大跨度预应力钢结构屋盖体系设计
收稿日期:2002-07-16作者简介:韩小雷(1963-),男,教授,主要从事高层建筑结构的研究.文章编号:1000-565X(2002)10-0111-04大跨度预应力钢结构屋盖体系设计韩小雷 杨 春 季 静 陈庆军 郑 宜 林 鹏(华南理工大学建筑学院,广东广州510640)摘 要:介绍广东现代国际展览中心大跨度预应力钢结构屋盖体系结构设计,重点论述该结构体系的计算模型处理、结构设计方法和结构体系优化设计,得到一些有意义的结论.关键词:结构设计;大跨度结构;预应力钢结构;网架结构中图分类号: 文献标识码:A1 工程概况广东现代国际展览中心属广东省东莞市标志性建筑,总占地面积约15万m 2.主馆平面形状似长方形,展厅主要部分为一层结构,两边局部为二层结构.展厅首层建筑面积约4.5万m 2,二层建筑面积约1.3万m 2,附房建筑面积约1.4万m 2,总建筑面积约7.2万m 2.展览馆建筑使用功能要求内部为大空间,利于展厅灵活布置.展览馆建筑图见图1.图1 展览馆建筑图F ig.1 Ar chite ctur al dr aw ing o f e xhibitio n building 在满足建筑外观及使用功能要求的基础上,展览馆的支承结构采用钢筋混凝土柱,屋面采用预应力大跨空间网架,其规模是目前国内最大的建筑网架屋盖,柱混凝土强度等级为C35,屋盖钢结构的钢材主要采用Q235钢.基本风压值取0.6kPa,风压系数由风洞试验确定.抗震设防烈度为7b .2 支承结构体系设计支承展厅网架结构为32根钢筋混凝土柱,分列两排,跨度90m,沿跨度方向网架向两边分别悬挑约30m.中间8根柱截面为2200mm @2600m m,柱间距为30m;两边24根柱的截面为1400m m @1600m m,柱距为21m.纵、横向柱列采用排架计算模型进行内力计算,柱底与基础为刚接,柱顶与网架为铰接,假设网架平面内刚度无穷大,纵向力学计算模型如图2所示.柱所受荷载包括结构及设备自重、屋面活荷载、风荷载及地震作用.根据荷载效应组合下柱的最不利内力进行截面配筋、结构抗侧移刚度验算以及基础设计.图2 排架柱计算模型示意图F ig.2 Sketch o f c alcula ting m odel of bent c olumns通过计算,柱底最大轴力约为12000kN,最小轴力约为6500kN,最大弯矩为12000kN #m,属于大偏心受压,截面2200mm @2600m m 柱纵筋为华南理工大学学报(自然科学版)第30卷第10期Jo urnal of So uth C hina Univ ersity o f Techno logyV o l.30 N o.102002年10月(Natur al Scie nce Editio n)O ctober 200236<40+40<32(Ò级钢),箍筋为<14@150(100)(Ò级钢,十肢箍);截面1400m m @1600mm 柱纵筋为20<32+16<28(Ò级钢),箍筋为14@150(100)(Ò级钢,四肢箍).柱截面配筋示意图如图3所示.图3 柱截面配筋示意图F ig.3 Sketch o f r einf or cement o f column se ctio n根据场地的地质勘察报告及附近已建建筑物基础设计的有关资料,并结合当地的实际情况,柱下采用人工挖孔桩基础,桩径为1.3m,桩端放大头直径为1.9m,设计桩长约为15~20m ,桩端支承于中风化泥质砂砾岩,岩石天然湿度的单轴极限抗压强度不小于6MPa,桩端嵌入岩层内不小于1.3m,桩身混凝土强度等级为C30,纵筋20<20(Ò级钢)通长配置,箍筋<8@300(Ñ级钢),单桩竖向承载力设计值为8000kN.根据柱底最不利内力组合,同时考虑桩身侧向稳定要求,柱下均采用四桩台基础,承台尺寸为5.9m @5.9m @1.2m,桩中心距为3.3m.通过计算,在各种工况组合情况下桩均不受拉力作用,满足承载力及沉降变形要求.3 屋盖结构系统设计展厅屋盖结构系统采用带拉杆的预应力大跨空间网架结构,下部32根钢筋混凝土柱作为网架的支座,同时在每根钢筋混凝土柱顶设置一根长约15m 的箱形钢柱,截面为800m m @600mm ,钢板厚度分别为22mm 和12mm.在钢柱顶与距网架支座25m 处之间设置圆钢管拉杆,拉杆截面为<351mm @14mm ,相应在钢柱外侧设置平衡拉杆,平衡拉杆经过悬挑部分网架的焊接球节点锚入地下抗拔桩内(见图1、图4).为了防止拉杆拉力对下部钢筋混凝土柱产生过大的附加弯矩作用,钢柱底与钢筋混凝土柱顶采用双向铰接处理,拉杆与网架焊接球节点的连接也采用单向铰接,节点大样如图4.为了保证钢柱平面外的稳定,钢柱在平面外设置预应力拉索.拉杆的抗拔桩采用人工挖孔桩.经过计算,中间部分网架拉杆的最大拉力为3200kN,两边低网架拉杆的最大拉力为2000kN.根据拉杆的拉力大小,抗拔桩桩径分1.3m 和1.5m 两种.桩径为1.3m的抗拔桩,桩端放大头直径为2.1m,设计桩长约为15~20m ,桩端嵌入中微风化砂砾岩,岩石天然湿度的单轴抗压强度不小于12M Pa,桩端嵌入岩层内不小于2.5m ,桩身混凝土强度等级为C30,纵筋28<25(Ò级钢)通长配置,箍筋<8@300(Ñ级钢),单桩竖向抗拔承载力设计值为2100kN.桩径为1.5m 的抗拔桩,桩端放大头直径为2.7m,设计桩长约15~20m,桩端嵌入中微风化砂砾岩,岩石天然湿度的单轴抗压强度不小于12M Pa,桩端嵌入岩层内不小于2.5m,桩身混凝土强度等级为C30,纵筋43<25(Ò级钢)通长配置,箍筋<8@300(Ñ级钢),单桩竖向抗拔承载力设计值为3400kN.拉杆的拉力通过拉杆锚入桩头混凝土内2m 传递给抗拔桩.为了加强传递效果,在锚入部分的拉杆表面焊接4根<25螺纹钢筋,同时在拉杆端部设置端板,连接部分桩的箍筋加密.拉杆与抗拔桩连接节点大样如图5所示.图4 钢柱、拉杆节点大样示意图F ig.4 Sketch o f jo ints o f steel c olumn and draw bar图5 拉杆与抗拔桩连接节点大样示意图F ig.5 Sketch o f joints of dr awbar and pullr esisting piles展厅网架总平面为379m @154m,长向分为三段.网架覆盖总面积约为5.5万m 2,节点采用螺栓112 华南理工大学学报(自然科学版)第30卷球,个别节点采用焊接球,网架形式为正放四角锥,网格的基本尺寸为5m @5m ,上面铺轻质的夹芯彩色钢板.网架的两边柱点支承,钢筋混凝土柱顶钢柱伸出屋面,钢管斜拉杆与之相连接.中间的部分为高网架,而两边则为低网架.高网架厚度为3.5m,低网架厚度为3m.展厅网架的平面图及剖面图如图6(a),(b)所示.图6 网架结构图Fig.6 D ra wing o f lattice fr amed str uct ure展厅网架荷载包括恒荷载、屋面活荷载、风荷载、地震作用及温度荷载.恒荷载分为网架自重、上弦静载和下弦静载.网架自重由计算机自动生成,上弦静载标准值为0.3kN/m 2,下弦静载标准值为0.7kN/m 2;屋面活荷载标准值为0.5kN/m 2;基本风压p W 取0.6kPa,风压分布参照风洞试验结果取值;地震烈度为7b ;温度荷载为?25e .网架选用材料如表1表示.表1 网架构件材料选用表T able 1 M ater ia l ta ble o f mem ber s o f latt ice f ram ed structur e构 件选用材料钢 管Q235A 高频焊接钢管和20#优质碳素钢无缝钢管钢 板Q235B 钢钢 球45#优质碳素钢高强螺栓40Cr10.9级([M 36)和9.8级(\M 39)网架内力、变形及杆件截面采用SFCAD2000网架设计软件进行计算设计.网架杆件设计应力取第10期韩小雷等:大跨度预应力钢结构屋盖体系设计113195MPa,拉杆长细比[200,压杆长细比[180.经过计算,杆件设计截面主要为<75.5m m@ 3.75m m和<88.5m m@4m m两种,约占杆件总长度的60%,螺栓球直径主要为<100~200m m之间.展厅网架总用钢量约2450t,单位面积平均用钢量44.5kg/m2.低网架跨中最大的弹性计算竖向位移为140mm,高网架跨中最大的弹性计算竖向位移为160m m,满足规范位移限值要求.根据一次加载得到的网架节点弹性位移值,对展厅网架进行了几何非线性计算.通过对网架杆件及拉杆内力的计算结果分析对比,二者相差甚微,所以作者认为在本工程实际设计中可以不考虑结构几何非线性对结构内力变化的影响.4设计总结(1)本结构设计的特点是上部预应力网架结构通过两侧的拉杆锚在桩上而形成一个自平衡体系,在竖向荷载作用下,屋盖传给支承结构柱仅为竖向轴力而没有弯矩和剪力.(2)设计中,钢柱柱脚铰接的选择对于优化结构受力非常关键.钢筋混凝土排架柱柱顶离地面高度最高约24m,水平力产生的弯矩非常大,柱处于大偏心受压状态,造成抗弯纵筋配筋量多.钢柱高度最大为15m,如果钢柱柱脚刚接,钢柱顶的水平变位将在钢柱底产生很大的附加弯矩作用,该作用直接传递至下部钢筋混凝土柱,势必造成更大的偏心作用.所以,通过将钢柱柱脚设置为铰接,大大减小了钢筋混凝土柱的弯矩作用.(3)为了保证钢筋混凝土柱上部的钢柱沿建筑长方向的稳定性,在该方向上施加了预应力索以保证钢柱的平衡.参考文献:[1]G BJ10)89,混凝土结构设计规范[S].[2]G BJ17)88,钢结构设计规范[S].[3]G BJ11)89,建筑抗震设计规范[S].[4]JG J7)91,网架结构设计与施工规范[S].[5]G BJ9)87,建筑结构荷载规范[S].Structural Design of Long Span Prestressed Steel Roof Syste mHan Xia o_lei Ya ng Chun Ji Jing Chen Qing_jun Zheng Yi Lin Peng(C olleg e o f A rchitecture&C ivil Eng ineer ing,South China U niv.o f T ech.,G ua ng zhou510640,China)Ab stract:The structur al design of the lo ng spa n presressed steel r oo f system o f Guangdo ng M odern Inter na tio nal Ex hibitio n Center is intro duced.The selectio n o f com puting m odel,structural design methods and the optim iza tio n of the design are presented a nd analy zed.Som e significant conclusio ns a re made.Ke y words:structural de sig n;lo ng span structure;presressed steel structur e;la ttice fr amed structur e 114华南理工大学学报(自然科学版)第30卷。
大跨空间钢结构预应力施工技术分析
大跨空间钢结构预应力施工技术分析发布时间：2021-07-21T17:34:14.810Z 来源：《城镇建设》2021年3月第8期作者：林现[导读] 近年来，随着社会经济的发展，城市大跨度结构日益增多。
林现身份证号：44172119710829****摘要：近年来，随着社会经济的发展，城市大跨度结构日益增多。
大跨钢结构一般适用于大规模建筑工程，具有跨度大、环境复杂等特点，对于施工质量及工艺要求十分严格，为提高构件刚度、减小构件挠度、改善结构性能，预应力技术逐渐得到了广泛运用。
关键词：大跨空间钢结构预应力施工技术引言钢结构预应力是现代经济和科技发展下的产物，也是建筑业一直在推广使用的新技术，预应力施工技术经过混凝土结构的应用发展到了大跨度空间钢结构的应用，这一发展体现了我国过程建设技术的进步。
给钢结构施加预应力对于钢结构结构变形的调控和调整杆件应力分布有着积极的作用，当对钢结构变形和杆件应力进行有效的调控以后，钢结构的承载力将大大的提升，可以减少施工过程中的用钢量，这样不仅可以节约资源还可以使结构变得轻盈，便于大跨度、大空间的跨越。
大跨空间钢结构的预应力施工技术会涉及到很多的结构形式和各种新型的拉索材料，此外还需要与各种高强材料、高级非线性力学分析和施工技术进行融合，所以其应用的难度还是比较大的，但在近些年来，我国大跨空间钢结构预应力施工还是取得了显著的进步和发展，主要以现在拉索材料、结构形式以及施工技术这三个方面。
1钢结构优点与其他类型的建筑结构相比，钢结构的优点主要有：（１）理论分析可靠性高。
钢材是理想的弹塑性材料，内部材质均匀，晶体结构接近于各向同性。
钢结构的实际工作性能可以被目前的计算理论较好的反应，具有较高的可靠性。
（2）强度较高，质量较轻。
钢材强度高于砌体，混凝土和木材，弹性模量也较高。
在受力条件相同的情况下，与其他结构相比，钢结构结构质量更轻，构建截面面积更小，在运输和安装上有明显优势，是建造大跨度建构筑物的理想材料。
大跨度钢结构连廊的设计要点和施工技术
大跨度钢结构连廊的设计要点和施工技术摘要：施工单位需要在具体技术层面加以规范，将整体滑动与吊装、无支撑等多种技术有效应用到工程领域，同时也要重点加强钢结构施工管理，规范强度参数，并优化处理预应力技术和焊接处理工艺，保证整个工程作业环境更加安全。
本文主要分析大跨度钢结构连廊的设计要点和施工技术。
关键词：大跨度；钢结构连廊；设计要点；施工技术引言钢结构连廊是一种用于建筑、桥梁等建设工程的重要结构。
随着我国城市化进程不断加快，城市基础设施的需求越来越大，人们对房屋和桥梁建设工程的要求越来越高，钢结构连廊也随之得到越来越多的应用。
钢结构连廊的设计、制作和安装施工均会影响建设项目的进度和质量。
因此在设计钢结构连廊时，需要充分考虑各方面因素，对各个参数的取值范围做出客观分析和准确计算，并结合施工现场具体情况选择合理的设计和施工方案。
1、连廊结构概述采用设缝与主楼脱开的形式，结构设计总长度66.2m，总宽度34.5m，主体结构高度13.88m，连廊中部设置了楼梯和电梯，局部凸出的楼电梯间高度为18.55m。
为满足建筑外形的特殊造型要求，结合下部道路横穿而过的实际情况，连廊沿纵向设置了2榀3跨连续折线形钢桁架和2榀单跨折线形钢桁架，与11根混凝土柱和4根箱型截面钢柱共同组成了连廊的空间结构支撑体系。
为减小温度效应对混凝土柱的影响，在所有混凝土柱顶设置了球形钢支座。
由于中部设置的楼电梯间结构上具有特殊要求，无法设置球形钢支座，故将楼电梯间周围的4根箱型截面钢柱升到钢桁架顶部，与此4根箱型柱相连的钢梁和折线形钢桁架均为刚性连接，故此形成了球形钢支座与局部刚接钢柱组合的复杂结构体系。
钢桁架体系具有自重轻、受力性能好、跨越能力强等特点，但折线形钢桁架与复杂的支座条件成为技术难点。
2、施工分析2.1施工方案通过比较多种常用的钢结构空中连廊施工方案，如上海国金中心使用的分榀桁架整体提升、高空抬吊散拼、整体钢结构提升等施工措施，结合中小型空中连廊体积与重量较小的实际情况，选择了“先在四层连廊拼装为牢固框架体系，再采用整体提升至合拢位置，随后补齐剩余钢构件”的方案，采用整体提升与高空散拼相结合的施工方法进行施工。
大跨度房屋钢结构简介
工程实例
美国瑞雷（Raleigh）竞技馆（大剧院） 1952年建于美国北卡罗里那州，平面
91.5m×91.5近似圆形，两个砼斜放抛物线拱，鞍 形正交预应力索网，世界上第一个现代悬索屋盖 。
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美国华盛顿杜勒斯机场 1962沙里宁设计，两排 巨型钢筋混凝土斜柱支撑，一高一低，其间悬挂 40余米长的钢索，上铺屋面板，在重力的作用下 ，钢丝自然下垂，形成充满张力感的屋顶曲线。
正放。
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网架和网壳结构(5)
抽空三角锥 三(多网)架层网架 减少弦杆内力(25% 性好；杆件数量多
蜂窝形三角 锥网架 60%)，减小网格尺寸，大跨经济
三层网架示
意图
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网架和网壳结构(6)
网架的点支承 点支承的设置原则 通过正弯矩和挠度减小，使整个网架的内力趋于均匀 对于单跨多点支承，悬挑长度宜取中间跨的1/3 (下图a) 对于多跨多点支承，悬挑长度宜取中间跨的1/4(下图b)
大时网可要两架向 构作几正造交稳何网 正双放 架定尺， 形坡正 式和寸放，四抗角四锥 震坡计或钢 算网筋其格混数凝它土屋复面跨体杂高系比的多坡网格排数钢檩水条屋屋面体面跨 系高 ；比跨度
正放抽空四角锥
(24)+0.2L2 1014 (68)+0.07L2 (1317)+0.03L2
两向正交斜放，棋盘形四角锥
大跨度房屋钢结构简介
大跨度钢结构的应用及其主要特点 大跨度房屋钢结构的类型 梁式结构 框架结构 拱式结构 网架和网壳结构 悬索结构
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大跨度钢结构的应用及其主要特点
应用 公共建筑(剧院，展览馆，体育场馆，车站等) 专门用途的建筑 (飞机库，汽车库等) 生产性建筑(飞机制造厂装配车间，造船厂等) 主要特点
大跨度钢结构
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2.3 拱式结构的特点和应用
特点
•拱式屋盖受力合理 •比梁式和框架式屋盖结构经济指标好(跨度超过80m时尤为显著)
结构布置
•跨度为40∼60m时，拱间距可取6∼10m，无檩或型钢檩条
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2.3 拱式结构的特点和应用 续) 拱式结构的特点和应用(续
•跨度达100m左右时，宜采用相距3∼6m的拱对，拱对间距为9∼15m
减轻基础负担；结构可外露；横梁高度可取跨度的1/20∼1/12 设置预应力拉杆减少跨中弯矩，横梁高度可取跨度的1/40∼1/30
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2.2 框架结构的特点和应用 续) 框架结构的特点和应用(续
•跨度较大时，常用双铰格构式框架 跨度超过100m时，宜采用无铰格构式框架
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2.2 框架结构的特点和应用 续) 框架结构的特点和应用(续
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3.2网架类别 续) 网架类别(续 网架类个方向的平面桁架相互交角60° 比两向网架刚度大，适合大跨度 常用于正三角形，正六角形平面 在某些平面形状会出现不规则杆件
正放抽空四角锥网架
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3.2网架类别 续) 网架类别(续 网架类别
斜放四角锥网架
受力合理，杆件数量少 屋面板类型多 屋面组织排水较困难
•三(多)层网架
减少弦杆内力(25%∼ 60%)，减小网格尺寸，大跨经济性好；杆件数量多
三层网架示意图
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3.3平板网架形式的选择 平板网架形式的选择
选择网架型式考虑的因素： 建筑物的平面形状和尺寸、支承情况、荷载大小、屋 面构造、建筑要求、制造和安装的方法及材料供应情况等 • 从平面形状和大小来看，当周边简支时： 平面为方形或接近方形，且为中小跨度时，宜采用两 向正交斜放交叉梁系网架，或正放和斜放四角锥网架。 平面为矩形时，宜采用两向正交斜放交叉梁系网架， 或斜放四角锥网架。 平面为圆形、八角形、六角形、扇形，且平面尺寸较 大时，可选用三向交叉梁系网架，或三角锥网架。 • 从屋面构造来看： 正放网架的屋面板规格常一种，而斜放网架却有两三 种。倒锥体网架的上弦网格较小，因而屋面板规格也较小
大跨度型钢混凝土梁板屋盖设计
大跨度型钢混凝土梁板屋盖设计摘要：随着经济的不断发展，以及功能需求的不断提升，越来越多的大跨度结构形式在各种建筑设计中出现。
按照GB50011-2010建筑抗震设计规范的要求，跨度大于18 m的框架为大跨度框架。
解决大跨度屋面结构有许多方法，如采用钢结构、预应力混凝土梁板结构或者是型钢混凝土梁板结构等。
各种结构形式有各自的特点和要求。
预应力框架主梁的经济跨度为15m～25m，梁跨高比15～20。
在该跨度范围内采用预应力混凝土，可解决大跨度梁的抗裂、挠度问题，扩大柱网，形成大空间，提高建筑物的使用功能。
关键词：大跨度结构；型钢混凝土梁板；屋盖设计前言高层建筑和大跨度建筑是近代经济发展和科学技术进步的产物。
随着经济的发展，人口向城市集中，造成城市用地紧张，促进了高层建筑的发展。
而随着人们物质和精神文明建设的发展，各类公共建筑也不断涌现，这又促进了大跨度建筑的发展。
这两类建筑都具有自重较大，结构构件受力较大，抗震性能要求较高的特点，而型钢混凝土结构相对于传统的钢筋混凝土结构，能更好地适应这些要求，因而在近些年来得到快速的发展。
型钢混凝土结构，又称钢骨混凝土结构或劲性钢筋混凝土结构，它是指梁、柱、墙、筒体等杆件或构件，以型钢为骨架，外围包以钢筋混凝土所形成的组合结构。
使用的型钢可分为实腹式和空腹式两大类：实腹式型钢构件可由型钢或钢板焊成，常见的截面有I、H形等，也有矩形及圆形钢管。
空腹式构件的型钢一般由缀板或缀条连接角钢或槽钢组成。
空腹式型钢比较节约钢材，但制作费用较高，抗震性能相对较差，目前应用不多。
实腹式型钢由于制作简便、承载力大，因此被广泛应用。
1型钢混凝土结构的优缺点1.1与钢筋混凝土构件相比较，型钢混凝土结构具有以下特点：（1）整体工作—型钢骨架与外包钢筋混凝土形成整体，共同受力。
（2）截面尺寸小—钢筋混凝土构件受到自重和配筋率限值的制约，提高承载力和刚度的唯一途径是加大截面尺寸；而型钢混凝土构件可以利用设置较大截面的型钢参与共同受力，承载力相同，截面面积可以大大减小。
浅谈大跨度空间钢结构施工知识分享
浅谈大跨度空间钢结构施工摘要：文章详细介绍了大跨度空间钢结构的施工技术，通过对大跨度空间钢结构类型及其施工特征进行介绍，结合钢结构的主要施工方法类别，对钢结构施工技术中的关键工序进行重点分析、归纳与总结，包括吊装、滑移、拼装、焊接等工序，仅供相关工作人员参考。
关键词：大跨度空间钢结构；施工技术；滑移；拼装当前，随着经济及科技的不断发展，我国建筑行业也随之不断发展，加上借鉴国外先进技术及经验、理念等，越来越多的新型建筑出现，尤其是大型公共建筑，包括机场建筑、体育馆等都采用大跨度空间钢结构作为建筑物的屋盖结构体系。
现就大跨度空间钢结构及其具体施工技术进行分析。
1大跨度空间钢结构类型大跨度空间钢结构建筑是指横向跨越30m以上空间的各类结构形式的建筑，其结构形式多种多样，当前世界上使用大跨度空间钢结构的各大建筑中，最典型的代表即奥运建筑，大跨度空间结构技术对多种多样、形式丰富的奥运建筑起着推动作用。
其中，奥运历史上著名的罗马体育馆主要采用装配现浇式钢筋混凝土薄壳结构，而巴塞罗那圣乔地体育馆采用了网壳结构。
其中，大跨度钢结构的类别主要如下所述：1.1网架结构网架结构主要指的是由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。
网架结构具有工业化程度高、自重轻、稳定性好、外形美观的特点。
1.2网壳结构网壳结构与空间杆系结构较为相似，平板网架型的空间杆结构是通过杆件根据规律而组成网格，并结合壳体结构布置成一定的空间架构，因此，它不仅具备杆系的性质，而且同时具备壳体的性质。
网壳结构主要通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力进行逐点传力。
例如: 1967年建成的郑州体育馆，采用肋环形穹顶网壳，其平面直径64 m，矢高9.14m，此为国内跨度最大的单层球面网。
又如1988年建成的北京体院体育馆，主要采用带斜撑的四块组合型双层扭网壳，其平面尺寸为59.2m2，矢高3.5m，挑檐3.5m，此为我国跨度最大的四块组合型扭网壳。
大跨度预应力钢结构设计中的相关问题
改善了单层网壳的稳 定性能，提高了单层 网壳的面外刚度，降 低对边界条件的要求； 与索穹顶结构相比， 降低设计和施工的难 度。
可采用整体牵引提升方法进行 安装，包括低空组装、空中牵 引提升和高空张拉成型三阶段。
鄂尔多斯伊金霍洛旗 索穹顶结构‒‒直径71.2m
两类结构比较
索穹顶整体牵引提升方法
低空组装、空中牵引提升、高空张拉成型
M T cos h 0.5 p lx x 2 T cos h M
由于张弦梁结构中通常只布置竖向撑杆，且拉 索不能承受剪力，因此整体剪力由拱的剪力和 索拉力及拱压力的竖向分量组成。
隔离体
模型1——曲梁
模型2中，由于拉索的存在，拱跨 中挠度和支座水平位移均远小于 模型1；模型1的曲梁轴力很小而 弯矩很大；模型2的拱轴力远大于 模型1，但跨中弯矩和剪力均较小。
预应力取值方法
索内张力表示为： T Te Tp Ta T0 Ta 结构自重引起的索拉力：Te M 0 / h
预应力钢结构的预应力损失一般为10%15%，则 T0 (1.1~1.15) Te 。 广州会展张弦梁单榀自重135t，跨度126.6m，跨中力臂 h 13m ，则
模型2 预应力态 410.4 138.6 200 工作态 250.9 96.7 344.2
拱下弦最大轴力 拱下弦最小轴力 索 拉 力
2. 斜撑杆的影响
模型1
模型2
模型3
模型 模型1 模型2 模型3 模型4 水平位移/mm 95.3 87.6 87.3 60.0 挠度/mm 125.9 111.8 111.6 83.1
——各撑杆受力相差不大，所起的弹性支撑作用大致相当，因此拱弯矩分布较 均匀;
大跨度钢结构施工技术
大跨度钢结构施工技术摘要：大跨度钢结构主要用于体育场馆、展览馆、影剧院、候车厅等屋盖结构之中，近年来，各类大跨度钢结构在欧美及日本等发达国家得到了迅速发展，呈现出跨度、规模越来越大，新材料、新技术应用越来越多，结构形式越来越丰富的特点。
相对来说，我国大距度钢结构施工基础较薄弱，本文结合相关工程实例，介绍了目前国际常用的几种大跨度钢结构施工技术，为国内同行施工提供借鉴。
关键词：大跨度钢结构施工技术滑移施工技术整体提升施工技术中图分类号：TU391文献标识码：A 文章编号：Abstract: the large span steel structure is mainly used for sports venues, the exhibition hall, the theater, HouCheTing etc of roof structure, in recent years, all kinds of large span steel structure in America and Europe, Japan and other developed countries have developed rapidly, present a span, scale is more and more big, new materials, new technology application more and more, and the characteristics of the structure form is more and more abundant. Relatively speaking, our country construction steel structure from the degree foundation is weak, this article unifies the related engineering examples, this paper introduces the current international commonly used several big span steel structure construction technology, construction to provide the reference for domestic counterparts.Keywords: big span steel structure construction technology slip construction technology the ascent of the construction technology1 引言大跨度钢结构是指跨度等于或大于60m的结构，主要用于体育场馆、展览馆、影剧院、候车厅等屋盖结构之中，近年来，各类大跨度钢结构在欧美及日本等发达国家得到了迅速发展，呈现出跨度、规模越来越大，新材料、新技术应用越来越多，结构形式越来越丰富的特点。
18米跨度钢结构带节点详图
一、设计资料：1.某厂房总长度60m ，跨度为18m.，柱距6m 。
车间内设有两台30/5吨中级工作制吊车。
屋架端高1900mm,屋面坡度为1/10,置于钢筋混凝土柱上，上柱截面400x400，柱的混凝土强度等级为C25，无檩屋盖体系，采用1.5×6.0m 。
计算最低温度-200C 。
采用1.5×6.0m 预应力混凝土大型屋面板和卷材屋面。
二、结构形式与布置图：屋架支撑布置图如下图所示。
02279a.18米跨屋架(几何尺寸)b.18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aacege'c'a'+2.5370.000-4.371-5.636-4.551-3.357-1.8500.00-4.754-1.862+0.615+1.17+1.344+1.581+3.158+0.540-1.632-1.305-1.520-1.748-1.0-1.0+0.4060.000.00-0.5+5.325+5.312+3.967+2.637+0.933BC DE FGF 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.0 1.01.01.0 1.0 1.0c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值四、荷载计算与组合1、荷载计算预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡×1.35=1.89kN/m 2 三毡四油防水层 0.4kN/㎡×1.35=0.54kN/m 2 找平层（20mm 厚） 0.4kN/㎡×1.35=0.54kN/m 2 泡沫混凝土保温层 （80mm ） 0.48kN/㎡×1.35=0.648kN/m 2 钢屋架和支撑自重 （0.12+0.011×30）×1.35=0.608kN/㎡ 管道荷载 0.1×0.35=0.135 kN/㎡ 永久荷载总和 4.361 kN/㎡屋面活荷载 0.5×1.4=0.7kN/㎡ 积灰荷载 0.5×1.4=0.7kN/㎡ 可变荷载总和 1.4 kN/㎡2、荷载组合计算屋架杆内力时，应考虑如下三种荷载组合：1全跨永久荷载+全跨可变荷载F=（4.361+1.4）×1.5×6=51.849kN2全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：F1=4.361×1.5×6=39.249 kN半跨节点可变荷载：F2=1.4×1.5×6=12.6 kN3全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全跨节点屋架自重：F3=0.608×1.5×6=5.47kN半跨节点屋面板自重及活荷载：F4=（1.89+0.5）×1.5×6=21.51 kN四、杆件截面设计腹杆最大内力，N=448.43kN（压），由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板刚度取12mm；其余节点板与垫板厚度取10mm。
预应力大跨度空间的钢结构施工设计研究
２ 、 拼 装 机 具
三、 大 跨度 空 间的钢结构 预应 力施 工设计
１ 、 张 拉 工 艺
考 虑到杆 件单重较轻 ， 构件外形小 、 体量大 的特点 ， 拼装 吊机需具有 良好的机动性能 ， 故拼装 吊机拟选用１ 台８ 吨汽车吊， １ 台２ ５ 吨汽车 吊。
３ 、 胎 架 拼 装
第一 、 预应 力钢索张拉前标定张拉设备。根据设计提供的拉索预应 力 值， 进行施工仿真计算 ， 按 照计算结果对径 向托索施加预应力。拧索预应 力的施加采用分级对称的原则 。预应力施加分３ 级， 第１ 级施￣ １ ２ ０ ％， 第２ 级
豳圆圈
一
ｌ 施工技术与应用
预应 力大跨度 空间的钢结构施工设计研 究
殷欣 温 启平 陕西 西 安 广东 深圳
陕西省建筑设计研究院有限责任公司 ７ １ ０ ０ ０ ３ Ｊ广东省深圳市清华苑建筑设计有限公司 ５ １ ８ ０ ０ ０
摘要 ： 钢材是符合绿色环保 、 节能减排和循环经济的材料， 钢结构也是体 现绿色施工的拼装结构。在钢结构 中施加预应力 ， 可节省用钢量， 提高结构安全， 实现大跨度和大空间建筑 ， 同时可有效调整杆件的应 力和结构 的变形， 提高结构的安全性 ， 并可
合复杂预应力空间钢结构的具体施工工艺 ，能跟踪建造全过 程的完整施
为反变形量 ； 二是 由于定位焊缝 易产生缺 陷， 因此对于直径较大的管子应 工分析系统 ； 二是原有用于混凝土结构 的预应力施工装备已不适 用 ， 缺少 尽可能不在坡 口根部进行定位 焊，而是利用肋板焊到管子外壁起 定位作 相应的预应力钢结构的施 工装备 ；三是缺少对应于形 式多样 和结 构复杂 用 ； 三是如发现有裂纹 、 未焊透 、 夹渣 、 气孔等缺陷 ， 必须铲平重焊。应彻底