大跨度结构建筑工程实例精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇大跨度结构建筑工程实例，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：大跨度；钢结构房屋；抗震性能；抗震性能设计

中图分类号：TU2文献标识码： A

随着社会经济的快速发展及我国人均生活水平的提高，为满足人们对生活空间的追求，需要扩大我国建筑行业的规模并提高发展速度。大跨度钢结构的研发迅速被应用到房屋结构的建筑中。我国大陆板块结构复杂，处于地震多发地带，每年因地震产生的损失不计其数，更极大的威胁着人民的人身安全。因此，房屋建造时，房屋建筑的抗震性能要引起足够重视。

一、设计、研究大跨度钢结构房屋抗震性能

首先，要在大跨度房屋的结构设计上添加抗震性能因素，然后在进一步实现大跨度钢结构房屋建筑的抗震性能的设计，并制定相应的性能优化目标。设计大跨度钢结构房屋的抗震功能，必须要非常了解设计的方案，具体问题具体对待，不允许套用同一个方案解决不同的问题。要针对具体问题撰写并分析相应的方案，找出每个钢结构建筑的结构特殊性，制定出与之符合的易于操作和实现的抗震性能优化目标，同时，为满足预期优化的目标有必要采取应对措施。实际情况下建筑设计要复杂的多，会受到很多因素影响，这些因素会大大影响钢结构建筑房屋的抗震效果。影响因素是：场地条件，抗震设防类别，设防烈度，结构设计的特殊性，建筑开支，恢复难易程度，震后损失等。根据大跨度钢结构建筑的抗震效果，可以把结构的抗震效果分为五个水准。

同时，通过树立不同的建筑结构抗震性能的目标，可把抗震性能的目标分为四个等级。结构抗震性能设计应分析结构方案不符合抗震概念设计的情况、选用适宜的结构抗震性能目标，并分析论证结构设计与结构抗震性能目标的符合性。结构抗震性能目标分为A、B、C、D 四个等级。

性能水平1：完好、无损坏

性能水平2：基本完好、轻微损坏；

性能水平3：轻度损坏

性能水平4：中度损坏

性能水平5：比较严重损坏

二、设计大跨度钢结构建筑房屋的延性性能

1 大跨度钢结构房屋设计延性性能的重要意义

随着建筑行业的发展，现在建筑的普遍高要求，高强度建筑材料的发展及应用，这些都促使钢结构建筑的跨度越做越大，设计高效的延性性能对建筑的抗震效果非常重要，甚至是大跨度钢结构建筑抗震性能的中流砥柱，它直接影响到房屋的抗震效果。如果设计的大跨度钢结构建筑的延性性能较好，在使用后期其部件和结构会比较牢固，弹性较强，能承受一定的变形，使用寿命延长。

2 大跨度钢结构建筑房屋延性性能的应用原理

传统延性性能的分析方法两种假设是线性假定和平面假定，但现在已不在使用传统的方法，因其有缺陷。缺陷是大跨度钢结构建筑在达到屈服载荷承受极限时，变形程度很大，表现出来的是几何的非线性性质，而不是传统的线性性质。该情况出现的原因是当钢结构建筑房屋达到屈服载荷时，钢结构处于最大载荷阶段，同时，房屋建筑材料的性能也在随之转变，其弹性力度逐渐减弱，向塑性性能转变。因此，建筑材料的性能由传统的线性性质向几何的非线性性质转变。所以传统的结构分析方法已不在适用。

在大跨度建设下的钢结构的设计过程中必须要对钢结构的延性性能进行控制，主要的设计思路表现为:1)在对钢结构的延性性能进行设计时，其中关键性的性能参数有:破坏变形、屈服变形、破坏荷载、屈服荷载等;破坏荷载指的是结构响应的过程中，构件的加载曲线中最大的荷载;屈服荷载指的是结构响应的全过程中，构件加载曲线出现转折时的荷载，在结构的设计过程中，破坏荷载就是最大荷载，而其中的破坏变形指的是破坏荷载所对应的构件的形变，屈服变形指的是屈服荷载所对应的构件的形变；2)在钢结构的延性设计中，设计的重点是要得到相关的延性性能的参数，以此来确定出合理的屈服变形值、屈服荷载值，保证在钢结构的运行过程中是在安全的设计荷载下使用，同时要对承载力系数进行合理的确定，保证钢结构在运行的过程中有一定的承载力储备；3)在钢结构的延性设计中还有一个重要的设计指标就是变形比例系数，其能保证钢结构在运行的过程中有足够的变形能力储备。

三、设计大跨度钢结构房屋的抗震预制性能

1 大跨度钢结构的构件拼接建筑结构

将钢结构构件拼接建筑结构应用在大跨度钢结构房屋中，会大大增加大跨度钢结构房屋的抗震效果。由于钢结构构件的拼接增加了房屋建筑塑性铰的数量，这样就大大提高了大跨度钢结构房屋抗震性能。钢结构构件拼接建筑结构的优点有两点：一是使钢结构房屋的抗震性能提高，二是当突发地震时，其较强的抗压、抗拉、抗剪性能可有效减缓房屋倒塌的过程，延长坍塌时间，大大提高了钢结构建筑房屋的抗震性能。

2 大跨度钢结构建筑房屋的支撑布置结构

现在，钢结构的诸多优点促使其在钢结构高层建筑中应用广泛。由于高层建筑钢结构的高度问题，为保证高层建筑的稳定性，必须有强有力的支撑。这种支撑不仅需要竖直方向的支撑，还需要水平方向的加强层。水平的加强层的加设能够大幅度提高钢结构建筑整体的刚度，其具体作用是有效控制楼层的顶点位移及楼与楼之间的位移设置。另外，水平加强层的加设不但能使钢结构房屋整体的刚度增强，而且能确保房屋建筑施工中钢的使用量减少，以节约成本。可见，大跨度钢结构建筑支撑布置结构的重要性之大。

3 大跨度钢结构房屋的轻型门式刚架结构

大跨度钢结构房屋的轻型门式刚架结构分为两种，分别为变截面门式刚架和等截面门式刚架。其结构主体的组成部分是变截面门式刚架或等截面门式刚架。钢结构房屋一般采用铰接或刚接的柱脚设计。轻型门式刚架结构优点非常多，比如重量较轻、安装便捷、易于施工、施工速度较快、经济实惠等。综合以上优点，使用轻型门式刚架结构的群体也越来越大，其常常应用在大跨度钢结构房屋建筑中。

4大跨度钢结构房屋的巨型梁设置结构

在建筑行业中，巨型梁的设置是钢结构房屋的抗震性能的关键，它是设计巨型钢结构抗震性能的重要因素，它的应用与否，是保证大跨度钢结构房屋抗震性能能否实现的关键。虽然巨型梁的设置很重要，但并不是数量越多越好，建筑结构的不同所需要的巨型梁数量也不一样。通过实验可知，巨型梁位置的稍微改变都会引起对钢结构房屋整体结构强烈的反映。因此，在应用中，巨型梁的设置应该引起我们足够的重视。

四、案例分析

1工程简介

渭南市体育中心体育馆包括比赛区和训练区，其平面结构是220mx120m, 建筑总高度是34m, 钢屋盖投影面积约22000扩。总体钢结构由钢屋盖、16.3m及19.3m两个钢夹层组成,混凝土部分分为5, 7，12m三个楼层。比赛区钢屋盖采用大跨度钢结构,运用空腹网壳受力体系, 网壳矢高5-10m,矢跨比12/0-1/10,最大跨度99m,网壳采用箱形截面450、250*14*14,材质采用Q345B钢。图1是其剖面图。

2荷载条件

2. 1重力荷载

钢结构构件自重通过程序自动计算，钢材容重y=78.5kN/m3。屋面恒载是0. 8kN/m2，活载是0.5 kN/m2。

2.2风荷载

基本风压:50年重现期的基本风压值是0.61kN/m2，是正常使用极限的验算，100年重现期的基本风压值是0. 67kN/m2，是承载能力极限状态的验算。

本工程的风荷载是按《渭南市体育中心体育馆风荷载试验研究报告》进行计算，50年重现期最大风压值为-3. 03 kN/m2。

2. 3温度荷载

混凝土结构考虑±15℃温差，钢结构考虑±30℃温差。

2.4地震作用

根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)，本工程所在地区抗震设防烈度为7度，地震分组为第一组，基本加速度值为0.1g。根据《建筑工程抗震设防分类标准》( GB50223-2004)第6. 03条，本工程抗震设防类别为乙类，抗震构造措施按8度。根据场地安全性评价报告，地震的最大地震影响系数amax=0. 105(竖向)，0. 140(水平)，特征周期Tg=0. 40s(竖向)，0. 50s(水平)。计算结构时，在建筑结构的两个主轴方向要分别考虑竖向地震影响，并进行抗震验算。地震影响按安全评估报告取值。

3延性设计

所用的软件是Midas7. 8. 0。

3.1材料选取

对材料的要求：钢材强屈比大于1.2,钢材的屈服台阶要明显，且伸长率要大于20%，因此选用Q345 B钢，

3. 2变形要求

对大跨度屋盖结构在重力荷载代表值、多遇竖向地震作用共同作用下组合挠度值不超过L1 /400。场馆中部:(挠度)/D(跨度)=143/99000=1/692 < L1 /400满足要求。

总结

随着建筑业的发展，钢结构得到越来越广泛的应用，特别是大跨度钢结构建筑房屋的数量越来越多，因此，要严格提高大跨度钢结构建筑的结构形式并严格要求其相关技术要求。同时，我国处于地震极其活跃的大陆板块，近几年发生的地震带来的损失巨大，根据这一实际情况，我们应该着重提高房屋的抗震性能，对大跨度钢结构建筑的抗震性引起足够的重视，改进钢结构建筑的结构形式，并尽可能提高其延性性能，增加房屋建筑的可靠性、稳定性，做到把地震带来的灾难损失最小化。

参考文献

[1]熊文文.大跨度钢拱结构抗震性能研究[D].大连理工大学，2011年

篇2

本文依据工程实例来对大跨度屋盖钢结构工程桁架施工进行了简要的分析，主要分析的重点内容包括桁架施工要点以及施工方法，桁架的施工关系到大跨度屋盖钢结构工程的整体施工质量，因此对其施工质量的要求更为严格。通过合理的施工以及质量控制，以提升桁架施工的整体质量。希望本文的探究能够为相关的人员提供一定的参考和借鉴。

关键词：

大跨度屋盖；钢结构工程；桁架施工

如今的大型建筑工程建设数量越来越多，而在大型建筑工程中，应用最多的结构形式就是大跨度屋盖钢结构，该结构施工的过程中，应用的主要施工方式就是桁架施工，本文主要就工程实例来对大跨度屋盖钢结构工程桁架施工进行详细的研究，合理的对桁架施工的方法以及施工要点进行了全面的探究，以为提升桁架施工的质量奠定基础。

1工程概况

某建筑工程采用的是钢结构进行施工，建筑总面积为162245.7m2，而钢结构形式主要就是三角结构桁架，其中钢结构的总重量为1200KN，而钢结构中的主桁架的重量则为950KN，其中每一桁架的长度均在45.5m左右，而桁架的两端位置，间隔距离在3.5m，而除了主桁架之外的其他桁架，每榀之间的距离均为8m，桁架支座的标高则主要为25.684m，在桁架的上弦顶部位置，标高则主要为29.560m。该建筑工程的屋面结构为钢结构，其投影所覆盖的面积为5560m2，在钢结构屋盖中，主桁架主要为9榀，而次桁架的数量则为15榀，系管数量33榀，斜撑数量45榀，而在钢结构屋盖上，除了这些部分以外，另外的构成部件则为马道以及屋面檀条等，钢结构的构成元件主要包括管材、钢板以及各种西药的构建等，而选择的管材则主要应为无缝钢管，而钢板则需要采用Q345B，而次要的一些构件则应采用Q235B。

2施工方案

2.1具体施工要求。

依据施工现场的具体情况，同时在对桁架结构进行具体分析的基础上，要合理的对屋盖钢结构进行详细的分析，所应用的屋盖钢结构需要在工厂内部进行加工处理，将每一个屋盖钢结构都进行合理的标注，然后依次将加工制作的屋盖钢结构运输到现场进行运用，将桁架尽可能的放置在需要进行桁架施工的工程下方，对拼装位置进行合理的选择，对胎架进行合理的设计、组装以及焊接，在对汽车的吊装位置设计完成之后，就可以对整榀的桁架进行吊装处理。

2.2工厂加工。

在该建筑工程中吗，所应用的主桁架截面呈现几何图形样式，而且主桁架截面的尺寸也可以设定为2500×1500mm，其中一个单独的榀桁架的标高则为4250mm，工厂在对桁架结构特点进行详细分析后，就可以依据相关运输的要求以及施工质量控制的方法，在工厂对整榀的桁架进行加工处理，根据相关工艺技术的要求，可以将整段的桁架均分为三个部分，按照阶段进行加工。要切实的保障弯管加工的精确性，利用弧形杆件进行加工处理，按照相应的比例要求，进行放样预拼。所有需要应用到的一些部件，在出厂之前都需要经过严格的检验，只有检验合格的工件才能够正式的投入到施工中，并对每一个工件都进行清晰的标记标注，在安装拼接的时候要严格的按照顺序进行拼接处理。

2.3现场桁架拼接。

在将桁架的相关构件制作完成后，就可以运输到现场进行拼接施工。而在拼接处理的过程中，要注意要找拼装基准线的设定标准，采用胎架对桁架进行支撑，对桁架实行有效的拼接处理，这样可以使得桁架的空间可以保持立面结构。要对支撑点的位置进行合理的确定，单元桁架要利用汽车来进行吊装拼接，要注意利用电焊机来对下胎架进行焊接处理，而焊接的顺序则为接口、直腹杆、斜腹杆，在焊接的过程中，也要遵循一定的原则，要保持焊接的对称性。

2.4楼面加固处理。

通过现场平面布置图中了解到运输通道至中厅的吊车行走路线的下方均有地下停车场，楼板设计荷载为15kN/m2，通过验算在施工过程中楼面荷载达到30kN/m2，才能满足机械行走、站位吊装要求；在楼板下方采用钢管脚手架进行支撑加固，加固高度为3.72m，用φ48×3.5的脚手架管在加固区域搭设满堂架，此区域满堂架立杆上端必须撑紧，立杆横向、纵向间距为600mm，步距为800mm，通过验算满足施工要求。

2.5桁架吊装。

吊装桁架时汽车吊车头朝相对应轴方向，使吊车的工作幅度为8m，50T汽车吊在工作幅度8m时，臂长32.7m可以起吊重量为12.3T>12.28T，吊车工位幅度满足吊装要求。起吊前在桁架两端系上方向牵引用风绳，桁架底部起升到25m时，主臂朝对应轴方向旋转，旋转到另一轴部位左右趴杆，桁架基本到位，微调好轴线及左右距离后，与钢支座焊接固定。固定好后松钩，第一榀桁架吊装完毕，当两榀主桁架吊装就位后及时完成其之间的次桁架和相关构件，以便使两榀主桁架形成一个稳固的整体。

3施工控制要点

3.1施工规划。

本工程结构拼装区域场地、进场通道、吊装工位狭小，起吊构件超长，安装、吊装操作空间紧促，在道路布置、桁架拼装、吊装过程中必须确保所选方案合理性。且相当部分数量构件在高空安装，这些比较复杂的操作要求车间制作精度不仅要满足施工规范和设计要求，还必须较好的满足现场安装工艺的需要。此外，对于现场施工人员，特别是起重作业人员和起重指挥人员，分别要有相应的施工经验和指挥协调能力。

3.2施工验算。

对于屋盖钢结构本体施工验算：本工程拟采用楼面加固，大吨位汽车进行单榀桁架整体吊装。现场应按照施工顺序确定分析工况，施工区域、通道楼面整体验算，以及楼面、通道加固整体施工验算，整榀桁架吊装的吊点内力施工验算，施工机械、吊索选择施工验算，为工程吊装控制提供具体详细的理论数据进行指导。

3.3施工测量。

现场在拼装胎架上拼装、空中安装，应随时进行跟踪测量，确保各阶段组装安装的准确性，施工测量观测点应根据施工规范、控制要求进行确定，确保观测点数据的代表性。施工测量数据应及时与设计数据进行比较，如发现偏差及时向工程技术负责人报告，查找原因并提出整改措施。

4安全保障措施

在大跨度屋盖钢结构的安装过程中，必须要做好一定的保护措施，以免在施工中发生意外事故，给施工现场人员的人身安全带来威胁，同时也避免了事故发生对工期进度的影响。一般要求现场施工中所使用的吊装机索具都应符合国家相关规定，尤其是当这些机械设备需要进行局部变更时，一定要征得工程技术部的批准，以确保安全。结束语综上所述，在对大型建筑结构进行施工的过程中，采用的结构形式通常为大跨度屋盖钢结构，而在该结构工程中，桁架是其中的重要构成部分，桁架施工的质量，将直接影响到大跨度屋盖钢结构的施工质量，要想能够使得大跨度的构件以及相类似的工程可以进一步的得到质量上的提升，就需要合理的采用有效的施工方法对桁架进行施工处理，以保障大型建筑整体的施工质量，从而更好的推动大型建筑的发展和建设。

参考文献

[1]束伟农，朱忠义.钢结构在机场航站楼工程中的应用[J].施工技术，2011(1).

[2]李乘建.大跨度空间管桁架施工关键技术的研究[D].西安：西安建筑科技大学，2012.

[3]张爱莉.大跨度钢桁架结构施工方案的优选研究[D].重庆：重庆大学，2013.

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[关键词]大跨度、钢结构、应用、发展

中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

大跨度钢结构建筑在奥运会以后得到了快速的发展，钢结构的形式和种类也在不断的增加，相关的技术应用也逐渐的成熟，在一定程度上推动了我国建筑业的发展。随着科学技术的不断发展和新技术、新材料的不断应用进一步推进了大跨度钢结构的发展，大跨度钢结构在我国具有十分广阔的发展空间。

二、空间结构的应用进展

三十年来，我国空间结构技术水平有了很大的提高，其应用范围有了很大的扩展，以下按十年一个发展周期，回顾一下我国空间结构的发展历程。

1、成长发展期

1982 -1992 年是我国空间结构的成长发展期。当时空间结构的应用还主要局限于体育场馆，以各省会城市的中型体育场馆建设为主。为迎接 1990 年在北京召开的第十一届亚运会，北京新建了13个体育馆。这一时期，体育事业得到了高度重视，但限于经济实力，体育馆的跨度一般为 70 ～ 80 m，体育场开始采用挑蓬覆盖看台，悬挑跨度约为25 ～30 m。在这些中型体育场馆的建设中，焊接空心球节点的空间网格结构是主要的结构形式。结构虽大部分以平板网架为主，但也开始了结构形式的多样化，如北京体育学院体育馆、石景山体育馆采用了双层网壳，北京亚运会奥林匹克体育馆采用斜拉网壳，这些都开启了以后双层网壳结构和斜拉结构的研发及应用。

2、壮大发展期

从1992-2002 年，空间结构的应用范围有了更大的发展，在体育场馆的建设方面仍保持高速增长，其一显著特点是各类结构体系得到广泛应用。随着体育馆跨度的增加，双层网壳结构展示了很好的结构性和跨越能力，如 1995 年建成的天津新体育馆、1996 年建成的哈尔滨速滑馆、1997 年建成的长春体育馆。膜结构的研发及工程应用取得了重大进展，如1996 年建成的上海八万人体育场、2000 年建成的青岛颐中体育馆、秦皇岛体育场等，膜结构开始了在体育场馆的大面积应用。斜拉结构得到了业内的重视，开始有一定的应用。在继北京亚运会奥林匹克体育馆以后又一个成功的实例为 2000 年建成的浙江黄龙体育中心体育场，挑蓬悬挑为 50 m，斜拉索在调整结构内力和控制位移方面起了很大作用。

3、成熟发展期

2002-2012 年是我国空间结构全面成熟期，其结构体系更趋多样化，应用范围更广。为迎接 2008 年北京奥运会、2009 年济南全运会、2010 年广州亚运会和深圳 2011 年世界大学生运动会等大型体育赛事，各地建成了一批大型体育建筑，其中有代表性的包括北京奥运会主体育场“鸟巢”、国家游泳中心“水立方”采用多面体组合的空间刚接网格结构，用气枕式乙烯和四氟乙烯共聚物、国家体育馆、济南奥体中心体育馆、深圳宝安体育场、深圳湾大运中心体育场等。

三、展 望

从中国土木工程学会空间结构委员会成立至今的三十年来，我国的空间结构领域从技术研发、工程设计到制作安装技术等方面都取得了很大的进步。展望下一个十年，我们应对空间结构的发展有一个战略规划，为了满足我国大跨空间结构发展的迫切需要，快速使我国空间结构的技术和水平列于国际前列，以使我们尽快赶上世界上发达国家技术水平，这

要求我们加强研发和创新，提高基础理论水平，加速培养创新型工程技术人才，开展新型结构材料和新型结构体系的研究，创造性地开展新型大跨度结构工程的实践。

1、加强创新理念

为使我国大跨度空间结构在下一个十年的技术水平有一个飞跃性突破，我们应进一步重视创新理念的培养，尤其是原创型创新。从我国空间结构的这三十年发展来看，技术创新是永无止境的，我们应按使用功能要求追求更大的跨度，探索更轻、更新颖的结构体系，确保结构的安全和耐久性要求，实现施工的简捷和更经济的造价。为了达到空间结构研发的原创型目的，要求我们加强基础性、公益性研发工作，注重创新型研究人才、创新型工程人才的培养，要求我们在新型材料研究方面有很好的突破，要求我们就新型结构体系方面开展更多的工程实践。

2、注重建筑与结构的高度融合

对于大跨度空间结构的创新，要求高素质的建筑师与创新型结构工程师在工作中的密切配合。对于结构工程师来说，不能要求建筑师局限于既有的结构体系，同时也不能以简单满足建筑师的“新、奇、特”要求而不考虑结构的合理性。对于建筑师来说，追求美和新颖的造型是建筑创作的动力源泉，但需要结构工程师的积极配合，要在建筑方案的创作中更多地融合结构理念，大跨度空间结构发展中必须要这么做，这是高素质建筑师与创新型结构工程师必须承担的社会责任。

3、成为绿色建筑的典范

大跨度空间结构理应成为绿色建筑的典范，应首先在确保结构安全的前提下，将结构设计得结构效率更高、自重更轻，并积极采用高强材料，以节约材料和资源，即将单位面积屋面结构自重作为大跨度结构合理性的一项重要技术指标; 其次在结构设计中，结构与建筑应密切配合，考虑屋面的保温隔热、自然采光与通风等要求，提高大跨度公共建筑的舒适性并减少

建筑能耗; 另外是要做好大跨度空间结构的结构性能监测和结构维护，以确保设计使用年限内的安全性并延长使用寿命; 最后是达到使用寿命而进行拆除时应对材料做好分类回收工作。

4、拓展空间结构的应用范围

大跨度空间结构已从以往的以体育场馆为主，扩大到应用于会展中心展览馆、航站楼和机库、火车站及单层工业厂房或构筑物顶盖等，带来了空间结构发展的空前繁荣。但我们也应看到，大中城市的大型体育场馆、会展中心建设已过去，铁路及火车站建设开始更多关注经济成本。因此，在今后一段时期，空间结构工程的应用总量将有所减小，对我们来说一个迫切任务是拓展空间结构新的应用范围。目前，城镇化进程是今后一段时期推进我国经济发展的最大动力，而对中小城镇的建设完善配套、对大中型城市的城市功能提升是城镇化工作中二个主要方面。从城镇完善配套来看，将有一大批中小型的城镇文化体育设施需要建设; 从提升城市使用功能考虑，结合轨道等公共交通投入将加大大中城市的城市综合体建设。这二个与城镇化进程相关的方面我们应密切关注，尤其是要探索与研究空间结构在城市综合体的应用。

5、研发和应用高强、高性能结构材料

对于大跨度结构技术发展的突破之一，是新型高强结构材料的研发，每一次高强结构材料的研发成功都会带来一次大跨度空间结构的飞跃发展。要实质性地推动结构膜材的国产化研究，尽快实现膜结构工程用材的国产化，以显著降低成本，扩大膜结构的工程应用面。加强高强度、高性能、高抗腐性索产品的研发工作，如涂铝锌高强度钢绞线、高密度聚乙烯护套高强钢绞线、Z 型自密封索等高性能产品，探索高强碳纤维的应用。

钢结构用材应普遍提高一个强度等级，即积极推广应用 Q345、Q390 钢材，逐步淘汰 Q235 钢材应用，通过提高钢材强度等级，以减少材料消耗，实现节能减排要求。JGJ 7—2010《空间网格结构技术规程》已对结构的挠度验算有所放松，即可以用结构起拱方式放松对挠度的限制，以便高强度等级钢材的应用。

四、结束语

在当前的经济发展过程中大跨度钢结构显然已经成为建筑的主流，在一定程度上推进了新材料和新技术的应用，大型钢结构是我国发展的需要，具有广阔的发展前景，为大跨度钢结构施工的过程中，我们要不断的对新工艺和新技术进行总结，推进钢结构的快速发展。

参考文献：

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关键词　管桁架；大跨度；设计安装

中图分类号TU5 文献标识码A 文章编号　1674-6708（2013）82-0147-02

我国建筑业的蓬勃发展，带动了钢结构事业的不断前进，各种钢结构的理论建筑设计不断科学化、体系化。钢结构的部件的质量也有了很大程度的提高。对于大跨度管桁架设计上，钢结构的应用使得整个工程的质量与外观有了本质的提升。本文旨在通过对大跨度钢结构管桁架的设计与安装，进行简要的讨论，以此来达到对钢结构空间管桁架体系的认识。

1　管桁架的初步认识

管桁架依据杆架布置的不同以及受力特征的不同，一般分为平面、空间两种管桁结构。顾名思义，平面管桁结构就是上、下弦以及腹杆全部处于同一平面。这种结构的外部刚度较差。空间管桁结构的上、下弦同腹杆通常处在三角形截面上，这种结构的跨度大，稳定性高，外观通常也比较富有美感。在外支撑不能布置的时候，采用稳定性高的三角形桁架来构建一个跨度大的空间。这种结构方式减少了支撑够件的数量，所以比较经济。

2　工程概况及施工安装浅析

2.1工程概况

坐落于“人间天堂”——苏州的苏州科技学院，为新校区建设篮球馆。该篮球馆工程采用大跨度钢结构管桁架进行施工，整个篮球馆呈正方形，建筑设计边长为79.2m，最高处为22.22m。共有10榀纵向主桁架以及12榀横向次桁架。这当中有7榀单榀主桁架，　2榀单片次桁架，最重主桁架重21.6t。

2.2工程技术特点

1）该篮球馆工程的屋顶桁架设计中，共有7榀长约61.6m的整体大跨度主桁架，桁架的跨度较大，单榀桁架的自身重量较大，标高较高，对于施工来说，如何在有限的施工场地对桁架进行组合安装，对设计及施工人员来说是一个不小的挑战；

2）该篮球馆工程的桁架与桁架间、桁架与支撑结构节点间都是选用的高精度的管材相贯节点，这就要求桁架的起吊与节点的焊接保证精密、牢靠。在各个构件的加工与安装的过程中保质保量；

3）大的桁架在运输过程中需要被分解成小桁架片，安装前要将这些小桁架片进行从新组合，在重新组合的过程中，要注意桁架的原有形态，保持高水平度的总拼胎架。

针对大跨度管桁架的施工安装，主要从吊装的有关细节进行分析。

2.3管桁架的吊装方法

国内目前对于大跨度钢结构管桁架的吊装主要有整体吊装、分段吊装、以及高空散拼等方法。该篮球馆工程比较复杂，一方面桁架自身重量大、吊装的高度高，整个屋顶又是大跨度，另一方面现场地质地坪承载力有限，所以经过综合考量，最终选择的管桁架吊装方法是：在地面铺设胎架，在胎架上进行管桁架总拼，用双机台吊将管桁架整体吊装，最后进行次桁架等其余各个组件的拼装。

2.4吊装前的准备工作

2.4.1管桁架的拼装

该篮球馆工程所选用管桁架长度长，高度高，在运输时，将61.6m的单榀管桁架细化成几个小的部分，在篮球馆内进行总体拼接。所以，现场胎架焊接平台的搭设是准备工作的第一步。选择一处面积大、承载力高，面积约140m2的平整土地作为地坪，将已经搭接好的平台放在这块地坪上。使用水平检测器确保平台的水平度，以此来保证管桁架拼装时的完整准确度。这一准备工作的注意事项是在对过长的管桁架进行分段时，要对每一小段的管桁架的两端管口进行有效的加固，这样做的目的是预防管桁架由于被分段而在运输途中受到磨损或者变形，影响施工进度。并且，在各个小段的管口处要增添导向板，为管桁架的再次拼装提供方便。

2.4.2管桁架的焊接工作

由于主桁架在运输时被分成了6小段，所以在组装时要大量用到焊接工作，并且对接缝都采用一级焊缝，这对于焊接工作的精度具有严格的高标准的要求。要在焊接前对焊接方式方法进行设计，并且对焊接工人的水平技艺严格把关。同时，在对管桁架进行焊接的时候，要特别注意：首先，所进行的焊接工作必须要制定完善的报告，并且要有第三方评审意见。对于焊接过程中的焊接质量，要实行严格的检查制度，对焊接的位置、顺序等质量问题要严格把关；其次，一切有关焊接的材料要实现零污损，焊接工地的环境不能太潮湿，温差不能太大，不应该在雨雪天气中进行焊接作业。在焊接过程中，要预热焊接地点，并且随时加热保证一次成型；第三，焊接的顺序要严格按照先主管、后腹管，一管一焊不重复、不遗漏的要求，在每完成一项焊接后要及时对焊接完成情况进行细致的检查。最后，由于管桁架是二次拼装，要在管桁架焊接完毕后，单独对拼装口进行细致的磨光，将管桁架的整体磨损率降到最低。

2.4.3预埋件的复验工作

吊装前的准备工作最后一项就是预埋件复验。所有预埋螺栓都要被仔细认真的复验并记录，保证该工程的轴线偏差在±5mm的范围内，标高的偏差应该控制在±3mm的范围内。

2.5管桁架的吊装工作

管桁架的整体安装工作已经完成，下面开始进行管桁架的吊装工作。该体育管留给吊装的空间不是很大，这就增加了吊装工作的难度。根据实际情况，要动用2台130吨的吊车。首先要将管桁架进行安全固定，再用经纬仪对管桁架进行初步调直，为了保证调直位置要对调直后的管桁架用缆风绳进行固定。接着按同样的方法进行下一榀桁架的吊装。两榀主桁架吊装完毕后，开始次桁架及其它安装构件的吊装。两榀桁架组合完毕要及时检测组合后的垂直度。

对于抬吊过程中，两台吊车能否协同作战、密切配合对于吊装工作的完成具有决定性的作用。首先，要在施工前对于吊车司机进行良好的沟通难过，确认各种现场施工的起吊信号，明确起吊路线，确保司机按照交底内容进行操作，遵守信号员的命令手势，服从信号员的统一指挥。其次，在正式实施起吊工作前，要对起吊工具进行系统全面的检查，排除一切不稳定因素，保证不影响起吊工作的顺利进行。第三，对于拉拽的钢丝绳要万无一失。在整个吊装过程要保证钢丝绳的垂直绷紧。在起吊前，要在桁架升高半米时制动悬空，随后观察钢丝绳和桁架是否出现问题，出现问题则及时落地，没问题则继续起吊。第四，在吊车起吊过程中，要对起吊的速度、路线进行严格的控制，保证速度的均匀性，严格按照标线进行起到，偏离标线要随时调整。具体做法就是要在行进过程中，每前进升高1m就要检查1次。

对于管桁架垂直度的把握，要采取多管其下的方式方法。吊车每安全送达一榀管桁架后，就要立刻对该管桁架进行垂线测量，当预埋件与桁架轴线相互重合，那么才可以进行脚螺母的旋紧。之后，每形成一个桁架体系，就要从控制点到柱脚梁上对高程进行转变，并再次检查该体系的轴线是否与预埋件轴线重合。

管桁架安装的准确度和安装质量，要从两个方面进行有效的确保，一方面是平面位置相对轴线的精确度，另一方面是立面的相对标高的精度。所有精度的确认必须都要实行书面记录，这样可以为整个管桁架安装过程中产生的误差进行调整提供依据。

经过科学周密的设计与稳定的施工，最终历史90天，该体育馆的管桁架安装顺利完成，为苏州科技学院的体育教学提供了保证。

3结论

建筑的基本原则就是经济安全、美观实用，美观性与实用性在当今的建筑法则中，被重点突出出来，这就要求建筑的设计到施工技术都要与时俱进、不断创新。施工技术的创新发展不仅仅停留在施工建筑的方式方法手段上，而且体现在整个建筑施工过程中，要融合钢构件的最新制造方法、计算机结构设计的动态把握手法等等新式的技术，使得建筑业更好地实现从传统观念向国际化、科技化、机械化领域转变。由此可见，科技的创新、施工技术的发展对于一个建筑的生存发展起到关键的作用。而钢结构管桁架这个新式的建筑手法，在大跨度结构建筑的应用上，被越来越多的企业所认可。

参考文献

[1]王小波.钢结构施工过程健康监测技术研究与应用[D].杭州：浙江大学，2010．

[2]张慎伟，楼昕，张其林.钢结构施工过程跟踪监测技术与工程实例分析[J].施工技术，2008，37（3）.

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【关键词】城市建设；后浇带施工；类型；技术应用

后浇带是在建筑施工中为防止现浇钢筋混凝土结构由于自身收缩不均或沉降不均可能产生的有害裂缝，按照设计或施工规范要求，在基础底板、墙、梁相应位置留设的临时施工缝。后浇带将结构暂时划分为若干部分，经过构件内部收缩，在若干时间后再浇捣该施工缝混凝土，将结构连成整体的地带。同时，设置后浇带的部位还应该考虑模板等措施不同的消耗因素。

一、后浇带的类型

1、平直缝

平直缝的设置可以便于安装、拆卸模板，主要适用于事故及厚度较薄的工程施工中。这种后浇带施工缝的缺点在于只有较短的渗水线路，对后浇带界面的结合质量不能做到有效保障。

2、阶梯缝

阶梯缝具有支模便捷，便于折除，有较长的渗水线路等。混凝土结合面在施工过程中要垂直于水压方向，只有这样才能对界面结合的质量进行准确确定，同时增加其抗渗效果，在后期施工中，能为清理工作提供方便。

3、企口缝

企口缝的优势主要体现在混凝土结合面能够垂直于水压方向，界面结合效果十分明显及极大增强其抗渗性等。企口缝的缺点在于在进行后浇带形式支模施工时将会增加其施工难度，在浇注施工中不能对所有位置进行浇注作业，会形成死角，这样就不能有效达到施工所需的密实度，同时增加了模板拆除及清理过程的难度。施工企业在成型后必须重视边角保护工作，如边角存在质量问题将直接影响到施工后期接缝的质量。

二、城建工程施工中后浇带施工技术应用

1、宽度及间距的合理设置

应用后浇带施工技术在建筑施工中，需要建筑施工结构始终保持一个良好的整体性。对于楼层低于22 层的楼板及基础，不能断开及切割其具有受力效应的钢筋，主要原因在于这样可以提高建筑施工结构的整体性，还能达到建筑施工安全标准的需求。当建筑施工中采用的后浇带有很大的跨度时，必须断开及切割受力钢筋，随后在浇筑后浇带施工对其进行焊接联接处理，这样可以有效防止楼板出现结构下垂弯曲现象，产生这种现象的主要原因在于两头受力过大。通常情况下后浇带的宽度要控制在7到10米之间。在建筑工程施工中施工企业要重视设置后浇带间距的问题，如施工图纸有留设时，必须严格遵循施工图纸的留设进行施工。如施工图纸构建的间距，则不需要依据施工图纸留设进行施工，要根据施工的具体情况进行有效施工。

2、时间及断面形式的合理选择

在选择断面形式时，其断面形式与混凝土结构断面形式相同，这样可以有效防止因集中受力严重而导致建筑结构出现变形情况，同时起到预防后浇带浇筑过程中直缝现象的产生。选择后浇带施工时间时，必须对混凝土构建的时间进行充分考虑，在楼层低于22层的建筑施工中，必须在高层建筑及裙楼结构与基础的沉降施工结束后进行浇筑作业。如两者同时进行进行施工作业，则会出现裙楼比高层建筑施工时间短的情况。在沉降时间方面，裙楼荷载形成沉降的时间要比高层建筑主体部分形成的沉降时间早，这样就会增加两者之间的沉降差。为避免这类问题的出现，可以采取后浇带施工在高层建筑主体部分沉降结束后进行施工作业的方式，来有效处理沉降差的问题。

3、位置及材料的合理选择

建筑施工后浇带施工技术在选择位置的过程中，可以根据施工要求，将混凝土构件受外力影响较小的位置作为最佳选择。在建筑工程剪力墙施工中其后浇带的设置不能在中部位置。其后浇带位置要设置在大梁或模板上，这样可以有效避免因过大剪力或弯矩，出现构建压力过大的现象。在选择材料时，必须将裂缝清理干净，同时保持后浇带构件表面的湿润度。施工材料必须选用无收缩类型的微膨混凝土。

4、预设模板与混凝土浇筑

在建筑工程后浇带前必须进行充分的准备工作，主要包括模板预设工作。严格按照后浇带施工的规范进行有效施工，混凝土浇筑施工前，必须选择符合施工要求的模板钢丝网类型，保持模板钢丝网类型的统一性、均匀性，同时还要求钢丝粗细程度一致。在预设模板过程中必须确保质量符合国家相关规定，具有较高的稳定性、刚度及强度，只有这样才能防止当高层楼房主体结构及裙楼连接具有较大跨度时及地下室梁所支撑的荷载大于钢支撑所承受的荷载时，不会出现钢支撑扣件损坏的现象。在浇筑混凝土施工时，必须严格遵循施工要求进行施工。浇筑后浇带时，必须对钢丝网模板受到的侧面压力进行有效控制，后浇带进行垂直浇筑施工时，必须将混凝土充分振捣，在振捣施工中不能出现过振情况，这样会导致模板内钢丝网出现破损问题。模板与机械之间要保持一定的距离，这样可以有效防止水泥浆液过度流失的情况。

5、垂直施工缝的处理及施工温度的控制

在处理建筑工程后浇带垂直施工缝的过程中，在压力水的作用下混凝土完成初凝后进行要对其进行冲洗作业，直到混凝土露出骨料停止冲洗作业，随后将钢丝网冲洗干净。在设置后浇带温度方面，其浇筑作业必须在合理温度下进行，这样才能确保混凝土新旧部分结合位置的质量符合施工要求。依据相关数据表明，施工最佳温度为10℃，要在浇筑完成后的2到3天内完成后浇带混凝土施工，这样可以有效避免混凝土干裂问题的出现。

三、结束语

综上所述，随着国民经济的快速发展，我国建筑工程行业的发展速度也得到了不断的提升，在建筑工程施工中各种新技术、新工艺的大量出现，推动了我国建筑事业的高速发展。后浇带施工技术在建筑工程施工中的大量应用，不仅可以有效降低沉降差，还能提高建筑工程的整体质量。

参考文献：

[1]王凤雷；曹迪；；浅谈后浇带施工的技术措施[J]；中小企业管理与科技（下旬刊）；2009年12期

[2]余孝礼；欧阳仕成；；论建筑工程后浇带施工技术的应用[A]；河南省建筑业行业优秀论文集（2009）[C]；2009年

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关键词：建筑工程；预应力施工；经济效益

一、前言

因施工的方便，工艺的先进，技术的可靠使得预应力施工在高层建筑领域里一枝独秀，在我国应用广泛，在建筑工程效果显著。本文主要探讨在房屋建筑上预应力的应用情况。

二、工程实例概况及特点

在某个建筑公司承接的建筑工程中，粘结预应力混凝土的梁结构是房屋面的主要大跨度梁构成，而22m是预应力的最大跨度，截面最小也是600mm×1300mm。此工程共有15榀的预应力的跨度梁，其中有3榀预应力梁分布在三层上。应力钢筋统统采用Ⅱ级的松弛钢绞线，Ⅰ类的锚具，夹锚具用在张拉的两端，而固定的端口用的是挤压的锚具。

这个工程采用预应力技术在其中的一段，面积大，施工时间长，不仅如此，在施工时还要注意局部压力大造成张拉过度，使混凝土的张拉端口出现破损。这在局部应用预应力施工工程里常出现的问题。

三、预应力施工工艺的流程和要点

1.预应力筋下料

预应力筋应该按照工程所需切割，若有剩余，应将剩余的下料送回工地的施工现场，在这个工程完成之前，下料的长度要等于钢绞线的长度，还要控制规定范围内的张拉端与下料存在的误差。完成下料后，要检查成品钢绞线是否存在死弯、磨损，检查完毕后，要将钢绞线分类。

2.预应力曲线的布置

预应力筋要按照设计的曲线设计布置，通常几个重要的位点控制线要注意最高、最低、反弯点。放线图要详尽的标在非预应力筋的表面，控制点要间隔在1.0m-1.5m之间，并要安排专业人员对曲线定期、定点准时的进行复检，防止出现大的误差。

3.支架的固定及焊接及波纹管的设放

不同的支架固定着建筑与盈利筋曲线的不同控制点，在完成普通筋捆绑和定型后，要根据要求的设计波动纹管，捆筋在正确的曲线各个控制点上，支架的固定及焊接的间隔要在1000毫米以下，只有直径不小于10毫米的支架才能保证准确的变位。同时放线的人员和焊工的工作人员要同时施工，一起焊接来准确固定支架在要求的位置。

普通筋捆绑完，支架也准确固定以后，就要进行铺管前安装固定端的锚垫了，波纹管被一点一点的嵌入到张拉端，长400m，旋入150mm后要用胶带密封，封堵就要用棉丝了，这样的施工就能最大限度降低弯折现象的出现，可偏差的范围在水平的层面上也能保证在10mm以内。

4.固定和预应力钢筋的安放及穿束

准备工作完成了，完成了普通预应力梁的捆绑，结束了固定架的焊接，铺放好了波纹管，预应力筋也被安放进波纹管里。接下来就是穿束预应力钢筋了，通常的方法采用单根穿束，并且要靠人工来完成，将穿束的端口包裹上胶布等软的东西，避免损坏波纹管的内部结构，如果发现波纹管被磨损坏，要及时包扎上防水胶布来防止水流进。

由于固定架限制着预应力的放置方式，因此建筑材料的预应力应在水平位置保持水平，在固定架固定以后，要保证波纹管及端口位置的高处放置着泌水管道，并且圆孔要开凿在波纹管的上表面，海绵或塑料压板要覆盖在开口的地方，放置杂物进入，有时还要用铁丝固定。

5.锚垫板的组装和固定

锚垫板要从波纹管的端口套进去，焊接在柱筋上，保证其牢固性。构件的一半要伸进锚具的固定端里面，在构建的里面，还要将张拉端垫板固定，还应保证预应力的筋须垂直于垫板的固定端和张拉端，最后填装进塑料和泡沫。

6.混凝土的浇筑

预应力穿束结束后，要及时检查辅助材料，并对检查出来的问题及时进行处理，检查主要包含数量、规格以及位置的正确与否。只有在结束所有的检查和修补才能进行下一步屏蔽验收的工作，在验收合格以后就能浇筑混凝土了。在浇筑过程中，要避免波纹管和浇筑的振动棒直接接触，还要注意用直径小的振动棒严密振捣工程的张拉端和重点梁柱点的关键部位，使其避免发生因为产生蜂窝的张拉事故。

7.预应力钢筋的张拉处理

在预应力钢筋的张拉前还要做一些准备工作。首先要清除普垫板管里的混凝土，清除干净后，接着将钢绞线上的泥浆和锈蚀清除，然后就是把工作锚板里用薄薄的一层黄油涂满并装上工作时的夹片，接下来就要安装千斤顶了，限位板装好，拉上张拉千斤顶，这项工程统一运用张拉一端的设计要求，为保证施工安全准确迅速地操作，还要根据实际情况做出适当的变动。但在张拉预应力钢筋时还有一些要格外注意的事项：（1）设备张拉时注意的问题。在张拉设备前启用前要统一进行一次准确的标定，然后依照公式计算张拉力需要的油表读数。（2）控制张拉力。（3）在张拉的程序上，要按照顺序顺次张拉，即从三层张拉到屋里，从一边结构张拉到另一边。（4）预应力筋伸长的程度。张拉过程中主要依靠应力控制，其次依靠伸长值控制，即双控管理。为了测准摩擦损失的系数，要在张拉前试验几次，在试验过程中，还应观察是否存在异常现象，若无异常，即可进行下个步骤。若出现诸如油压表的指针抖动强烈、滑丝出现滑动，就要停止张拉试验，只有排除问题后才能继续试验。（5）张拉现场的记录。要记录的数据除了伸长值、混凝土局部破损度及预应力筋断丝等情况外，还应记录断束等一系列数据，若发生严重问题要及时向上级反映。

8.预应力模板的拆除

要拆除预应力梁的模板，只有等到预应力筋张拉结束以后。

9.预应力孔道的灌浆及封锚

在预应力筋张拉试验结束后的24小时中及时灌浆，如果不能保证在这个时间段及时灌浆，就要采取一定的措施来保护钢绞线保持光滑，防止发生滑丝。由于灌浆在预应力施工作用很关键，因此要着重保证灌浆的质量，在灌浆之前要认真检查灌浆机，只有在确定灌浆机管道湿润、干净时，才可以压浆到预应力孔道里。在灌浆的时候要一次完成，不能中途停顿，因为停顿后会将空气带入到孔道中，使灌浆的结构不能达到预定的强度，会在某些自然灾害下发生重大事故，使人民的财产损失严重，要坚决避免。

灌浆完成后，等孔道里的注浆冷却并形成一定的强度后，就可以切除多余的预应力筋。注意，预应力筋在切割完成后其外露的长度要等于或大于30mm，最后用混凝土封闭其顶端，混凝土也要使用相同等级、相同强度。这在一定程度上能有效的阻止杂质的侵入和水分的丧失。

四、总结

预应力在施工中解决了好多之前一直困扰建筑行业的难题，因其采用一系列有效的措施，减少了混凝土钢筋的数量和截面尺寸，有效的将结构的空间使用率提升起来，而且在大跨度混凝土梁承受抗裂和抗压方面表现的尤为突出，这项技术也是建筑部大力推广的一门新技术，估计在不久的将来，预应力施工的影响在建筑工程领域会越来越大，方法也会越来越多，成绩也会越来越好。

参考文献：

[1]赵云杰.建筑工程预应力施工技术的探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2011，4（25）：11-12.

[2]唐金育.建筑工程预应力施工技术的探讨[J].科技风，2010，3（5）：15-16.

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关键字：建筑结构；钢结构；安装技术；质量控制

中图分类号：TU3文献标识码： A

0引言

以钢材为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢材特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强，用适用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产。[1][3]

钢结构建筑标志着一个国家或一个地区的经济实力和经济发达程度。进入2000年以后，我国国民经济显著增长，国力明显增强，钢产量成为世界大国，钢结构建筑在经济发达地区逐渐增多。特别是2008年前后，在奥运会的推动下，出现了钢结构建筑热潮，强劲的市场需求，推动钢结构建筑迅猛发展，建成了一大批钢结构场馆、机场、车站和高层建筑，其中，钢结构安装质量在钢结构施工中尤为重要，是保证钢结构建筑质量的重要一环。[1][3]因此本文结合工程实例对钢结构安装质量的保证措施进行概括总结。

该钢罩棚结构采用斜交网格空间结构体系，由于加工与运输条件的限制，钢构件不能成整体或单元式加工运输，钢管需散件加工运输至现场；部分支撑杆件需要进行分段处理，分段构件在加工中因下料切割有一定的尺寸偏差，再加上堆放、焊接等原因会使构件有一定变形，各种误差的积累，必将给现场安装带来不利，为了保证构件的接头质量和高空快速精确就位，必须对构件进行现场拼装。该结构体系在安装过程中施工难度大，安装质量难控制，因此对同类工程的施工具有较大的参考意义。[2][4]

1钢结构安装保证基本措施

钢结构安装前，应对构件的外形尺寸、位置、连接件位置及角度、焊缝等进行全面检查，在符合设计文件和有关标准的要求后，才能进行安装；在制作时考虑由杆件拼接焊接引起的收缩变形，或其他引起杆件的压缩变形，调整杆件的实际长度。

钢结构构件安装顺序应尽快形成一个刚体以便保持稳定，也利于消除安装误差；钢结构结构安装时，应注意日照、焊接等温度变化引起的热影响对构件的伸缩和弯曲引起的变化，并采取相应的措施。

须利用已安装好的结构吊装其他构件和设备时，应进行必要的验算；钢结构安装前，应根据定位轴线和标高基准点复核和验收土建施工单位设置的制作预埋件或预埋螺栓的平面位置和标高；钢网架屋盖的安装要求允许偏差，应符合《钢结构工程施工质量验收规范》、《网壳结构技术规程》的要求。

2测量及变形监测质量的保证措施

管网架结构单元拼装、安装节点数量多，铸钢节点分支杆件多、各节点尤其在单元构件拼装、单元构件吊装两个阶段的空间三维测量控制难度大。

测量及变形监测是控制钢结构安装质量的重要手段，钢结构安装一定要制定测量专项方案，选用先进的高精度测量仪器进行钢结构安装测量。采用三维坐标测量定位，确保定位精度。拼装过程对单元构件关键节点设置清晰、明确的测量标记，确保拼装尺寸控制准确。安装施工时根据单元关键节点标记设置定位点，确保就为空间位置准确。通过对节点三维空间位置控制保证单元对接后的整体精度。

采用高精度全站仪对铸钢节点进行空间三维坐标控制。铸钢件测量控制如图所示：

铸钢件测量控制示意图

主要监测的内容为通过对关键构件在施工过程的沉降、位移和变形情况进行连续不间断监测，及时对相关杆件的位移、变形量及其对设计参数的符合程度进行评估，了解结构、临时支撑措施的稳定性、安全性；对结构构件、节点、支撑的受力变形及破坏进行监测；对结构的变形状态和整体震动、结构受温度、风力、光照等气候影响产生的变化进行监测。

3钢结构焊接质量的保证措施

焊接质量控制分三个阶段进行控制，分别为：焊接前母材和焊接材料的确认与必要复验；焊接部位的质量和合适的夹具焊接设备和仪器的正常运行情况；焊接规范的调整和必要的试验评定；焊工操作技术水平的考核；焊接中焊接工艺参数是否稳定；焊条、焊剂是否正常烘干；焊接材料选择是否正确；焊接设备运行是否正常；焊接热处理是否及时；焊接后质量控制内容：焊接接头的质量检验；焊接区域的清除工作。

对首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理和不同品种的钢材之间的焊接等，应进行焊接工艺评定，并应根据评定报告确定焊接工艺。钢结构构件在受力状态下不得施焊。焊缝坡口形状和尺寸按照《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002。母材中不得有裂纹、夹层及分层等缺陷存在。不同厚度的钢板、钢管对接时，应将较厚板件焊前倒角，坡度不大于1：4（板厚差值：倒角长度）。

在钢结构中首次采用的钢种、焊接材料、接头形式、坡口形式及工艺方法，应进行焊接工艺评定，其评定结果应符合设计要求。焊接工作应在焊接工程师指导下进行，编织焊接工艺文件，并采取相应措施使将结构的焊接变形和残余应力减到最小。厚板焊接时，应注意严格控制焊接顺序，防止产生厚度方向上的层状撕裂。在施工中严格按照工艺文件中规定的焊接方法、工艺参数、施焊顺序等进行，并应符合现行国家标准《建筑钢结构焊接技术规程》的规定。对接接头、T型接头和要求全焊透的角部焊接，应在焊缝两边配置弧板和引出板，其材质应与焊件相同或通过试验选用。

引弧板、引出板、垫板的固定焊缝应焊在接头焊接坡口内和垫板上，不应在焊缝以外的母材上焊接定位焊缝。焊接完成后应割除全部长度的垫板及引弧板、引出板，打磨消除未融合或夹渣等缺陷后，再封底焊成平缓过渡形状。发现焊接引出母材裂纹或层状撕裂时，应更换母材，经设计和质量检查部门同意，也可进行局部处理。

现场进行手工电弧焊时风速大于8m/s，进行气体保护焊时风速大于2m/s，均应采取防风措施方能施焊。当工厂采用气体保护焊时，焊接区的风速应加以限制。风速在2m/s以上时，应设置防风装置，对焊接现场进行保护。另外，下雨、或者相对湿度大于或等于90%又无防护措施时，不得施焊。

4结语

本文以某特大型体育馆刚罩棚结构体系的施工依托，对钢结构安装质量控制的措施进行论述。从钢结构安装保证的基本措施、测量及变形监测质量的保证措施、钢结构焊接质量的保证措施三个方面进行总结概括。该结构体系在安装过程中施工难度大，安装质量难控制，因此相对具有较大的参考意义。

参考文献

[1]陈禄如； 刘万忠. 中国钢结构行业现状和发展趋势 [J]. 钢结构, 2004, 02:31-35.

[2]陈海涛. 建筑钢结构安装技术及质量控制要点[J]. 中国新技术新产品, 2010, 30(1):1-5.

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关键词：建筑结构形式；发展；力学原理

1引言

随着社会的发展，建筑业也在不断的发展。建筑业是我国的重要支柱产业，建筑业的发展带动着我国经济的发展。建筑结构形式需要运用力学原理，遵循将弯矩转变为轴力的力学主线。运用力学原理进行建筑物建设，能够节约建造成本，避免出现倒坍现象，促进人们的生活。

2建筑结构形式的发展史

建筑与结构是不可分割的，缺一不可。随着经济的发展，人们逐渐提高了对建筑结构的认识，建筑工程不仅要保证质量和性能，还需要符合美观的要求，满足人们的品味。因此，美观实用和安全可靠逐渐成为建筑工程的重要评判标准。但是两者基于不同的知识和技能，具有一定的差异，为了最大的满足人们的需要，专业人员不断提高这两方面的技能，美观实用和安全可靠的设计人员也不同。两者的知识和技能不同，导致专业人员需要掌握的内容也不一样。美观实用要求专业人员掌握美术和建筑这两方面的知识。安全可靠要求专业人员除了掌握美术和建筑这两方面知识外，还需要掌握力学、数学、制造与施工也等专业知识。随着建筑工程的发展，建筑工程要求专业人员掌握的专业知识也越来越多，美学、艺术等学科都需要专业人员掌握，学会运用，学习要求增多，难度也变大。建筑结构形式发展要求专业人员掌握专业知识，而专业知识又帮助建筑结构形式的发展，两者缺一不可，相互促进。

3建筑结构形式的划分

3.1按材料划分建筑结构形式按使用材料划分可分为木质结构、混合结构、钢结构钢筋混凝土结构、钢筋混凝土与钢的组合结构。其中，木质结构主要应用于单层建筑中，使用的材料为木制材料。混合结构主要应用于单层建筑和多层建筑，承重部分使用砖石材料，楼顶使用钢筋混凝土材料。钢结构主要应用于工厂房、承重能力强的厂房以及移动房等。其使用的材料主要是钢。钢筋混凝土结构主要应用于高层或者是多层建筑，其使用材料主要是钢筋混凝土。钢筋混凝土与钢的组合结构主要应用于超高层建筑，其使用材料主要有混凝土与钢筋。

3.2按墙体划分建筑结构形式按墙体划分可分为全剪力墙结构、框架一剪力墙结构、框一一结构、简体结构、框一一支结构、无梁楼盖结构。全剪力墙主要应用于高层以及超高层建筑，其属于建筑结构强度大。框架一剪力墙结构主要应用于高层建筑。框一一结构主要应用于高层和超高层建筑。简体结构主要应用于超高层建筑。框一一支结构主要应用于超高层建筑，其主要材料是钢结构。无梁楼盖结构主要应用于大空间和大柱网建筑。

4建筑结构形式遵循的自然力学规律

随着社会的发展，建筑结构形式的侧重点不同，但是无论是建筑还是结构都需要遵循力学原理，保证建设和结构的安全。结构物承受着一定的荷载，其在每个截面上都会产生拉、压轴力、剪力、弯矩、扭矩等。弯矩是最为危险的。弯矩和拉、压轴力产生的力偶钜是等效的。弯矩把内力作用到截面上，其内力分布不均匀。弯矩使中性层材料的力学性能得不到充分的施展。例如，一根杆件，给其施加一定的加压力和压力时采用轴向，折断它的可能性很小。但是，采用横向加力时会形成弯矩和剪力，折断杆件就非常容易。因此，建筑结构构建为了能够正常工作，必须要求每个截面承受剪力、拉、压轴力、弯矩。

5建筑结构的实例

5.1堆砌结构古埃及金字塔就是采用堆砌结构建造的。建造者为了表达对帝王的崇拜，采用了石材进行建造，石材承压能力强，且安全耐用。金字塔结构简约、体积庞大，给人一种敬畏的感觉。从结构学来讲，金字塔只承受压应力，受力结构简单。经历了数年的风雨变化，金字塔依然屹立不倒。堆砌结构形式的受力情况符合石材的要求，受到当时人们的喜爱。但是，金字塔的建造时间漫长，运用大量的人力、物力、财力，其内部空间小，使用价值不高。随着社会的进步，人类的需要提高，需要提高建筑结构的空间，由此，梁、板、柱结构出现在人们视野中。

5.2梁、板、柱结构梁、板、柱结构应用的材料是木材。石材承受拉力的强度低，因此不能承受弯矩。木材能够承受一定的拉力和压力，值得使用。在当代，钢材和钢筋混凝土取代木材占据主导地位。石材虽然有一定的弊端，但是仍受到人们的认识，木材虽然受弯能力强，但是也有一定的局限。欧洲很多建筑都采用此结构。例如，爱琴文化的克诺索斯宫殿、宗教神庙等。随后用发展了拱、壳、柱的结构。后来又出现了梁、板、拱、壳、柱的结构，其中罗马建筑是此结构的典范。

5.3拱、壳结构拱、壳结构深受古今中外的喜爱，拱、壳结构能够覆盖大跨度，代替了梁板结构。拱、壳结构符合把弯矩通过结构形式的改变转化为轴力的规律。通过该规律建造出的结构具有坚固、耐用、不容易破坏，容易保留的特点。此结构经过无数人的实践证明，具有可行性。实践证明，拱结构产生的支座水力能够使每一个截面生成负弯钜，负弯矩能够抵消正弯钜，受压力强。通过该结构建造的建筑物具有美观实用、坚固耐用的优点。根据此结构建造的建筑物具有标志性作用。例如，意大利威尼斯、圣玛丽亚.莎留特教堂、佛罗伦撒主教堂、罗马城万神庙、法国克勒芒-费杭圣母教堂等。

6结束语

随着社会的发展，建筑业也在不断的发展壮大，高层结构的建筑在建筑中占据重要位置。建筑结构形式需要遵循力学发展规律，根据该力学规律创造出更多的新结构，促进社会建筑业的发展。

参考文献：

[1]王友三.建筑结构形式发展的力学原理[J].建筑工程技术与设计,2015(7):2260.

[2]黄志东,何萍.经济发展与建筑结构形式相关性初探[J].华南地震,2014(2):103～106.

[3]于佳佳.浅谈建筑结构形式及发展方向[J].建筑工程技术与设计,2016(19):3656.

[4]王轩堃.建筑结构形式发展的力学原理分析[J].建筑工程技术与设计,2016(13):3369.

篇9

关键词：建筑工程；结构加固；应用

中图分类号：TU761文献标识码： A

引言

建筑结构的科学加固是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要组成部分。但是由于建筑结构加固工程因综合性强、涉及面广，具有不确定因素多、工作复杂繁琐、组织协调复杂等特点，导致房屋建筑结构加固具有一定的难度。为了提升建筑物的结构稳固性，减少人员伤亡与财产损失，必须对房屋的建筑结构进行加固设计。

一、建筑工程加固技术应用的重要性

在建筑结构工程的发展进行分析，当工程建筑施工达到一定阶段之后，作为主要的建设方式，工程结构的维修得到有效运用。在我国的建筑工程结构中，由于历史及发展方式的特殊性，在多数方面要求对既有建筑物实施加固及维修改造。而鉴定作为建筑物加固及维修改造的前提得到使用，随后结合鉴定结果对有效的加固处理措施进行确定。随着城市化发展进程的逐渐加快，造成设计、施工及管理方面存在一定的不足之处，同时，受到火灾、地震等自然灾害的影响，我国基本建设中建筑结构鉴定及加固改造作为急需解决的问题得到应用。现阶段，我国发展生产中，生产力重心的提升已逐渐从新建工业企业向已有企业的技术改造转移，促使更大的投资效益得到获取。另外，我国也急需对民用建筑的改造进行加大。

二、建筑工程需要进行加固改造的原因

1、勘察造成的缺陷

结构中存在的缺陷主要在地质勘察过程中无法对地基土及地下水的真实状况进行反映的表现。例如: 较稀的勘察布点、钻孔深度不足等因素，导致建筑施工过程中以及竣工之后出现地基沉降的现象产生。

2、设计过程中产生的缺陷

设计人员在对建筑物进行设计的过程中，虽然对建筑结构安全及使用的各种各样的因素进行考虑，但在实际应用过程中，实际上每个结构都有自身独特的特性存在，无法完全通过设计过程中运用的数学模型进行描述。在实际使用的过程中通常会和原有的设计构思出现不符。尽管建筑工程也有了较大程度的发展及进步，但结构仍有自身不足导致各类缺陷出现。另外，我国建筑物结构设计中存在较低的冗余度，导致使用的安全性造成影响。

3、施工过程中存在的缺陷

导致该类隐患产生的原因都许多，施工队伍存在较低素质是引起人们广泛关注的关键，导致建筑物出现质量降低的现象出现。随着建筑队伍发展速度的逐渐加快，特别是对于农村建筑队伍，存在建筑队伍管理和技术都相对降低。在管理方面，出现违纪及混乱的现象，都会对建筑物的正常使用造成影响。

4、不当的使用及恶劣的环境

建筑物存在的自身缺陷还表现在诸如高温、粉尘、重载、潮湿、腐蚀及疲劳等使用环境方面。另外，随着建筑物缺乏正确的检查、维修、管理、鉴定、加固及保护的意识，都会导致建筑物出现不当的管理及使用，造成建筑物的早衰得以产生。比如，在建筑物使用过程中，没有经过鉴定，而对荷载增加、设备增设及装修时荷载增加等现象出现。在对承重构件进行鉴定或加固时，未通过相关单位鉴定或加固即可进行操作，导致周围或上构件产生不足的承载力等。

三、建筑物结构加固技术的应用案例

1、碳纤维加固技术

碳纤维加固技术就是通过对结构胶和碳素纤维的利用，对房屋建筑的结构予以一定程度的加固，是一种非常经济实惠、独特性质且实用性非常强的房屋建筑加固技术。这种技术的原材料强度非常高、能够经受强大的腐蚀性、应用的时间非常长，并且非常的轻巧便捷。碳纤维加固技术中富含的特殊材料还具有很多明显的优点，如使用起来非常的方便快捷、具有很强的实用性、占地面积较小，材料的管理也非常简单，不需要采用独特的监控技术进行监管[1]。

2、直接加固技术

2.1 加大截面加固法。与置换混凝土加固方法相类似，通过加大截面积来进行加固应用已经十分的成熟，适应范围广且施工容易。但是与置换混凝土加固方法一样，需要较长时间的湿作业，从而对于建筑的使用造成影响。除此之外，经过这种加固方法之后，建筑物内部净空相对会缩小。该方法比较适合一般的混凝土构件的加固。

2.2 有粘结外包型钢加固法。这种方法具有加固效果好，承载力大，施工环节相对较少的优点，但是这种加固方法需要消耗大量的钢材，从而导致较高的造价和成本。因此不适合用在一般的加固场所，大多用于结构强度要求高且需要被加固的构件的面积不能扩大等场所。由于采用钢板，因此这种加固方法不适用在高温的场所的建筑结构的加固。

2.3 粘贴钢板加固法。采用粘贴钢板来对建筑的结构进行加固的过程当中，不需要进行湿作业，且施工的时间相对较短，因此对于建筑中用户的日常生活和工作不会产生很大的影响，且这种加固方法对于建筑外观不会造成破坏同样也不会造成空间减少。

2.4 粘贴纤维增强塑料加固法。这种建筑结构的加固方法顾名思义和粘贴钢板加固法类似，只不过材料上有差异。此外由于所使用的加固材料是塑料，因此相对于钢板来说不怕潮湿和腐蚀，材料自身的重量较轻，且成本也要比钢板低很多。但是塑料材料也有明显的缺点，那就是不耐高温，且容易发生火灾。因此在使用这种加固方法的过程当中应该做好相应结构的耐火处理[2]。

3、预应力加固法

预应力加固法主要是通过在不稳固的建筑物外面增设预应力拉杆和撑杆，利用增加的预应力来提高建筑物的稳定性和承载能力，预应力加固法可以减少大跨度梁的负荷力度，使梁的受力程度均匀，这种方法适合于大跨度结构建筑物或者是需要较大承重力的大型结构建筑物。这种方法几乎不占用空间，通过外借物改变建筑物内部受力情况，使构件受力均匀。

五、工程实例

某中学原有三层框架结构教学楼，总建筑面积约3lOOm2，各层混凝土强度等级分别为：梁柱均采用C30，板采用C25，基础采用柱下独立基础，基础埋深2.2m，该教学楼于2002年建成后投入使用，由于使用功能的需要，拟对原结构进行加固。

1、底层柱加固。采用增大截面法加固底层柱，将柱从原截面400mm×400mm，增大到500mmx500mm，其中纵向受力钢筋仍采用植筋技术，植入底层柱的基础上。其植筋下部锚入基础长度≥20d，外露长度≥40d和1000mm，并分两批焊接纵筋。同时，为了保证增加截面部分与原柱子间的共同工作，沿柱高度方向四面布置锚拉筋(直径10，间距600)，在柱侧面的植入深度为15d。

2、对梁的加固采用了碳纤维加固技术。选用XEC系列碳纤维片材，其技术参数为：弹性模量E=2.35×105MPa，允许拉应变[ε]≤0.01。碳纤维达到其允许拉应变与混凝土压坏同时发生时的界限相对受压区高度ξb=0.198，极限拉应变ε≥0.015。XEC-300单层厚度t=O.167mm；抗拉强度2500Mpa-3550Mpa，弹性模量2.35×105-5.0×105MPa。

经加层和加固处理后，现已投入使用，经检测与观察，框架柱和无明显的变形和破坏的迹象，加固处理效果良好，能满足结构安全要求。

结束语

综上所述，在房屋建筑施工过程中充分应用结构加固技术，能够保证房屋建筑的施工质量，发挥房屋建筑的使用功能，适应不断增长的房屋建筑使用功能和施工质量要求，促进房屋建筑施工的发展，提高房屋建筑的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]谢晶.现代建筑结构加固施工技术探析[J].江西建材,2012(06):96-97.

篇10

关键词:可滑移屋面系统;设计优化;操作要点

Abstract: this paper introduces the large span steel structure can be sliding plate roofing engineering application background and theory, combined with yantai treasure well the second phase of expansion project example, the emphasis on design communication, in construction completed before the roofing system design optimization, and from the Angle of roofing construction, lists the key operation in the construction, so as to provide reference for the similar project.

Keywords: can slip roofing system; Design optimization; Operation point

中图分类号： TU318 文献标识码：A文章编号：

引言

钢结构本身具备自重轻、强度高、施工快等独特优点，对高层、大跨度，尤其是超高层、超大跨度，首选采用钢结构，其中门式刚架结构体系是我国轻钢结构工业建筑中最常见的结构形式。

此类钢结构建筑工程中金属屋面系统，由于金属压型板搭接和金属屋面热胀冷缩引起的屋面渗漏问题屡见不鲜，特别工程所在地区为高纬度地区，风大雨雪多，四季温差大。故而屋面板的搭接形式和固定支架的构造在实际应用过程中不断改正和完善，目前较先进省时的方法是采用预制直立缝屋面板，并通过机械现场卷边完成360°双锁密封，通过可滑移固定支架，屋面板可随热胀冷缩而移动，以达到良好的抗风能力及出色的水密性和气密性。屋面系统的设计一般将屋面板在屋脊处固定，在屋檐处自由，将由热胀冷缩产生的温度变形通过自由移动释放掉（见下图）。

本文以笔者刚参建完成的一个工程项目为例，简单阐述可滑移屋面的施工要点，在为公司日后同类项目施工提供借鉴的同时，更寄望于能起到抛砖引玉之用，与公司广大工程技术人员共同探讨相关技术课题，使个人工程实战水平能得到较快提升。

工程概况

烟台宝井钢材加工有限公司二期扩建项目位于烟台市福山区，主要包括厂房二、厂房三、辅助用房一、辅助用房二和辅助用房三，总的建筑面积为22847㎡。各建筑物具置参见下图。

厂房二、厂房三及辅助用房三为单层钢结构。厂房二为单层两跨厂房，北侧与一期厂房相连，平面尺寸为176.88m×53.66m。厂房三为单层三跨厂房，平面尺寸为180.91m×73.28m。厂房屋面均采用双坡单层压型钢板复合保温屋面。屋面板采用U-475压型钢板，屋面系统构造为：檩条+不锈钢丝网+玻璃棉保温层+360°咬合式U-475压型钢板。

设计优化

为了保证本工程屋面施工能达到预期设计效果，避免质量安全隐患和返工，工程开工之初，项目部即组织相关技术人员，结合以往我公司施工类似工程的实践经验，与原设计人员进行了较为深入细致的沟通。及时发现并修正了设计中考虑欠缺的部位，对屋面檐口、屋脊密封等一些细节部分进行了补充完善，重点对本工程采光带设置进行了较大变更（因根据以往经验，此类屋面采光带通常为屋面防漏的薄弱部位）。

屋面构造措施的完善

檐口位置：檐口部位反水渗漏的主要原因是屋面外板与天沟沿之间未安装泡沫堵头，屋面外板波谷为向下弯折，当风力较大时檐口板端有反翘现象，水流会沿屋面板波谷下沿反流进室内。解决办法是在屋面外板下放置泡沫堵头，且将屋面外板的波谷下折30°。

屋脊部位：屋脊部位漏水主要原因盖板下没有堵头，雨水在风力作用下流过屋脊处屋面板对接缝，形成大面积渗漏。处理办法是搭接处打足密封胶，在屋脊包件与屋面板间增加与板型匹配的泡沫堵头，并适当将屋面板上端向上弯折，防止雨水流入。

采光带的变更

原设计

厂房采光板原设计为：隔2跨布置一道宽2m通长采光带。

变更优化

由于采光板的板型须与屋面压型钢板一致，即本工程屋面板板宽为475mm，如按原设计施工，需4条采光板并排搭接（宽度为1.9m，仍小于设计要求）。这样在施工中跨采光板时，施工工人将被迫站立于两侧采光板上，持续踩踏一方面很可能会造成采光板的开裂，导致漏水；更有甚者，将采光板踩通后，造成人员跌落，造成重大安全事故，施工完毕后也很难保证多条采光板连续搭接的涨缩问题，进而形成漏雨点。

经与业主及设计院充分沟通，采光带设置改为宽度0.95m（即两块采光板组成），隔跨布置。在保证设计厂房采光面积的同时，将上述隐患消弭于设计阶段。为保证采光板与屋面彩钢板连接可靠密实，可采用市场上现有带金属收边的采光板，但通常价格较高，如工程需要使用，在投标报价中应予考虑。

屋面系统的施工操作要点

目前可滑移压型板屋面施工工艺已相对成熟，且我公司在以往类似项目施工过程中已积累了相当的施工经验。本文简述其施工工艺及安装操作要点如下：

施工安装工艺流程

檩条不锈钢丝网屋面玻璃棉可滑移固定支架屋面板收边泛水板。

安装操作要点

屋面围护系统的骨架——檩条固定

檩条安装前，应沿屋面进行整体拉线，检查其表面的宏观尺寸、平整度是否符合要求。檩条吊装就位后，穿入螺栓，连接在钢梁的支托板上。因檩条上的螺栓孔为椭圆孔，有一定的调节余地，所以在安装时应尽量将两相邻檩条顶面调成一致。

不锈钢丝网张拉和玻璃棉铺设

边跨钢梁上出厂时预先焊接了张拉钢丝网的定位螺丝，檩条固定完成后，即用不锈钢丝交叉拉出菱形或矩形形状。

本工程采用带单层铝箔的保温棉，铺放玻璃棉，贴面朝向室内一侧，垂直于檩条，放卷时保证对齐和张紧，两卷棉之间通过在贴面飞边上用订书机装订的方法连接在一起。注意玻璃棉的张紧、对齐、卷与卷之间的接缝紧密，纵向需要搭接时，搭接头应安在排檩条处。同时应注意收听天气预报，作好充分防雨准备，当天铺的保温棉，必须当天安装完面板。

可滑移固定支架的安装

可滑移固定支架的施工是屋面板施工的关键程序，因其直接关系到屋面板能否顺利安装及屋面板的抗风能力，它的安装误差还影响到屋面板的纵向自由伸缩，屋面板槽口扣合的严密性。

篇11

关键词：钢结构；设计；加固

中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：

引言

在经济以及科技水平不断发展的今天，各种新材料新技术不断地应用到建筑工程中。在建筑工程中，钢结构建筑逐渐取代混凝土建筑成为建筑工程中的主流产品。近年来，钢结构在公共建筑中更加得到广泛的应用，我国目前不仅能生产各种类型的建筑钢材，同时钢材生产的新技术、新工艺、新产品也越来越多，如压型钢板组合楼面、彩钢扣板及复合板等，使建筑结构充满现代化时代气息，实践证明钢结构建筑在我国更具有广阔的发展前景。

1、钢结构建筑的特点

1.1 预工程化程度高，建设成本低、缩短工期

与传统的砖混、混凝土材质结构等建筑不同，钢结构建筑具有一定的预工程化，使得材料的加工和安装一体化，大部分钢结构在出厂时已生产完毕，在施工现场只需要利用合适的连接方式将钢结构进行组合安装，提高了施工速度，缩短了大约40%的建筑工程施工周期，可以使建筑工程更早投入使用。《建筑模数协调统一标准》使材料不同、形状不同、制造方法不同的建筑构配件可以通用和互换，进一步提高了建筑预工程化。由于钢结构自身就可以作为韧性结构承担结构载荷和施工载荷，因此在钢结构建筑施工时不需要支模、拆模，这也在一定程度上降低了建筑的施工成本。

1.2 钢结构建筑的跨度更大，高度更高

钢材的内部组织比较均匀，近似于各向同性的匀质体，结构总体自重轻，强度也高。钢材的密度/强度的值比砖石、混凝土、木材均小很多，这样在受力相同的情况下，钢结构可以做成跨度更大、高度更高、结构形式更加灵活的结构体系。到目前为止，世界上已经拥有建造跨度超过1000m的超大穹顶和高度大于1000m小于4000m的超高层建筑的能力[4]。

1.3 钢结构建筑更具有功能化、更加美观

在钢结构建筑中，结构的形体、构件和节点在一定程度上决定了建筑的形象。建筑结构的设计与功能需要实现一体化，这样建造出来的建筑才更具有功能化，才能创造出艺术与技术并存的建筑。钢结构建筑可以挣脱结构的约束，斜线、曲线在钢结构建筑造型中的应用创造出更多新奇、优美的建筑形象。同时，钢结构建筑强大的造型潜力是砌体结构、混凝土结构建筑无法实现的。如由金属构件与玻璃板共同组成的建筑物的结构而形成的玻璃幕墙结构，其结构设计形式包括框支承玻璃幕墙和点支式玻璃幕墙，其中点支式玻璃幕墙形式多种多样，变化无穷，具有良好的工艺性和艺术性，使建筑看上去更加美观。

2、钢结构建筑的设计

2.1 钢结构预算的设计

钢结构的设计需要十分准确的预算估计。以国家大剧院为例，国家大剧院由法国建筑师保罗·安德鲁主持设计，设计单位是法国巴黎机场公司。国家大剧院建筑屋面呈半椭圆形，其结构尺寸:212m×143m，跨度＞100m，结构方案选择为屋盖空间结构网壳，但在上机前，结构师把结构的截面高度选得过大，导致用钢量高达292kg/m2 。但是根据1963年美国教授史密斯(Smith M．G)对166个已建大跨度屋盖进行的回归分析，这种跨度的网壳结构用钢量一般不超过80kg/m2 。由此可以看出，在采取建筑结构方案的时候，需对其精确核实才能避免错误或者误差的产生。

2.2 钢结构建筑整体与局部精细设计

建筑的设计不仅仅在于外观上的美感，还在于建筑间的相互协调的能力。钢结构建筑作为建筑结构形式中的一种，它在具有钢结构建筑特殊性的同时也具有普通建筑的一般性。所以在满足钢结构特殊性设计的同时，也必须满足一般建筑的共性设计。

由于钢结构的特殊性，通常在建造钢结构建筑的时候，会导致部分细节部位出现偏差或者在外。故而在设计钢结构建筑的时候，在力求建筑形象和建筑功能的完美结合的同时，设计复杂化和工程精细化的要求也更加严苛。建筑结构设计具有牵一发而动全身的特点，每一个细节设计、制作、完成都有可能牵涉到整体的形成和完善。有的时候为了体现钢结构建筑独特的金属感，而将其部位、部件在外，这样会则会增加建筑的设计难度及其复杂程度。因此在对钢结构建筑设计时，细节的把握是至关重要的。对整个建筑而言，细节的较高质量将会带来更好地整体效果，为人们展示更美好的形象。

2.3 钢结构的稳定性设计

钢结构建筑的稳定性是钢结构建筑设计的重难点，尽管针对设计而言他并不是需要考虑的前置条件，但是却是日后维护的重中之重，故而在建筑设计时，对其稳定性的设计也是需要着重考虑的对象。

钢结构建筑的失稳分为整体失稳和局部失稳。整体失稳是通过对整体结构构件的稳定作为探讨的，在计算时可以通过长细比稳定系数带入进行验证；而局部失稳则是框架构件内部的某一区段或部位产生的，他间接影响着整体稳定性。因此钢结构结构建筑的整体布置必须考虑整个体系以及组成部分的稳定性要求来进行设计。目前结构大多数是按照平面体系来设计的，例如常用的桁架和框架都是采用的这种设计。为保证这些平面结构不致于出现平面失稳，则需要从结构的整体布置来解决相关问题，亦即设计的时候增加必要的支撑构件来维持其整体的稳定性。换而言之，就是保持平面结构构件平面外稳定的支撑构件设置必须和平面结构布置协调一致。此外，通过平面桁架组成的塔架等相关设施及其结构，基于上述原因，也应该需要注意杆件的稳定和横隔设置之间的关系，以保持其稳定性。

钢结构稳定性设计需注意下述问题:(1)目前的钢结构建筑多用于跨度较大的建筑结构，整体稳定和局部稳定维持一个相对的状态，杆件牵涉整体设计时，需从整体稳定入手。(2)对于日常其他设计，除须考虑结构的整体性，还需要考虑其他的设计点。因为目前的设计分析稳定性的时候，多采用经验数据引用的某一个范围区间作为其结构参数、负荷的计算点。而在实际操作过程中，由于结构参数的不稳定性，造成对结构稳定性的分析结果具有相对误差性。(3)考虑建筑的稳定性的时候，还需考虑钢结构材料的弹性、应力叠加等多方面因素。通常建筑使用的混凝土的计算公式在此时将不能运用。因为对于钢结构材料而言，其应力叠加应满足这两个条件：应力应变成正比即使用材料服从虎克定律以及结构的变形很小。

故而在设计钢结构建筑的时候，需从多方面考虑其设计需求。钢结构建筑在我国国内具有广阔的发展前景和普及需求。要解决钢结构稳定性设计中存在的问题，在设计时应该根据实际情况，从细节入手，将设计工作力求做得更好。

3、钢结构加固的原因及加固的原则

3.1 钢结构加固原因

当钢结构建筑在使用过程中出现以下问题，如钢结构出现了一定的缺陷或者损伤，或者是使用条件发生了改变，亦或者在对结构的强度、刚度以及稳定性进行检查验算之后发现整体或局部结构不能够满足使用要求的，那么就需要对钢结构进行加固处理。一般而言，出现上述情况的主要原因包括以下几个方面：(1)钢结构设计或者施工中导致钢结构出现缺陷，例如焊缝长度不够，杆件切口过长，使用截面削弱过多等；(2)钢结构在经过长时间的使用之后，会出现不同程度的锈蚀或磨损等现象，从而导致结构本身出现缺陷，使结构构件截面严重削弱；(3)工艺生产条件发生了变化，使结构所承受的上部荷载增加，导致原有结构不能满足受力要求；(4)钢结构建筑中所用到的钢材质量无法达到既定的材质参数要求；(5)地基基础下沉导致结构变形和损伤；(6)实际使用时的积灰荷载或雪荷载远大于设计值，造成结构受力工况超出预计，引起结构的变形和损伤；(7)自然灾害等其他因素造成结构的轻微变形和损伤。

3.2 钢结构加固原则

钢结构加固可以说得上是一项很复杂的工作，因此在进行钢结构加固时，需要从施工方便、不影响生产、经济合理、效果好等方面综合考虑来进行选择，以钢结构生产厂房的加固为例，一般来说，其加固应遵循以下几点原则： (1)加固时尽可能做到不停产，即生产设备继续运转。这主要是因为一旦停产，所产生的损失将是加固费用的几倍甚至是几十倍；结构应力及应变状态决定是否可以在负荷下不停产加固，如果构件内应力若是小于钢材设计强度的80%，并且在构件损坏变形等方面不是很严重的情况下，便可以采用不停产的加固方法；(2)钢结构加固方案需便于后续的制作、施工以及检查；(3)钢结构的各道基本准备工序包括加工、制作以及组装最好全部能够在生产区域之外进行；(4)节点处连接加固尽可能采用高强螺栓连接或焊接。采用高强螺栓加固时，必须验算钻孔截面积削弱后的承载能力；采用焊接连接加固时，实际荷载产生的原有杆件应力最好在钢材设计强度的60%以下，应力极限值不得超过钢材设计强度的80%，否则应该采用高强螺栓的节点连接方式进行加固。

4、钢结构加固措施

4.1 改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方法是指采用改变结构所承受的荷载分布状况、结构的传力途径、节点性质和边界条件，以及通过增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等方式和手段对结构进行加固。

改变结构计算图形的一般加固方法：(1)对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固：a.改变荷载的分布；b.改变端部支承情况；c.增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；d.调整连续结构的支座位置；e.将结构变为撑杆式结构；f.施加预应力[8] 。(2)对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固：a.增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性；b.在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷；c.加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性；d.增加支撑形成空间结构并按空间结构验算；e.在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度[8] 。

4.2 构件截面加固

增加构件截面的加固方法，主要是通过采用增补钢材的方法来进行加固，除此之外，还可以采用对原构件外包混凝土的方法来进行加固处理；对于钢柱的加固，便可以可采用上述改变截面形式的方法来提高弯矩作用平面内、外的承载能力(强度及稳定性)：对于钢梁加固，型钢梁和焊接组合钢梁都可通过采用在翼缘板上加焊水平板，斜板或型钢的方法进行加固，一般宜上下翼缘同时加固，但当钢梁顶面有铺板，上翼缘不便加固时，亦可仅对下翼缘进行补强加固。对腹板抗剪强度不足的梁进行加固时，如果梁腹板的稳定性不能满足要求，则需要采用设置加劲肋的方式进行加强以增加钢梁的局部稳定性。

4.3 连接节点加固

增加构件或对局部杆件进行替换，都需要适当的连接。增加的加固杆件必须通过节点连接才能参与到既有结构的工作，由于结构优化破坏了的节点同样需要加固。(1)原铆钉螺栓连接节点的加固。铆钉连接节点的加固宜采用高强螺栓摩擦型连接；螺栓连接节点的加固也宜采用高强螺栓连接进行加固。当普通螺栓或铆钉连接同时采用焊缝加固时，应按焊缝承受全部作用力设计计算该连接，不得考虑两种连接的共同工作，且不宜拆除原有连接件。(2)原焊接连接节点的加固。焊接连接节点的加固仍应继续采用焊接连接，可通过采用增加焊缝长度，加大焊缝高度或两者同时进行的方法来进行节点加固，并优先考虑增加焊缝长度的方法。加固焊缝与原有焊缝连接时，施焊前应对既有焊缝与接长加固焊缝相接处的既有焊缝进行处理，使加固焊缝与既有焊缝之间有一平滑过渡，加固焊缝的起弧点和落弧点不得紧靠既有焊缝边缘。(3)节点连接需扩大的情况。当原有连接节点无法布置加固新增的连接杆件或焊缝时，便需要考虑加大节点连接板或加辅助件，新增节点板应牢固地焊接在原节点板上；当采用加辅助件的方法时，一般要求短斜板与节点板间的焊缝承载力达到该短斜板与杆件连接焊缝承载力的1.5倍及以上。

4.4 CFRP加固钢结构技术

在钢结构加固工程领域中，传统的钢结构加固技术已得到广泛的应用，虽然这些技术在钢结构加固中能够满足近乎完美的使用效果，但是同时也存在着一定的缺点，例如，耗时、费工、增加主体钢结构的自身重量，不仅如此，耐久性差，维护费用高等缺点也同时存在。与使用钢材加固钢结构相比，碳纤维增强复合材料（CFRP）具有优秀的物理、力学性能，例如，强度以及刚度高，同时抗疲劳性和耐腐蚀性能好、现场可操作性强、施工周期短、不损伤原结构等优点[9] 。这种新型材料现在已经广泛的应用到混凝土结构中，但是在国内钢结构加固领域的应用目前尚处于起步阶段。国内外对CFRP钢结构加固技术，主要集中在受弯构件的加固、受拉（压）构件的加固、疲劳构件加固、粘结剂及其受力分析的研究以及预应力加固钢结构技术的研究[9] 。

结束语

综上所述，在世界经济不断发展的今天，钢结构以其诸多的优势，使其在建筑工程中的应用越来越广泛，钢结构工程在建筑市场中的地位越来越重要。钢结构设计作为钢结构工程中至关重要的环节，更是重中之重，因此作为一名结构设计师，必须要熟练地掌握钢结构设计的方法。 与此同时，结构在长期的自然环境和使用环境的作用下，其使用功能必然会逐渐减弱，因此，采取有效的加固方法保证结构的安全具有极其重要的意义。随着目前各种新材料以及新技术的出现，钢结构的加固方法也是不断地涌现，各种加固方法均有着其自身的特点，在对钢结构进行加固时，需要根据实际的情况，选择出一种最适宜的方法来进行钢结构的加固。综上所述，钢结构的设计及加固方法，应成为每个结构设计师必须掌握的一项技能。

参考文献

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[7]黄艳,杨涛. 钢结构加固设计方法综述[J].黑龙江科技信息.2011(34)

篇12

关键词:钢筋工程； 工程； 质量控制

中图分类号：F062.4 文献标识码：A 文章编号：1008-4428（2012）04-20 -02

一、钢筋的性能和规格等级

（一）钢筋在结构中的重要性

建筑结构的质量好坏直接影响工程质量的好坏，而建筑结构的质量好坏又决定于重要分部工程的质量好坏，在工程质量控制中重要的分部工程应当成为控制质量的重中之重。

（二）构建的含筋量及性能种类

钢筋作为建筑结构受力的主要部分之一，通常对于钢筋砼结构受力的一项指标中就有一条含筋量。某一构件含筋量少，自然其所承受的力也小；其含筋量大，那么就说明其为主要受力构件，也就是要控制的重点。钢筋是钢材的一种形式，钢锭经过压力加工及相应的工艺处理后，得到的钢材是建筑工程中使用最大的钢材品种之一，其材质包括碳素钢和普通低合金钢两大类。

热轧钢筋有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个等级,Ⅰ级钢筋强度低,但塑性及焊接性好,便于冷加工,所以采用较多,预应力钢筋应优先选用Ⅳ及钢筋, 也可选用Ⅲ级或Ⅱ级钢筋。

冷加工钢筋是经过冷拉、冷拔、冷轧后提高钢筋强度，一般用于预应力混凝土结构。钢绞线是在将碳素钢丝若干根经捻及热处理后制成，适用于曲线配筋的预应力砼结构和大跨度结构。

钢筋最重要的特点就是可焊性，焊接是建筑工程中常用的工艺手段之一，在对钢筋进行焊接时应视不同品种选择不同的焊条，在一些部位也选择用铁丝绑扎的方法接长钢筋。

二、工程质量控制流程

钢筋工程作为建筑结构中重要部分,质量控制应从全盘来考虑。钢筋工程质量控制流程为准备工作技术交底钢筋下料成型现场绑扎安装质量评定资料整理。

（一）钢筋施工的准备工作

1、学习图纸和技术资料。在这个过程中既是熟悉图纸的过程也是对技术文件范熟悉的过程，大可以看出钢筋配置的繁简标准和标志的方法，小可以看到钢筋的种类、长短和粗细，以便在加工时知道加工顺序和难易程度，这一步工作是以熟悉图纸为主。

2、学习操作规程的质量标准。严格的按操作规程施工，严格质量标准，把握好误差的范围，对于一个优秀的钢筋工来说这些都应该是记在心里的。

3、钢材合格证、检验报告。每次进货后,都认真地看清楚钢筋的合格证和相应的检验报告,在觉得不对时有必要对部分钢筋进行抽检;对于不合格的钢材退货处理。

4、检查脚手架和制定与审核钢筋配料表。检查好脚手架是前期准备的一项重要内容，防范于未然,按施工图纸详细作出钢筋配料表。这部分工作既繁琐又重要,往往结构出问题要从这里发生。配料一定要准。

（二）技术交底

1、书面交底。在图纸上指出钢筋的部位,标出钢筋的编号和种类。

2、操作人员参加。在书面交底后，具体就落实到每一根钢筋如何加工，加工的次序如何，如何堆放和整理好，规定和工期要求，交待复检的事宜。

（三）钢筋下料成型

具体的来讲, 就是每种加工好的钢筋都应挂牌管理，可以具体落实到结构的部位，如果这步工作没做好，那么整个后续工作无法开展，也可能造成钢筋就位混乱的现象，对工程质量影响极大，例如3m的钢筋用下料2.8m的绑上去,结果保护层少了，而原下好了3m的钢筋在2.8m的结构上又放不下去。 所以这一步工作在技术交底的时候应该有个统筹的计划安排。

（四）现场绑扎安装工作

1、筋、模板工序交接检查。

2、组织三工序管理。

3、质管员专业检查。

4、钢筋、混凝土工序交接检查。

5、浇灌混凝土、留人看钢筋。

6、办理隐蔽工程验收签证手续。

（五）质量评定

1、执行验评标准。按照国家有关的评审规范对钢筋工程进行质量验评，以实事求是的精神对工程作出一个真实的验评，既不能以差充优也不能故意挑毛病，最终应以实际为准, 按照验评标准进行验评。

2、梁、板、柱、独立基础抽查。梁、板、柱、独立基础抽查10%，但不少于3件；带形基础、圈梁每30m(m2)～50m(m2)抽查1处，不少于3处。在抽查过程中,对于不合格的，要求返工、返修处理。对于很难确定结果的部位， 应该用仪器进行鉴定后再行处理。

3、清理现场，文明施工。清理现场，文明施工这也是必不可少的, 现在不少施工企业提出的创造花园式工地环境, 他们在施工现场的空地上植花、植草皮，人们眼中脏乱差的工地在他们的管理下变成了美丽的花园，这也是提高建筑企业水平的表现。

（六）资料整理

1、钢筋合格证。应该置于专门的资料盒或资料袋中，作为工程材料质量的证明资料，一定要保管好,不能遗失,以便于复查。

2、钢筋代用单。如果发生钢筋代用的情况，钢筋代用单就应该作为工程技术和经济资料分类保管，如果钢筋结构一旦出现问题，可以有资料可查,就能够看出是不是代用钢筋才出现的问题。

3、自检记录。施工人员应该保存好自检记录,记录应该载明记录的日期、记录时的情况描绘，让自己有据可依。

4、隐蔽验收记录。对已经办理好隐蔽验收记录的材料进行归类整理, 建立目录系统, 更便于查找。

5、质量评定记录。同样也应该进行归类整理。

6、施工记录。施工员和施工班长应该有施工记录, 并在施工后对施工记录进行必要的整理。

7、事故处理记录。对于有关钢筋的一些事故的发生和处理意见及处理结果都应一一记录, 特别是重要部位的钢筋更要详细地记录在案。

三、结合工程实例比较流程图的作用

（一）仁恒G53工程

1、特点：工程项目较大，具有独立的钢筋班组，分工明确，钢筋工程质量严格按控制流程图执行。

2、人员安排:兼职内业人员(制定与审核钢筋配料表)1人、钢筋班班长(负责钢筋班技术、管理、技术交底和复查工作)1人、钢筋工(钢筋加工、下料、绑扎、挂牌等工作)4人、兼职技术人员(钢筋隐蔽验收资料及资料整理工作)1人。

（二）工程竣工后结论

仁恒G53工程钢筋班组分工明细，责任到位，工作流程清晰,能够完成复杂的钢筋计算、施工、管理、验收的工作。

四、结语

严格地执行质量控制流程图中的每一项具体工作,细致的做好每一步工作，严格地派专人核查每一道工序，严格把好每道关，而且做到每道工序资料可查的话，这样不仅钢筋质量能有稳步提高, 整个工程质量也会有提高。

参考文献：

[1] 丛培经.建筑工程技术与计量[M].天津:中国计划出版社,2000.

[2] 江景波.建筑施工[M].上海：同济大学出版社,1990.

篇13

关键词：建筑；结构；设计；钢结构行业

设计好坏，影响工程的成败，这一浅显的道理，往往不被人们所重视。工程立项之始，人们常被浮躁的激情、虚荣的妄想、奇异的构思和不小的财力所左右。形式上通过专家评审，草率地敲定设计方案、建设运行过程中，又屡屡修改方案，频频“优化”设计，增设“攻关”课题，甚至被迫停工整顿。工程投产服役后，又遇产能不匹配，功能常调整，运营成本高，维修保养难等一系列困惑。这就是我国目前某些钢结构工程中出现过或存在的问题。

1 工程回顾

国内外的建筑史中都有过失败的建筑、成功的结构案例，如悉尼歌剧院（图1），由于建筑设计理念的过于超前，竣工时间延后了17年，投资提高了6倍。再如蒙特利尔奥运会体育建筑群（图2），由于设计、规划及结构不合理，使工程造价增大3倍～4倍，30年后才偿清债务，主体工程15年后才完工。我国的国家体育场（图3）和中央电视台新址的央视总部大楼（图4）等建筑物，其不合理的结构体系，高昂的建设成本等，自建设之始就是非缠身，批评不断。而成功的建筑和成功的结构实例，当属慕尼黑奥运会体育建筑群（图5）。由11根高70～80m的钢柱撑起74800m2的索网，覆盖了体育馆、游泳馆、体育场看台等多座建筑。山峦起伏的造型，新颖透明的屋面，与城郊的远山交相辉映。这个成功的设计是建筑和结构两个专业，自规划之始就密切配合协作的结果。我国在20世纪80年代兴建的吉林冰球馆（图6），采用了双层错位悬索结构屋盖，锯齿形断面的屋面具有良好的采光功能，优秀的承重体系（L=67.4m），其用钢量仅37kg/ m2。这一精品工程是由哈工大两位建筑和结构的专家成功合作完成。所以说，现代优秀的建筑设计必然是建筑师和结构师密切合作的结晶。

图1悉尼歌剧院

图2蒙特利尔奥运会主赛场

图3中国国家体育场

图4中央电视台主楼

图5慕尼黑奥运会比赛场馆

图6吉林冰球馆

2 社会责任

我国目前钢结构的设计概况是：工程项目众多，设计良莠不齐，创新工程不少，水平有待提高。好的设计方案是诞生优秀建筑物的保证，而优秀建筑物必然是采用先进合理的钢结构体系。所以，精心设计是促使钢结构行业健康发展的关键。设计方案的优劣与设计思想、设计技术和设计文化息息相关。下面结合工程实例探讨设计方面的经验教训，以科学的是非观为武器，努力承担起专业工作者应尽的社会责任。

2.1 端正设计思想

适用、经济、美观是建筑工程设计的三项原则。时代前进、文化不同、环境各异、财力厚薄、地域差别等个性因素只能对三项原则进行补充或修正，而不能忽视或抛弃其一。一个优秀的建筑工程应具有漂亮美观的外观造型，科学先进的承重体系，舒适完美的建筑功能，经济合理的投资与运营成本。对宏大工程的向往追求，应控制在理性范围之内。象鸟巢立项之初盲目追求“前所未有”、“回归自然”等口号，必然使招投标、设计、决策及舆论走向非理性。运作中的优化、修改、变更、甚至“叫停”，只不过是失败方案的修补，难动大局。不合理的结构方案确实付出了巨大的投资和用钢量，也带来了“前所未有”的维护、制作、安装、维修、排水、使用及运营中的困难，其根源都始自于非理性化的指导思想。而上海世博会的规划设计思想及我国新建和改建项目，赢得业内人士的一致好评。旧工业设施的改造利用，新建项目的多姿创新以及精心规划、精心设计、精心施工，产学研紧密结合等措施，成功的举办了上海世博会，在世界面前为我国争得了荣誉。

错误的设计思想不仅破坏了工程本身，还对其他工程设计及行业发展产生负面影响。最近，国内新建了几座钢结构工程，它们体系奇特，构造复杂，滥用铸钢节点，无益的增大了结构自重与造价。例如，深圳大运会体育中心钢结构采用了140个铸钢节点，其中20个节点单重980kN，仅铸钢节点一项就用钢4200t，而铸钢价格又比较高，工程造价也就因这种不合理的设计而提高。近年也兴建了不少新火车站房，虽然结构的跨度都不大，但用钢量都在200～360kg/ m2。凤凰卫视中心（图7），合肥创新展馆（图8），广州歌剧院（图9），甚至山西蒲城县文化馆的混凝土工程都在仿效鸟巢的建筑理念。这些工程不仅挥霍了社会财富，浪费了自然资源，还误导了钢结构行业的发展方向，值得设计者深刻反省与思考。

2.2 提高设计水平

“学无止境”、“学海无涯”应是每个设计者的共识，专业知识的不断更新和补充应是共同的追求。但是，有些已建和在建的工程项目，因为专业人员不熟悉、不掌握先进技术而采用老旧的传统作法。以钢结构设计中的预应力技术为例，有些设计中不是对它敬而远之，就是错用预应力钢筋混凝土中的概念，使预应力钢结构的效益大打折扣或适得其反。众所周知，预应力钢结构不仅节约钢材，提高刚度，减轻自重，降低成本，还能够扩大、反复利用钢材强度，重复、循环使用钢材，符合绿色建筑和可持续发展原则，也是大跨度钢结构发展的方向。因此，钢结构行业的同行们应该尽快熟悉它、掌握它并广泛应用它。20世纪80年代兴建的北京西客站中央门楼钢桁架，采用了不当的预应力方案，桁架跨度45.6m，高度8m，高跨比达到1/5.6，是普通桁架的2倍。而桁架构件中的应力却只达到设计值的1/3～1/2，这与采用预应力技术的目的与效果背道而驰，适得其反。结构设计者对新技术陌生或不熟悉，在所难免，问题在于工作是否科学严谨，虚心学习，认真设计。而首次在我国采用多次预应力钢网壳的攀枝花市体育馆（图10），其设计、制作、安装都一次成功顺利完成。设计团队的认真负责与专家学者的协助把关是科学采用新技术的关键。多次预应力钢网壳的钢材节省率达38%，用钢量仅49 kg/ m2 ，成为现代钢结构工程中的佼佼者。对结构工程师来说，其实也不难判断结构体系的合理性。从宏观上来看，一个钢结构建筑物的钢耗量与荷载总量之比控制在0.2～0.3之间，可谓优秀。在0.4～0.5之间，谓之平庸。如果这个比值在0.6～0.7之间或更高，那就是一个不合理的结构设计，应当优化或更改设计了。再以轻型房屋钢结构为例，它符合环保和绿色建筑的要求，又是国家大力发展推广的项目，可就是举步维艰，推广困难。百姓看重的是高成本问题，但设计者不会采用新构件、新体系、新材料、新技术把用钢量和成本降下来，也是一个影响因素。所以设计人员学习、更新专业知识，不断提高技术水平，是设计出高水平钢结构的保证。

2.3 改善人文素质

钢结构行业的发展不仅是专业人员的事，有关决策人士的思想、认识和态度也影响、左右着行业的发展。20世纪80年代攀枝花体育馆就因决策人士对预应力钢结构的不了解而将多次预应力技术的工程实践推迟了5年。2010年全运会体育馆中采用索穹顶新技术又因“谨慎”而被否定。对专业人员进行科学人生观和科学发展观的教育也很必要，他们不仅参加设计、画图，还要担负着指导、优化、变更、审批新技术工程项目的任务。在各种环境和条件下，都应根据自己掌握的专业知识去评审、诠释和分析各类结构。用自己的良知去说真话、说实话、不追风、不唯上，实事求是地向领导、向社会、向公众点评与诠释工程的优劣得失。

图7 凤凰传媒中心

图8合肥创新展馆

图9 广州歌剧院

图10攀枝花市体育馆

3 健康发展

3.1 回归建设“适用、经济、美观”三原则

这是古今中外一直遵守的建设原则。也曾指导过我国建设健康、快速发展。近年来，一些工程追求新、奇、特，攀比高、大、全。在各地出现过一些超豪华、超怪异，但造型并不美观，结构并不安全的工程。希望在设计中对“经济”原则常有迷失的倾向，迅速得到纠正。并将设计中的科技含量纳入取费标准，籍“低碳经济”的号召，把经济指标重新列入设计审评的重要内容。

3.2 工程建设法制化

国家级大型建筑是国家和社会的财富，时代和文化的象征，它不属于哪一届政府，更不属于某一个人。因此，这种工程的立项、筹备、招投标、设计、施工、运营以及短期服役后的拆除等，都应在一定的法规或法律下进行，避免任意性及人为影响。应尽早着手建立适应我国国情的大型工程决策和审批新机制及建设法规，让国家级工程在法制轨道上运转。

3.3 审批制度阳光化

对立项、方案、招投标等环节的评估审核制度应规范化、阳光化。评审组的组成人员应在专业、资历、比例等方面合理匹配。专家应具有代表性、权威性。评审过程要接受主管部门及社会舆论的监督。当意见分歧严重时，应提交我国的最高科技部门----中国科学院和中国工程院，进行评定，杜绝个人或少数人的权势裁定，以体现社会运转中的公正、公平、公开原则。

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关键词：桥梁工程；教学改革；CDIO；工程能力

作者简介：梁晓飞（1978-），女，吉林九台人，山东理工大学建筑工程学院，讲师；师郡（1966-），男，山东淄博人，山东理工大学建筑工程学院，教授。（山东 淄博 255049）

基金项目：本文系山东理工大学校级教学研究项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0114-02

根据高等学校土木工程本科指导性专业规范的要求，高校要以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，重构课程体系和优化教学内容。[1]“桥梁工程”课程作为道路与桥梁工程方向的专业核心课程，是一门实践与理论并重的专业技术课，能体现材料力学、结构力学、结构设计原理等专业技术基础课在桥梁工程中的综合应用，其教学效果将直接影响到人才的培养质量，因此对其进行教学改革具有重要的现实意义。

CDIO是当前国内外先进的教育教学理念，CDIO即构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate），它注重学生工程基础知识、实践能力、团队能力和工程系统能力的培养。[2-3]“桥梁工程”课程改革以CDIO工程教育理念和高等学校土木工程本科指导性专业规范为指导，整合课程体系、优化教学内容、改进教学方法、调整学生考核方式，使本课程教学适应行业发展的需要，为本专业培养创新能力强、适应企业发展需要的应用型土木工程师搭建平台。

一、课程教学改革背景

“桥梁工程”课程内容多、概念多、构造要求多、计算多、规范条文多、涉及到前期课程多，实践性、综合性强，学生在缺乏实际工程经验的情况下，难于掌握。教学形式单一，主要以灌输式和知识传授为主，忽视了学生在课程中的主体作用，使得学生缺乏自主学习的积极性。

受到“厚基础，宽口径”人才培养理念的影响，学校开设的课程要求多样化，重视自然科学知识和人文社会科学知识，突出英语教学和计算机技术应用，因此，在专业总的授课学时不能变更的前提下，专业课程的授课学时就被大幅度精简。鉴于授课学时有限，本课程的授课内容着重讲授简支梁桥和拱桥的构造与计算，对连续刚构、钢管混凝土拱桥、混凝土斜拉桥和悬索桥等大跨度桥梁则以简介兼自学为主，这种授课安排与我国迅速发展的桥梁建设事业不相适应。“桥梁工程”教学既要重视基本理论、基本方法和基本技能的培养，更应该重视新桥型、新技术、新材料和新方法在桥梁工程中的应用。

长期以来，“桥梁工程”课程的教学模式主要是课堂教学+1周课程设计+2周生产实习。实习时间较短，学生在实习中多为静态的参观。因桥梁建设周期较长，认识实习只能了解其中的部分工程或某个工序，无法全面了解整个设计、施工过程，更无法参与其中，达到理论与实践相结合的实习目的。对此，学生普遍反映所学的理论知识无法在生产实习中应用，对于桥梁建设从设计到施工的全过程没有清晰的思路。桥梁工程的课程设计在手算的前提下，设计的桥型被限定在混凝土简支桥，这也显然是远远落后于桥梁建设发展需求的。

二、教学改革思路

山东理工大学（以下简称“我校”）以往6届道路与桥梁方向毕业的本科生就业情况如图1所示，可以看出我校输送出的学生接近80%在施工、监理、管理等部门就业，继续深造学业和在设计单位工作的仅占17%。由此可知，“桥梁工程”课程的改革目标应该集中在培养学生从事桥梁工程技术及管理工作的基本能力和社会急需的实践能力上。其总体思路是以实际工程为背景，以工程技术为主线，改革课程体系、知识学习方式、考核方式和评价标准，加强实践教学及能力培养方式等关键环节，提高学生的工程意识和工程实践能力，培养出创新能力强、适应企业发展需要的应用型土木工程师。

三、课程改革的具体措施

1.基础教学

选用国家规划教材，以“精、宽、新”的理念整合教学内容。精：以一种桥型的桥梁建设过程为主线，由点到面、深入浅出把繁杂的内容讲活、讲透，使学生举一反三，即可对其他结构形式采用粗讲。建立以“学生为主体，以教师为主导”的教学模式，将工程实例（最基础的混凝土梁桥、拱桥）引入课程教学。通过实施一个完整的项目来组织教学活动，采用类似科学研究与实践的方法，促进学生主动学习。具体做法是将5～6名学生分成一个小组，给每个小组下发一份既有实际工程的设计图纸，抓住桥梁建设过程主线，讲授桥梁设计基本原则、平纵横断面设计内容、桥梁建设程序和方案比选、桥梁上的作用、桥面布置与构造、上部结构的设计计算、支座、下部结构的设计计算和施工技术。对其他结构类型桥梁则以课上简介课下大作业的方式学习。宽：采用国家新标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）教学，对连续刚构、钢管混凝土拱桥、斜拉桥和悬索桥等大跨度桥梁进行类比性、归纳性讲解，使学生适应我国迅速发展的桥梁建设事业。新：利用三维动画模拟、电视录像片和纪录片等教学手段，把本专业最新动态和发展、科研成果、施工技术引进课堂，拓宽学生视野。

依据CDIO教学模式，实施多样化教学方法。

（1）引导性教学和自主性学习相结合。树立学生为主体的教学思想，组建学习小组，开展课堂互助讨论教学，随着课程进展预留联系工程实例的“大作业”，这些“大作业”可以是课程的重点难点、行业的动态或综合性的知识，作业以小组提交。这种教学方法能调动学生学习的主动性，增加学生之间的相互交流，在锻炼学生的独立分析能力的同时加强团队合作精神培养，以课外补课内来提高教学效果。

（2）项目教学法教学。教学全过程中充分突出实践、强化应用，以实际工程项目为背景，将行业规范、现场案例、施工图纸和录像融入教学，培养学生的工程素质和工程能力。

（3）网络化和信息化教学。通过课程网站建立网上互动平台，学生可以在网站上查看并下载教学大纲、教学课件、各章习题、课程设计的任务书和指导书、工程实例、行业动态等，也可以在网站上留下自己的心得和疑问，由师生进行开放性讨论，从而提高学生的学习自主性。

2.实践教学

基于应用型土木工程人才培养目标的定位特点，构建以能力培养为核心，多模块、相对独立、相互衔接的实践教学体系，该体系由计算机辅助设计软件学习、课程设计、模型制作、专题讲座和认识实习等部分组成。

鼓励并引导学生使用桥梁博士、桥梁通等桥梁工程计算机辅助设计软件，改变课程设计、毕业设计完全手算及手工绘图的现状，邀请设计院技术负责骨干进行专题讲座，依托实际工程进行课程设计，在“做中学，做中教”，培养学生的工程设计能力。[4]利用课程设计的成果，以学习小组为单位按比例制作桥梁的上部结构模型，结合工程已有的其他部分图纸补充下部结构、支座、桥面铺装、栏杆、排水和照明完成全桥模型。在建造过程中，要求严格按照设计图纸施工，不能随意变更设计，在课程结束时提交实体模型和设计说明书，利用PPT演示建桥的全过程并对成果进行答辩，通过熟悉设计图纸课程设计制作模型成果答辩使理论知识具体化、实体化，不知不觉中培养学生的工程能力。

3.考核方法

为鼓励学生个性化发展，打破应试教育的桎梏，采取多元化考核模式，在强调测试理论知识的同时注重工程实践能力和工程设计能力的评价与考核。在考核方式上，采用闭卷笔试、小论文、大作业、模型制作、答辩、互评、自评相结合的形式。

4.课程教学体系建设

毕业设计是教学过程最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节，要求学生综合应用所学各种理论知识和技能。桥梁工程课程的改革建立的“课堂教学、课程设计、认识实习”三元一体模式实质上是对毕业设计环节的基本训练，因此改革后的桥梁工程教学模式可和其他教学环节构成如图2所示的教学体系。

四、桥梁工程课程改革效果

经过两级六个自然班的课程实践，桥梁工程课程改革取得了显著的成效，主要表现在：

第一，构建了以学生工程能力培养为主线，分层次（基础教学课程设计桥梁模型）、多模块（认识实习—课程教学—专题讲座—毕业设计）、全过程、递进式的实践教学课程体系，通过连续渐进的典型工程项目设计，培养学生的工程素质、工程能力和设计能力。

第二，实施多元化考核评价方式，增加小组讨论、大作业、模型制作、答辩等环节，激发了学生学习主动性，提高了学生学习能力、研究能力和工程实践能力。在后续的生产实习中，教学培养基地企业反映该批次学生较之往届“上手快，操作能力强”。

第三，课程设计和毕业设计成果质量提高显著。将项目教学法纳入课程，使学生对现行规范的把握、识图、画图能力加强，将计算机辅助设计软件应用于设计验算，在内容难度加大的情况下学生的成绩没有出现下降趋势。

五、结语

“桥梁工程”课程教学改革以实际工程为背景，以工程技术为主线，完成了课程体系、知识学习方式和考核方式的革新，两届学生实践的良好效果证明本次教改构建的分层次、多模块、全过程、递进式教学课程体系能够加强学生实践教学及能力培养，提高学生的工程意识、工程素养和工程实践能力。

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