)對于自重的控制，有效節(jié)約施工材料，處理難度相對而言也比較小，在多個(gè)領(lǐng)域得到了理想推廣運(yùn)用。

二、大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工控制理論依據(jù)

（一）現(xiàn)代控制理論

現(xiàn)代控制理論主要分析狀態(tài)空間，主要通過方程運(yùn)算控制多種形態(tài)的系統(tǒng)對象，不論單輸入、單輸出還是多輸入、多輸出均不會產(chǎn)生較大影響，只要在結(jié)合實(shí)際施工情況的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)狀態(tài)方程，便可為施工人員提供理論參考依據(jù)。且在此理論的應(yīng)用過程中不存在人為判斷，避免了多種失誤問題。由此在施工期間，現(xiàn)代控制理論得到了廣泛采用，且效果良好。

（二）經(jīng)典控制理論

經(jīng)典控制理論主要依據(jù)簡單函數(shù)，并運(yùn)算基本函數(shù)的基礎(chǔ)上，人為估算記錄施工控制因素。經(jīng)典控制理論的控制對象較為簡單，無法有效聯(lián)系各種因素，增大施工難度。且由于其運(yùn)算方向較為單一，因此無法滿足人們的建筑需求，呈現(xiàn)出逐步被淘汰的趨勢。當(dāng)前建筑施工過程中，經(jīng)典控制理論已逐漸走出人們視線，但其也屬于其他控制理論的基礎(chǔ)，以此進(jìn)行創(chuàng)新與改進(jìn)。

（三）智能控制理論

智能控制理論可模仿人類的行為思想，屬于現(xiàn)代的思想理論，且其采用的思想來自于自動控制等智能領(lǐng)域。同時(shí)，智能控制理論包括較為廣泛的控制對象，無論開發(fā)或是未被開發(fā)的系統(tǒng)均可使用人工智能，減少了多種不可控因素的影響，避免了失誤偏差，促進(jìn)了施工的順利進(jìn)行。

三、大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)分析

（一）高空散裝技術(shù)

（1）在預(yù)先設(shè)計(jì)的位置搭建腳手架或臨時(shí)搭建支架;（2）利用起吊設(shè)備將鋼結(jié)構(gòu)的散件吊運(yùn)至構(gòu)件設(shè)計(jì)位置，之后在支架處完成拼裝工作。一般情況下，高空散裝技術(shù)不需要大型起重設(shè)備便可完成整個(gè)安裝流程，但由于此技術(shù)大多在高空處作業(yè)，存在數(shù)量較多的散件，增大誤差的發(fā)生幾率。為減少失誤，施工企業(yè)須按照合理的散件拼裝流程作業(yè)，且拼裝期間嚴(yán)格控制軸線與標(biāo)高。此外，高空散裝過程中若使用較多支架，則要求支架具備較高的剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性，因此，應(yīng)在高強(qiáng)螺栓連接過程中使用高空散裝技術(shù)。

（二）分段吊裝技術(shù)

分段吊裝主要指的是施工人員將鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件分塊吊裝至高空進(jìn)行拼裝，且吊運(yùn)過程中還應(yīng)考慮起吊設(shè)備的實(shí)際吊運(yùn)能力。在分段吊裝過程中還應(yīng)搭建臨時(shí)支架，之后利用起吊設(shè)備將其分塊吊運(yùn)至需要安裝的位置，并利用高空散裝技術(shù)完成最終的拼裝工作。

（三）整體頂升技術(shù)

（1）根據(jù)建筑實(shí)際施工情況在地面上完成結(jié)構(gòu)頂?shù)钠囱b工作;（2）利用千斤頂將拼裝好的結(jié)構(gòu)升至預(yù)先設(shè)計(jì)的位置。整體頂升技術(shù)操作流程簡單，工作量少，因此常被使用至點(diǎn)支撐的大跨度空間結(jié)構(gòu)施工過程中（搭建車站候車廳的屋頂）。但若頂升支撐結(jié)構(gòu)為原始建筑時(shí)，為確保搭建結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與耐用性，施工企業(yè)還應(yīng)做好原始建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的檢查工作。

（四）高空滑移技術(shù)

（1）在高空處預(yù)先設(shè)計(jì)的位置搭建拼裝工作臺;（2）將鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件分為若干個(gè)拼裝單元，并做好滑移軌道的安裝工作;（3）利用軌道將拼裝好的構(gòu)件單元滑移至拼裝平臺，完成整體的拼裝工作。高空滑移技術(shù)不需較大的拼裝平臺與大型的起吊設(shè)備，只需搭建簡單的支架結(jié)構(gòu)，減少了高空操作流程，也降低了施工成本，提升了施工工程的安全性與穩(wěn)定性。

四、大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的施工方法

（一）大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的開環(huán)施工控制

作為發(fā)展最早的施工控制方法，開環(huán)控制發(fā)展較早，且更為完善成熟，因此被廣泛采用至建筑施工控制中。但開環(huán)控制對建筑施工有較高要求，在實(shí)際施工期間存在多種缺陷，開環(huán)控制主要以簡單函數(shù)作為理論技術(shù)，由經(jīng)典控制理論發(fā)展而來。在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的施工過程中使用開環(huán)控制方法主要單向控制鋼結(jié)構(gòu)的施工流程，若控制工作不到位則無法與實(shí)際施工進(jìn)行完美結(jié)合。對此，應(yīng)在簡單的鋼結(jié)構(gòu)與施工項(xiàng)目中采用開環(huán)控制方法。

（三）大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的閉環(huán)施工控制

隨著我國社會的快速發(fā)展，為有效滿足復(fù)雜建筑施工技術(shù)的要求，也為有效避免開環(huán)控制方法對復(fù)雜建筑控制不到位的問題，相關(guān)研究人員在不斷探索與創(chuàng)新的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了閉環(huán)控制方法。在施工流程復(fù)雜的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，閉環(huán)控制的效果十分明顯，這主要因?yàn)殚]環(huán)控制方法可進(jìn)行反推，有效驗(yàn)證了正推的正確性與準(zhǔn)確性，在減少施工事故發(fā)生幾率的基礎(chǔ)上切實(shí)提高了施工質(zhì)量水平。

結(jié)語

對于鋼結(jié)構(gòu)建筑大跨度空間施工模式的應(yīng)用，重點(diǎn)把握好對于各個(gè)基本施工環(huán)節(jié)的嚴(yán)格控制必不可少，除了要確保相關(guān)施工操作較為精確可靠外，還需要加大施工監(jiān)測力度，能夠更好地發(fā)現(xiàn)可能存在的明顯問題隱患，如此也就能夠及時(shí)予以處理，確保整體鋼結(jié)構(gòu)建筑大跨度空間施工具備較高質(zhì)量效果。

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