新型技术在大跨度空间结构工程中的应用

所属栏目:智能科学技术论文 发布日期:2010-09-19 08:34 热度:

  摘要:科学技术的发展推动了建筑行业的大力发展,建筑过程中的各项施工技术也随之不断更新,新型技术越来越受到建筑工程实施人员的频繁使用。在大跨度空间结构工程中运用新型技术变得更加广泛,高科技操作技术不仅确保了工程实施的安全可靠性,同时也节省了物质资源和人力资源,增加了经济效益。
  关键词:新型技术;应用;空间结构
  一、大跨度空间结构相关技术
  目前我国建筑行业中,在施工组织设计中应用最多的新技术基本上包括了整体提升、高空散装、高空滑移、整体顶升等多种工方法,下面对相关技术知识进行详细地分析:
  1、整体提升法。将网架或桁架在地面拼装好后利用整体提升法将起重设备在网架活桁架上面,通过吊杆活钢绞线与网架活桁架的支座相连逐步升到设计标志。提升点设在网架或桁架附近,提升设备可用千斤顶。
  2、高空散装法。将网架的全部杆件和节点逐一提升到高空后一次性拼装完成,此种方法只需要搭建大量的支架。还可以预先在地面上将网架制作成椎体活平面桁架形式的小拼单元,并组成一个稳定系统,最后将小拼单元按顺序逐渐延伸后拼成整体。
  3、高空滑移法。将平面单元分为条段的结构单元后在滑轨上滑移到设计位置,最后拼接成整体的安装方法。在第一个拼装单元拼装完毕后,将其下落至滑移轨道上,与牵引设备向前滑移一段距离。再安装第二个单元,拼好后连同之前的拼装单元一起向前滑移。
  4、分块安装法。在单元连接处设量一些支架,把网架从平面分割成几个条状或块状单元,每个单元先在地上拼装好后用起重机吊到高空就位连成整体。这种施工方法需要很大的起重设备,起重设备的能力决定了条状的大小,适用于网架跨度、刚度、受力改变较小的钢架。
  5、整体顶升法。起重设备一般用大吨位的千斤顶,顶升时将起重设备直接设在网架支座的下面,利用网架的支撑柱子作为顶升时支撑结构。这种方法千斤顶承担了很大的荷载,适用于四、六点支撑网架,每个柱子在顶升过程中也集中了很大的荷载。
  二、新型技术在工程中的应用
  社会主义市场经济的发展推动了社会信息化的发展,以计算机为主的创新性操作技术被慢慢运用到施工过程中去,新型技术的利用确保了施工的准确性、合理性、科学性,目前常用的三大计算机施工技术有GPS定位技术、结构仿真技术、虚拟现实技术。
  1、GPS定位技术
  GPS技术具有多个特点:确定建筑物的日照变形和振动变形;避免了人为原因造成的误差;对施工楼层选择控制网基点的约束少;观测基准点的不相同对观测精度影响小;施工测量精度高、无误差、无传递积累。GPS技术广泛应用于土木工程勘察、设计和施工等方面,随着GPS技术基础理论的完善,在土木工程施工领域的应用会越来越多。
  2、虚拟现实技术
  在计算机图形学、计算机仿真记住、多媒体技术以及传感器技术上发展形成的一门交叉技术称为虚拟现实技术。它具有交互性、自主性、感知性等特点。虚拟仿真系统对施工方案进行模拟、验证、对比、优化,将仿真和虚拟技术应用于建筑实施领域。应用现实虚拟技术可以形象直观地表达建筑设计的形态,为施工方案的制定提供直观的手段。
  3、结构仿真技术
  计算机仿真就是建造一个模型来模仿史记系统内所发生的运动过程,这种建立在模型系统上的实验技术称为仿真技术。利用仿真技术可以缩短施工决策时间,避免资金、人力和时间的浪费,而且安全可靠。在结构工程施工中,仿真系统主要包括施工方案、施工模拟仿真系统和计算机结构仿真技术等等,为施工方案的制定提供依据。
  三、大跨度空间结构工程分类
  在施工之前设计并提前制定好符合实际要求的的施工方案,不仅能保证施工精度,同时减少了资金、材料和劳动力的消耗,起到了优化资源配置的作用。大跨度空间结构工程主要分为平面结构和空间结构两大类,其中又具体分为各种小的结构,具体分类如下图:
  表1.jpg
   (3)组合空间结构:
  组合网架结构、张拉网架结构、悬挂版结构、张拉网壳结构、悬挂薄膜壳结构、悬挂折版结构、索桁架结构、张悬梁结构、新型CT索结构
   (4)叠展结构
  大跨度空间结构工程主要分为两大类别,但每个类别又分为了许多小类,尤其是空间结构的分类比较复杂。因此在施工过程中必须要弄清每一个结构的特点及施工技术要求,对工程进行研究分析后制定合理的施工方案。同时尽可能采取新型的施工技术,这不仅给施工带来很高的操作效率,更主要的是减少资源的消耗,让工程单位获得更高的经济效益。随着科学技术的进步,施工技术必然会朝着“新型、高效、优化”的方向发展。
  大跨度空间结构工程在一些高大的建筑建设方面运用比较广泛,充分利用新型的施工技术在保证的施工效率的同时,也能尽量避免了高空作业,减少施工人员的人身安全,在今后的工程施工过程中,施工技术一定会不断被利用。
  【参考文献】
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  [2]高婧.重型钢桁架受力性能分析[M],内蒙古工业大学,2005年
  [3]翁雁麟.对管桁架结构和弦支穹顶结构相关技术问题的研究[D],中国建筑报,2006年
  [4]董石麟.预应力大跨度空间钢结构的应用与展望[J],浙江建筑,2002年S1期

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