发布时间：2023-10-13 15:36:56
绪论：一篇引人入胜的大跨度结构建筑工程实例，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
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。
地下室结构本身具有一定的复杂性，在对其进行施工的过程中，施工人员需要注意的是问题比较多，不仅要保证结构的整体稳定性，还需要对防水和渗水问题加强重视。接下来，笔者主要以具体的工程为例，对地下室顶板结构的施工技术进行深入探讨。
1 工程概况
某建筑工程主要是一种综合体，房屋建筑的高度为100m，其中地上建筑层数为30层，地下为3层。总体的建筑面积为5.5万m2，其中三层地下室的总体面积为1.3万m2。地下三层结构中，一层和二层主要为商场，建筑的高度为4.8m。地下结构除了商场之外还有车库。建筑工程桩主要是以钢筋混凝土灌注桩为主。地上结构主要以框架剪力墙结构为主。本工程在应用的过程中主要采用的是GBF高强薄壁空心管楼盖，空心管处于楼板的中心位置，板体的厚度以及楼板的长度分别为。另外，钢筋结构配置相对比较均匀。
2 GBF薄壁管空心楼盖技术
2.1 GBF薄壁管空心楼盖技术特征
对于地下室顶板工程来说，GBF薄壁管空心楼盖的应用主要是一种以空心楼和暗梁相组合的形式，其中暗梁的厚度需要和楼层相同，高度在不断升高，结构的自重随之减少。如果预应力较低就可以直接满足大开间以及大跨度的整体要求。这样不仅可以降低施工的成本，还可以提升建筑的公共性。
在具体的施工中，GBF管需要由专门的生产厂家来进行供货，但是在材料进入到施工现场之后，检测人员需要对其进行详细地检测，保证楼板的跨度以及厚度等因素都符合GBF管的施工要求。通常情况下，管壁的厚度为25mm，直径为250mm，跨度可以达到40m。由于这种类型的管材自身重量相对较轻，将其埋设在混凝土板的内部，管和管之间就会形成各种不同类型的空隙，最终形成无梁结构的空心楼盖形式。
2.2 GBF薄壁管空心楼盖结构特点
2.2.1 结构特点分析
建筑物结构本身的自重在明显地降低，无论是横向还是竖向的结构成本都相对较低。其中大跨度、大空间的楼层建筑中都可以应用到空心楼盖结构。不仅如此，对于底层建筑来说，无梁结构的应用还需要进一步改进。从这种结构特点上看，应用灵活，而且施工也比较便利。
2.2.2 结构缺点
这种结构的缺点不是十分明显，但是有些缺点如果不被重视必然会对建筑的整体质量造成严重地影响。如果经过长距离的运输，很容易对芯管造成一定的破坏，另外，芯管结构很难进行固定，而且管距离也不容易一直保持均匀直线的状态。另外，在混凝土浇筑的过程中，芯管可能会出现上浮的现象，因此很有可能会带动板筋向上，这样就会使得保护层的偏差过大。另外，芯管的上方和下方都很难进行密实地振捣，很容易出现蜂窝以及孔洞的现象。
3 GBF空心楼盖施工工艺要点
3.1 工艺流程
具体的工艺流程如下：施工人员首先进行的是测量放线，然后对平板底模板进行安装，然后做好GBF芯管的放线工作。在放线结束之后，工作人员需要做好暗梁的绑扎工作，然后对水暖电等设备进行安装。在芯管就位之后，施工人员应该对钢筋以及板面进行绑扎，然后进行检查验收。在一起工作准备完毕之后，就可以进行混凝土的浇筑工作。最后，施工人员应该对混凝土工程进行养护，然后拆除模板。
3.2 模板安装工艺
模板工程的安装意义重大，首先应该搭设底模的支撑脚手架结构，然后安装木龙骨以及钢管结构。底板模板主要采用的是大模板形式。在这一施工环节中，工作人员要对模板的规范程度进行控制。
模板应根据楼盖的总厚度、暗梁的宽度与平面布置作恒载取值，分别进行承载力和稳定性计算，按计算结果设计模板、龙骨与支撑的布置，并考虑兼做薄壁管抗浮锚定要求。
3.3 绑扎钢筋
模板验收合格后，开始绑扎暗梁钢筋、底层板筋及薄壁管间肋钢筋；薄壁管间肋中钢筋网片应点焊成型后再绑扎；将网片的下部与底层钢筋绑扎固定，上部待GBF芯管安装完毕后与上层钢筋绑扎固定；暗梁及底层板筋在绑扎好后并进行初验。
3.4 GBF薄壁管安装
本工程使用的GBF 薄壁管是空心的并且密封的圆形管，所以在进行混凝土浇筑时，会因振动棒的振动和GBF 薄壁管本身的浮力而导致GBF 薄壁管带动钢筋网片上浮。抗浮压筋是单个GBF薄壁管固定的关键，抗浮压筋采用直径10钢筋，每根GBF 薄壁管设置两道压筋，压筋要与马凳筋焊接牢固，不允许漏焊。
4 关键施工技术措施
4.1 空心板的抗浮措施
必须对抗浮控制点进行合理的布置，通常将控制点布置在肋处，可按矩形或者梅花型布置，每肋都设或者隔一个肋交错设置，保证每平方米范围内不少于一个点。抗浮控制点可定在肋梁中上铁与分布筋相交点，也可以定在箍筋的上部或下部。GBF薄壁管的抗浮靠12#的铁丝固定。固定抗浮控制点时，先将铁丝一端在模板上从孔中往下穿出，与模板的支撑系统绑牢后将铁丝端头从孔中住上穿回来；当安放好GBF 薄壁管、绑扎好GBF管顶上的定位箍和抗浮钢筋后，就可将铁丝的两个端头在抗浮控制点处拧紧。为了安装抗浮控制点，需在肋梁部位的底模上打孔。基于方便操作与及时清理打孔随屑考虑，打孔工作应当在模板上普通钢筋刚放好样，肋梁部位已确定后及时进行。
4.2 空心板的定位措施
在本工程施工中，施工重点与难点就是空心板的定位以及抗浮，其施工措施是否合理，对空心板结构体系功能的实现具有直接的联系。GBF薄壁管的定位是靠准10U 型箍筋、GBF薄壁管限位钢筋是靠马镫筋和架立钢筋以及抗浮钢筋来实现。限位钢筋与架立钢筋和抗浮钢筋限制GBF 薄壁管的上下错动，U 型箍筋限制GBF 薄壁管的左右错动；靠四种钢筋的摩擦力限制GBF 薄壁管的前后错动。在安放GBF 薄壁管之前先按布置图放好马镫筋再固定好架立钢筋，放好GBF 薄壁管后再穿定位钢筋和抗浮钢筋，限位钢筋定位要求准确，一定要牢固绑扎或者点焊在抗浮钢筋上，位置绝对不允许错动。
结束语
由于近年来，在地下室顶板施工中，为了对建筑结构的自重进行减轻，增加地下室的实际净高，降低成本，缩短工期，GPF高强薄壁管空心楼盖技术被广泛的运用在地下室顶板施工中。本文主要根据工程实例阐述了地下室顶板采用GBF空心楼盖施工技术控制要点。
参考文献
[1]赵龙.GBF 高强薄壁管在现浇混凝土空心无梁楼盖中的应用[J].北京水利，2012（4）：12-13.
1 BIM技术基本特征
BIM技术是Building Information Modeling技术的简称，该技术通过数字化3D技术对建筑工程中涉及的多种信息进行全面的整合，实现了工程数据模型的构建。该技术综合了建筑工程管理全过程中设计、施工、运营、维护等诸多环节的相关内容，将传统的建筑工程设计与管理的纸质文件转化为数字化文件，并以3D可视化的形式加以展示，提升了工程设计与管理人员提取与处理建筑工程信息的准确性与效率性。
1.1 参数化3D模型
BIM技术建模过程中应用的数据信息直接来源于建筑设计参数，通过参数化建模的形式直接将方案设计信息转化为3D模型，以此实现了建筑设计方案2D向3D的转换。参数化的3D模型完全与设计方案向契合，同时在设计过程中能够通过参数的调整直接进行建筑结构智能化设计，保证建筑设计整体的合理性。
1.2 可视化技术
BIM技术的应用其主要特点在于设计方案与施工管理过程的可视化，以往的2D设计与施工管理方案转变为3D可视化模型，设计与施工人员能够通过直接的观察，实现设计与施工管理判断识别，进而完成相应工作的管理与优化。现阶段，建筑工程的体量不断增大，施工工艺应用也相对复杂，仅仅依据传统的方案数据往往难以从整体上对设计与施工工作进行把控，应用BIM技术在实现方案可视化的基础上，结合工期管理、造价管理等诸多因素对建筑工程进行全方位管理工作。
1.3 统一化的信息标准
当前，数字化信息技术在建筑工程领域中的覆盖范围不断扩大，随之而来的是不同软件平台或管理系统内部信息标准的衔接问题。当前，建筑设计与施工管理工作中应用的BIM软件执行的是IFC标准，也是众多信息处理软件的执行标准，因此BIM软件在使用过程中能够更好的实现信息录入与数据输出，统一化的信息标准有效提升了设计与施工管理方案使用的便捷性。
2 BIM技术在钢结构工程设计制造中的应用
2.1 高度直观的可视设计
在应用BIM技术进行建筑设计的过程中，3D模型能够有效实现建筑设计理解度的提升，能够方便的进行设计方案共享交流，数字化的信息载体有效提升了方案处理效率。同时，高度直观的设计结果为设计人员进行结构调整优化提供了更为便捷的途径。
2.2 高度统一的关联设计
BIM的3D设计结果其基础是设计方案的数据支撑，相应的模型与数据是一一对应的，这种高度统一的关联设计保证了设计方案与实际成果的一致性，同时也有效实现了设计方案调整优化过程的统一性，避免了人为操作失误对设计结果的不利影响。
2.3 高效精确的自动统计
建筑工程设计阶段形成的信息对于工程整体质量与成本造价等要点环节有着直接的影响。借助BIM技术，设计人员能够将工程设计的全部信息录入系统形成工程数据库，借助自动统计功能实现数据的全面收集整理，从而实现全过程施工质量与成本造价控制，获得理想的设计结果。
2.4 高效严谨的协同设计
BIM技术的应用是对建筑工程全过程的优化整合，通过数据信息可视化的形式为建筑设计与施工提供了协同工作的有效途径。在建筑设计过程中，设计人员能够通过BIM技术提供的共享途径，不同部位的设计人员能够进行配合工作，有效避免了因信息传递不畅导致的设计偏差，维持设计方案的一致性。
2.5 快速及时的计算模拟
BIM技术应用优于传统建设设计方法的要点在于信息处理效率的提升，通过BIM软件内置的统计、计算、分析等系列功能模块，能够保证设计分析结果的准确性，实现设计流程的标准化控制，对设计方案与思路进行控制，同时对设计结果进行及时的评估。
3 工程实例分析
3.1 工程概况
某钢结构建筑工程占地面积5680O，总建筑面积118725O，总建筑高度为95.28m。该建筑顶端钢结构由钢桁架及连系梁构件组成，钢结构连接体系部分总高度25.5m，最大跨度55m，最小跨度是25m。该钢结构共有75个水平、斜向杆件安装连接构成。下图1为该建筑钢结构示意图。
3.2 BIM设计分析
本建筑工程钢结构部分设计使用ANSYS有限元分析软件进行建模分析，结合TERLA进行BIM三维放样，从而实现可视化工程设计。
（1）连体钢结构施工虚拟仿真技术
根据本工程实际设计参数通过BIM软件建立计算模型，导出CAD文件，形成TEKLA模型，结合该模型进行本建筑钢结构的整体分析，对施工节点进行细化，确定构件尺寸，对施工方案进行优化处理。
同时，应用BIM技术对TEKLA模型进行模拟施工，对构件提升、安装等施工工序进行模拟施工，通过可视化功能实现制造安装虚拟仿真，对体积碰撞等情况进行预估，为精确定位与顺利安装制定标准化流程。下图2为连体钢结构提升部分设计尺寸。
（2）复杂节点设计分析
作为钢结构体系中重要的载荷部位，梁柱连接点的应力较为集中，设计过程中应以此部位为设计重点。本建筑钢结构体系节点位置的构建类型主要包括梁、柱、斜撑、侧向连接杆等类型，具体设计尺寸为：钢梁截面700mm×300mm，柱和斜撑截面500mm×400mm，节点部位钢板设计为加强板厚度60mm。
根据结构节点应力特性与制作安装施工流程进行节点位置的设计，其基本要点为：（1）桁架平面内部载荷设计标准应强于平面外部设计标准：（2）主桁架载荷设计标准应强于次桁架设计标准；（3）桁架单元载荷设计标准应强于联系杆件设计标准；（4）钢结构体系中的各构件设计应保证结构体系中得整体协调性与稳定。
同时，为了保证各节点施工质量，节点部位在钢结构制作车间内用大型机械制做成整体节点，由于构件截面比较大，在制作过程中需要对每个杆件进行精准定位后安装，本工程采用TEKLA进行深化设计，优化节点设
计，达到精确放样，从而保证了节点制作、安装质量。
4 结语
综上所述，作为建筑工程领域中应用较为广泛的BIM技术，在实际使用过程中因其突出的参数3D化、模型可视化以及信息标准化在建筑工程实际使用中收到了理想的效果，成为了行业工作者们关注与研究应用的热点内容之一。BIM技术在钢结构工程设计制造中的应用，有效提升了设计与施工管理的科学性，为提升建筑工程质量，保证建筑实际使用性能打下了良好的基础。
