浅谈大跨度结构在建筑工程中的应用

浅谈大跨度结构在建筑工程中的应用

韩宏远

中铁建工集团有限公司北京分公司

【摘要】目前我国城市建筑形式和建筑水平不断的提高，建筑业高速飞速发展，随着建筑结构的不断发展建筑技术也被带动的不断的提升。大跨度结构在建筑工程中日益盛行，在建筑工程中所占的地位越来越重要，横向跨越六十米以上的大跨度结构在建筑工程中越来越被重视，成为各个建筑公司建筑设计的首选。大跨度结构逐渐的顺应社会各界对建筑物的要求，在建筑工程中大跨度结构的不同表现形式有着不同的应用。下文对大跨度结构在建筑工程中的应用形式、应用中所需要注意的问题进行探讨和研究。

【关键词】大跨度结构、结构体系、应用、建筑工程一、大跨度结构的类型

1、悬索结构

悬索结构使用的灵活性大，它具有跨度大、自重轻、用料省等优点外，还能够覆盖多种形状，使建筑具有多样性。这种多种图形是建筑的内部空间规模具有的艺术感。处理得当的设计和施工中这种结构能够顺应功能要求，也能大大节省空间、节约费用。繁琐支撑体系的结构在悬索结构中不会出现，所以悬索结构受到广泛欢迎。

2、拱券、穹隆结构

为了突破传统建筑的布局人们使用了拱形结构，拱形几个是一种成功的建筑结构形式，在承受荷重后除产生重力外拱形结构还能产生横向的推力，拱形结构必须有坚实、宽厚的支座为保持建筑的稳定性，使得拱形结构的跨度越大，支撑它的墙壁也越厚。建筑结构的支点越分散，平面布局和空间组合就越容易受到约束，结构支承点越集中，平面布局和空间组合就越灵活。在实践中人们认识到为了克服这种局限，在单向筒形拱的基础上，创造出一种双向交叉的筒形拱又发展成带有帆拱的穹隆结构，来满足建筑的空间需求。

3、钢骨架膜结构

目前我国建筑工程中兴起一种空间结构的类型是钢骨架膜结构，它利用柔性钢索或刚性骨架将膜面绷紧，使内部形成的空间范围大、立体感强。骨架支撑膜结构是以钢骨架作为膜的支撑结构，是膜结构中新的结构体系，变化形式灵活、空间组合多样是这种结构具有的特点，适用于大跨度的圆形或椭圆形建筑。

4、网架结构

在大跨度空间结构中有一种新型的结构就是网架结构，这种结构的优点有很多，比如它变形小、能大幅度地减轻结构自重、节省材料等。网架结构设计和使用方便灵活，具有多种多样的形式。网架结构可分为单层平架、单层曲面、单层平板和双层穹隆等多样形式，网架结构的高度不大，对大跨度空间造型的创作，具有无比的优越性。

二、大跨度结构在建筑工程中的应用形式

1、在工业和民用建筑中的应用

在大跨度结构建筑工程中，网架结构有良好的空间受力，重量较轻，能够减轻结构的自重，提高结构的承载力，节约钢材的用量的优点，还能预防地震的发生。由多条钢筋杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构就是网架钢结构。在我国一些候车厅、体育场、体育馆、影剧院、展览厅、看台雨篷、飞机库、等建筑的屋盖都可以看见网架结构。

2、钢与混凝土组合构件的应用

在目前的房屋建筑和桥梁中，钢与混凝土组合构件已经开始应用，在这个组合结构中，钢材的抗拉性和混凝土的耐压性可以在钢与混凝土的组合结构充分利用，科学合理和经济实用，通过压板钢板作为底模，利用抗剪切技术，使混凝土板相连构成整体工作的组合板。钢和混凝土组件还可以应用于地下建筑工程中，不影响地上建筑的使用充分保证足够的稳定性且，这个结构拥有多种用途。

3、轻型钢结构的应用

在我国轻型钢结构主要从上个世纪六十年代开始进行较为系统的研究，单元式构建建筑体系中经常出现轻型结构的应用，建筑物多采用搁栅、柱、梁、墙筋等单元构件来装配，用来对屋面的加铺，装好对应的墙板和门窗等。轻型钢结构组装灵活，运输方便，能充分的满足不同建筑空间的需要。工厂里会使用它，可以先组装成一个房间大小的盒子骨架在盒子组合式建筑体系中，等里外的装修都完成了，把建筑直接运到施工现场在各种家用工用设施都安置后，作好节点的防水处理，方便快捷接上管线即可使用。有的结构还可以折叠运输便于搬运，使用结束后也方便拆装，可以循环使用。

4、冷弯薄壁型钢结构的应用

大跨度结构中有一种轻便实用的形式是冷弯薄壁型钢结构，冷弯型钢结构可用作钢架、梁、柱等主要承重构件，在建筑工程中，屋面的门窗、屋面板、墙架、梁柱、龙骨、墙面板、楼板等次要构件和围护结构也经常出现这种结构的应用，在需要较大空间的民用建筑中也得到广泛的应用和推广，总结经验不断的创新和发展。

三、应用中注意的问题

在工程建筑中使传递力的路线变短要采取简洁的结构布局，提高结构实用效率，整个建筑结构简洁明快不会受到过多的限制。在大跨度结构在建筑工程中，尽量避免过度的大跨度。在实际的应用中并不是跨度越大越好，跨度太大不实用，跨度太大会消耗大量资源，不经济不实。随着目前科学技术的快速发展，结构的自身总量可以通过新型的轻质材料来减轻，同时新型的轻质材料更加安全更加经济。在建筑工程中大跨度的实用尽量多采用拉压杆件避免使用受弯杆件，我国近几年虽然没有出现过大跨度结构的严重事故，桥梁和多层楼房坍塌事故也发生过，场面触目惊心。

四、应用中注意概念设计

概念设计在大跨度结构的应用中非常的重要，但是在平时没有受到设计者的重视，重要性被其忽视。不同专家对概念设计有不同的看法。有的专家认为概念设计要追求安全、满足结构条件，满足最高水平的功能要求。有的专家认为概念设计要经济和耐久，尽量采用方便的施工方式，保证人与自然的和谐关系，重视资源的循环实用。还有的专家认为概念设计应该艺术和工程科学合理的结合，足够的创造意识才能产生更多新的结构。由此可见概念设计在建筑工程大跨度结构的应用中是非常的重要的。目前在我国一般是先追求建筑的实用性然后再追求美观，安全是一切建筑工程结构的根本。

五、施工质量控制

在建筑工程中大跨度结构的特殊性，在施工中需要格外谨慎，施工质量控制要严格按照要求。对于钢构件制作、安装时的基准线和定位方式必须进行严格检查控制，在制作焊接完成后，对钢构件结构的所有支点的三维空间位置验收尺寸。在钢结构焊接前一定要充分了解钢结构的钢种和技术，严把接头装配质量关监理人员要加强对于焊接质量的检查。严格按照标准规定要求对焊接部位进行预热，在焊接完成后应及时按标准要求进行后热。对按照设计及国家规范需要进行探伤的焊缝，不合格部分及时通知焊工返修。钢结构安装阶段也要严格控制质量，要及时做好钢结构的安装检查工作，避免出现虚焊现象，在整个工程建筑中避免埋下安全隐患。

六、结束语

随着社会经济的发展，对大跨度结构的需要越来越多，大跨度钢结构的样式和用途越来越广泛，其施工质量和标准也越来越严格。设计理念、材料技术迅速发展，我们要保证施工质量、保证施工工艺符合规范的要求，合理运用新技术、新工艺，科学地组织建筑工程的各项技术工作，提高和保证工程的质量和经济效益，应用得当是大跨度结构在建筑工程中得到充分的发展。

参考文献

[1]浅论大跨度结构在建筑工程中的应用

[2]徐晓雯.《中国科技投资》–2016（18）.