大跨度钢结构及索膜结构
大跨空间结构—索膜结构详解
大跨空间结构—索膜结构详解索膜结构作为新的建筑形式于本世纪五十年代在国际上开始出现，至今已有六十多年的历史，特别是到了七十年代以后，膜结构的应用得到了迅速发展。
膜结构的出现为建筑师们提供了超出传统建筑模式以外的新选择。
膜结构一改传统建筑材料而使用膜材，其重量只是传统建筑的三十分之一。
而且膜结构可以从根本上克服传统结构在大跨度，无支撑，建筑上实现时所遇到的困难，可创造巨大的无遮挡的可视空间。
索膜结构是目前发展很快的一种新型空间结构，是一种效率极高的张力集成体系，可以充分发挥钢索的强度与张拉整体结构的空间作用。
张拉膜结构是索膜结构中最常见的一种形式，是索膜建筑的代表和精华，它通过钢索与膜材共同受力形式稳定曲面来覆盖建筑空间，具有高度的形体可塑性和结构灵活性，即通过对膜材内部施加一定的预张力，使其具备了抵抗外荷载能力，从而充当结构材料的一种结构体系。
这种形式能够充分利用膜材的受力性能，形成轻巧、美观、具有现代感的空间大跨曲面结构，并且施工简单、快捷、成本低，在国内外已经被广泛应用于商业建筑、体育建筑、工业建筑、户外设施、文化娱乐建筑等各种领域。
一、索膜结构的组成及材料特性1. 索膜结构的组成一个完整的索膜结构一般由三部分组成1)形成曲面结构的张拉膜材；2)用于加强膜面的脊索和谷索,以及将膜内力传向支承结构的边索；3)求索膜体系的支架结构。
张拉膜材即作为结构材料,要能够抵抗一定的荷载而不致引起过大变形。
同时为完成作为覆盖材料所规定的建筑功能，例如美观、遮光、防火、耐久等等，还需满足各种性能要求。
所以，选用合适的膜材对于索膜结构的设计建造非常重要。
加强索除其对于膜面受力方面的加强作用外，更重要的是起到了改变建筑造型的作用。
尤其是谷索和脊索的灵活设置会给整个建筑带来奇妙的视觉效果。
支架结构最常采用的是钢结构，也可采用混凝土结构，甚至在某些情况下可以采用木结构或其他结构。
支架结构除满足将索膜体系的内力传递到基础这一结构要求以外，其形式可以采取变化多样的形式，以实现不同的建筑造型效果。
消防救援-大跨度、大空间建筑火灾扑救
（三）扑救难度大
1、灭火障碍多 进攻时障碍物多,灭火内攻难以深入大空间钢结构建筑内可燃物多,火灾荷载大,起火后
燃烧迅速 烟雾弥漫, 温度高,火灾面积大,进攻障碍多,在没有人工照明的条件下,疏散人员,内 攻救人和深入性进攻相当困难。其次,因建筑空间大,塌落物不规则设障,厂房内设备多 地沟 情况不熟悉; 商场内柜台,车间内间隔多,实施内攻时,延长进攻路线,转移阵地非常不便。 2、易造成灭火救援人员伤亡
三、大跨度、大空间建筑火灾处置方法
（一）出动力量
１、根据大跨度厂房（仓库）火灾特点，制定相应作战力量编成方案。 根据着火建筑面积、单位规模、生产使用性质等情况，加强第一出动力量 调派，确保充足有效的人员和装备到场施救。
２、优先出动大功率水罐（泡沫）消防车、抢险救援车、充气车、举高 车、照明车、排烟车（涡喷）、工程破拆车、远程供水车组等作战车辆， 移动水炮、带架水枪、破拆排烟等器材，以及灭火剂和油料供给、生活保 障等战勤保障车辆。
大跨度钢结构因建筑高大,热传导速度快,火势发展蔓延快,房顶随时掉塌落物, 深入内 部战斗中易被砸伤; 因室内面积大、钢结构热传播速度快,整座屋顶或大面积房顶坍塌很难 预测。因此这类火灾扑救中易造成灭火救援人员伤亡。 3、清障,搜索困难
大跨度钢结构厂房,商场内部间隔复杂,火灾发生后,室内被困人员 遇难人员位置难以确 定,若发生坍塌, 钢结构横七竖八,互相牵连,导致搜寻困难。
大跨度、大空间建筑火灾扑救
目录
1 大跨度、大空间建筑的定义 2 大跨度、大空间建筑火灾特点
3
如何提升大跨度、大空间建筑火灾扑救能力
4 大跨度、大空间建筑火灾处置方法 5 大跨度大空间建筑火灾扑救几点启示
6 灭火注意事项
一、大跨度、大空间建筑定义
大跨度钢结构及索膜结构施工过程的质量控制
大跨度钢结构及索膜结构施工过程的质量控制提纲：1. 大跨度钢结构施工过程的质量控制2. 索膜结构施工过程的质量控制3. 施工前的准备工作及质量控制4. 施工中的质量控制5. 施工后的质量控制及验收标准分析：1. 大跨度钢结构施工过程的质量控制大跨度钢结构施工是一项复杂的工程，要求设计精细，施工过程中严格控制质量。
首先，在施工前要进行充分的前期准备工作，如材料的选型、加工和质量检测等。
其次，要加强对施工现场的管理，注重安全和环保，有序进行施工。
在施工中，要严格按照设计要求进行安装，加强材料的检查和测试，及时发现和处理问题。
最终，施工完成后还要进行验收，确保建筑结构的稳定性和功能完好。
2. 索膜结构施工过程的质量控制索膜结构是一种新型的建筑结构，可以通过合理的设计和施工，实现大跨度、轻量化和美观性等优势。
在施工过程中，需要制定详细的施工方案和工艺流程，确保施工过程顺利进行。
同时，要注重技术工人的培训和技术指导，提高施工人员的技能水平，提高施工质量和效率。
在施工中要进行全程的监控和检查，发现问题及时进行调整和修复。
最终，施工结束后还要进行验收，确保建筑结构的性能达到要求。
3. 施工前的准备工作及质量控制施工前的准备工作非常重要，直接关系到施工的顺利进行和施工质量。
准备工作包括选材、加工、运输等工作的安排和处理。
首先，在选材方面，需要选择优质的材料，并进行质量检测。
其次，在加工方面，要确保加工精度和标准，做到精细化和规范化。
最后，在运输方面，要注重材料的保护和运输的安全性。
通过精细的准备工作，可以确保施工前的质量控制和随后的施工质量。
4. 施工中的质量控制施工中的质量控制是一项复杂的工程，需要严格执行设计要求，加强材料的检测和测试，注重施工现场的管理和安全保障。
首先，在材料的安装中，要确保操作规范和技术精湛，杜绝操作错误和安装质量问题。
其次，在加工和焊接等环节中，要注重技术流程和质量检测，确保施工符合要求。
大跨度结构其结构体系有很多种
大跨度结构其结构体系有很多种，如网架结构、索结构、薄壳结构、充气结构、应力膜皮结构、混凝土拱形桁架等，常用于展览馆、体育馆、飞机机库等。
一.网架结构网架结构为大跨度结构最常见的结构形式，因其为空间结构，故一般称为空间网架。
其杆件多采用钢管或型钢，现场安装。
常见的为平面桁架、四角锥体和三角形锥体组成，其节点形式可分为焊接钢板节点和焊接空心球节点两种。
二.索结构索结构是将桥梁中的悬索“移植”到房屋建筑中，可以说是土木工程中结构形式互通互用的典型范例。
三.薄壳结构薄壳结构常用的形状为圆顶、筒壳、折板、双曲扁壳和双曲抛物面壳等。
圆形圆顶结构是轴对称结构，在轴对称荷载作用下，将只产生两种力：径向力和环向力。
径向力为沿经线方向的力，因其要平衡垂直向下荷载，所以必定为压力。
环向力为沿纬线方向的力。
圆形屋顶在垂直荷载作用下，上部的圆顶部分将受压收缩，其直径将变小，而下部近支承部分直径将增大，即上部将产生环向压力，而下部将产生环向拉力，中间将有一截面，为环向压力向环向拉力转变的交界线，该处的环向力为0，该截面称为“过渡缝”。
悉尼歌剧院格拉加尼亚修道院教堂上页下页四.混凝土拱形桁架混凝土拱形桁架在以前的工程中应用较多，但因其自重较大，施工复杂，现已很少采用。
目前最大跨度的拱形桁架为贝尔格莱德的机库，为预应力混凝土桁架结构，跨度为135.8m。
日本姬路市中心体育馆五.充气结构充气结构又称充气薄膜结构，是在玻璃丝增强塑料薄膜或尼龙布罩内部充气形成一定的形状，作为建筑空间的覆盖物。
对角跨长200m,由室内地面至顶高6.07m的东京穹顶，是不用柱子，只依靠室内外气压差来制成的膜屋盖结构，也是在日本最初用于多功能全天候的体育场，约30,000平方米超大椭圆形屋顶，采用悬索加强的充气膜结构。
其双向各配置14根共28根钢索，在其上张拉着涂有特富龙的玻璃纤维布。
请看充气膜的充气过程：六.应力膜皮结构应力膜皮结构一般是用钢质薄板做成很多块各种板片单元焊接而成的空间结构。
现代施工技术-高层及大跨度钢结构施工
（3）高空滑移法
①滑移方法：单条滑移、逐条积累滑移。 ②滑移设备：滑轨、导向轮。 ③同步控制 ④挠度调整
网架单元拼装完成后即可滑移。通常是在网架支
座下设滚轮，使滚轮在滑轨上滑移，也可在网架支座
下设支座底板，使支座底板沿预埋在钢筋混凝土框架
梁上的预埋钢板上滑移。网架滑移可用卷扬机或手动
葫芦牵引。
（4）网架整体提升或顶升法
（2）分条（块）吊装法
条状单元将网架沿长跨方向分割为若干区段，而每个区段 的宽度可以是一个网格至三个网格，其长度为短跨的跨度。
块状单元是网架沿纵横方向分割后的单元形状为矩形或正 方形。
施工要点： （1）网架单元划分 1）网架单元相互紧靠，可将下弦双角钢分开在两个单
元上。此法多用于正放四角锥网架施工。（见图）
提升是将提升设备置于网架上面， 通过吊杆将网架提升到设计标高就 位。
特点：整个网架在地面进行总拼 焊接，然后垂直提升或顶升到设计 标高就位安装。提升法适用于周边 支承的网架，顶升法适宜点支承网 架。
多机抬吊网架
起重机位于两侧抬吊网架
拔杆提升法的空中位移
采用拔杆提升网架
采用电动螺杆提升机提升网架
1.2大跨度钢结构 主要施工方案及技术要点
※1.2.1高空散装法
深圳市青少年宫
1.2大跨度钢结构 主要施工方案及技术要点
※1.2.2分条或分块安装方法
此法又称小片安装法，是指将结构从平面分割成若干 条状或块状单元，分别由起重机械吊装至高空设计位 置总拼装成整体的安装方法。
重庆袁家岗体育场
1.2大跨度钢结构 主要施工方案及技术要点
2）网架单元相互紧靠，单元间上弦用剖分式安装节点连 接。此法多用于斜放四角锥网架
大跨度钢结构及索膜结构施工过程的质量控制
①对于钢构件制作的胎架划线和搭设尺寸、钢构件拼装时的基准线和定位方式等进行 严格检查控制。
③钢结构பைடு நூலகம்装时，施工单位应提交每榀构件吊装后的标高尺寸、焊接、涂装等分别向 监理提交验收。
①对于通过高强螺栓进行连接的钢结构，制作时必须首先注意高强螺栓摩擦面的加工 质量及安装前的保护，并应按标准要求对每两千吨、每种规格、每种加工工艺的高强螺栓 摩擦面进行抗滑移系数试验。
②钢构件角度偏差将严重影响构件组装时的高强螺栓穿孔率。构件的扭曲会影响连接 面间的间隙。因此在钢结构制作时应准备一定的胎架模具以控制其变形，并在构件运输时 采取切实可行的固定措施以保证其尺寸稳定性。
④当焊接表面潮湿、有油污，焊接环境温度过大或焊接部位受风、雨、雪直接侵袭时， 都无法保证焊出高质量的焊缝，特别是焊低氢焊条时更容易出现问题，施工单位应在工艺 方案及对焊工进行施工交底时明确。
⑤焊接过程中为减少焊接应力，防止产生焊接裂纹，应严格按照标准规定要求对焊接 部位进行预热，在整个焊接过程中应随时加热以保证焊缝道间温度并一次焊完一条焊缝， 在焊接完成后应及时按标准要求进行后热。
①安装前，施工单位应对构件的产品合格证、设计文件与预拼装记录进行检查，并复 验记录构件的尺寸。钢结构的变形、缺陷超出允许偏差时，应进行处理。
钢结构安装前，应编制详细的测量和矫正工艺，厚钢板的焊接应在焊接安装前进行模 拟产品结构的工艺试验，编制相应的施工工艺。对拼装好的屋架应预设一定的起拱度。
大跨度建筑的结构类型及造型
薄壳结构形式
筒壳 圆顶壳 双曲扁壳 双曲抛物面壳
双曲扁壳与双曲抛物面壳
北京火车站——双曲扁壳
薄壳结构的建筑造型
建筑造型是以各种几何曲面图形 为基本，有圆筒形、圆球形、双 曲抛物面形。 不简单重复上述基本形式，而是 巧妙地运用交贯、切割、改变参 数等方法，重新组合再创造。造 型独特新颖，突出建筑个性。
巴黎国家工业与技术中心陈列馆
三束锥状双曲面薄壳交 汇于屋顶中心，立面呈 抛物线形，上下双层壳 板组成空腔壳体，平均 厚度18CM,仅为跨度的 1/144。
美 国 麻 省 理 工 学 院 礼 堂
埃罗· 沙里宁，1/8球面薄壳，平面为曲边三角 形，边梁向上卷起，传递荷载至三个支座，地 下埋设水平拉杆，平衡推力，铜板覆盖，玻璃 幕墙曲面外墙。
肯尼迪机场候机楼
四片双曲面钢砼薄壳合围成 屋顶，展翅飞翔的大鸟。采 光带分开四部分，边梁朝支 座逐渐加宽，适应增大的内 力。模型实验，艺术与结构 的完美结合，没有生硬的几 何图形痕迹。
空间网格结构
多根杆件
以一定规律 节点连接
平板网架 曲面网壳 空间结构形式
1、多向受力结构，整体性强，稳定， 刚度大； 2、杆件主要承受轴向拉、压力，符合 材料特性，节省； 3、结构高度小，有效利用空间； 4、杆件规格统一，易于生产。
常见的大跨度结构形式
常见大跨度的结构形式我国规范：跨度60m以上为大跨度。
类型：多为公建，人流集中，规模大，占地面积大。
例如影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港；工业建筑：飞机装配车间、飞机库等。
1、拱结构；拱是一种推力结构：在竖向荷载下产生水平推力；拱是一种无矩结构：通过合理拱轴可使杆件无弯矩；拱可充分利用材料抗压强度，断面小、跨度大。
是一种古老的方法适合脆性材料、石材、砖材、混凝土等关键是侧推力平衡问题2、钢架结构；1、材料强度高，自身重量轻;2、钢材韧性，塑性好，材质均匀，结构可靠性高;3、钢结构制造安装机械化程度高;4、钢结构密封性能好;5、钢结构耐热不耐火;6、钢结构耐腐蚀性差;7、低碳、节能、绿色环保，可重复利用。
3、桁架结构；受力特点是结构内力只有轴力，而没有弯矩和剪力。
这一受力特性反映了实际结构的主要因素，轴力称桁架的主内力。
4、网架结构；网架结构是高次超静定结构体系。
板型网架分析时，一般假定节点为铰接，将外荷载按静力等效原则作用在节点上，可按空间桁架位移法，即铰接杆系有限元法进行计算。
由多块条形平板组合而成的空间结构，是一种既能承重，又可围护，用料较省，刚度较大的薄壁结构，可用作车间、仓库、车站、商店、学校、住宅、亭廊、体育场看台等工业与民用建筑的屋盖。
此外，折板还可用作外墙、基础及挡土墙。
6、薄壳结构；壳，是一种曲面构件，主要承受各种作用产生的中面内的力。
薄壳结构就是曲面的薄壁结构，按曲面生成的形式分为筒壳、圆顶薄壳、双曲扁壳和双曲抛物面壳等，材料大都采用钢筋和混凝土。
由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构。
索的材料可以采用钢丝束、钢丝绳、钢铰线、链条、圆钢，以及其他受拉性能良好的线材。
8、张拉膜结构；张拉整体结构是由一组连续的拉杆和连续的或不连续的压杆组合而成的自应力、自支撑的网状杆系结构，其中「不连续的压杆」的含义是压杆的端部互不接触，即一个节点上只连接一个压杆。
9、充气膜结构；充气膜结构是一种新型建筑结构，是轻型空间结构的一个重要分支，具有丰富多彩的造型，建筑特性、结构特性优越，主要分为张拉膜结构、骨架膜结构、充气膜结构、索桁架膜结构等。
大跨度钢结构及索膜结构的施工质量控制措施
大跨度钢结构及索膜结构的施工质量控制措施摘要：在一些大型公共建筑中，大跨度钢结构及索膜结构是比较常见的屋面系统和受力结构体系，其本身的施工质量会在很大程度上影响建筑整体的施工质量和使用安全，必须得到足够的重视。
本文结合具体工程实例，对大跨度钢结构及索膜结构的施工质量控制措施进行了分析和讨论，希望能够为同类工程的建设提供一些借鉴。
关键词：大跨度；钢结构；索膜结构；质量控制1.工程概况某体育场施工建设中，主体结构选择了单臂悬梁结构，最大梁体的长度达到了39.5m，自重13.5t，安装高度18.79m，属于大跨度钢结构形式，相应的结构参数如表1所示。
表1 体育场主体结构参数2.工艺流程体育场大跨度钢结构及索膜结构的施工工艺流程如下：对基础进行必要的检查验收→对相关材料的质量和性能进行检验→依照相关结构参数，开展桁架预制工作→针对钢材进行喷砂除锈，去除表面存在的锈蚀→喷施底漆和面漆，做好防腐蚀处理→将预制完成的结构运输到施工现场→对铰点以及铰轴进行安装校对→对桁架进行安装→检查，如果发现施工过程中桁架面漆层出现破损，需要及时补漆→施工完成后，开展竣工验收工作→确认合格，交付使用[1]。
吊装环节，需要按照相应的顺序进行施工作业：主桁架采用160t吊，从外部吊入后，内部设置40t吊进行接吊，对好位置，确保一次性吊装到位；主桁架吊装完成后，以40t吊进行前端桁架带和后端桁架安装，需要设置相应的脚手架，桁架整体吊装采用自南向北的顺序，单组施工则需要严格依照施工组织设计进行。
尤为注意的是，在进行桁架吊装作业时，应将其绑扎牢固，确保施工安全。
桁架吊装单元绑扎示意如图1所示。
图1 桁架吊装单元绑扎示意3.施工质量控制措施3.1桁架制作质量控制在针对桁架进行预制的过程中，对于所有可能影响其质量的因素，如胎架划线、搭设尺寸、拼装基准线以及定位方式等，都必须做好严格的检查和控制，发现问题必须及时进行处理。
同时，应该在桁架钢构件制作焊接完成后的自由状态下，对钢构件进行拼装检查，严格依照相关设计标准，开展相应的结构尺寸验收。
各种钢结构形式的经济跨度
各种钢结构形式的经济跨度
随着现代建筑行业的飞速发展，钢结构作为一种建筑承重梁柱的形式，由于其具有轻质、高强、施工方便等特点，越来越受到人们的青睐。
在众多钢结构形式中，门式刚架结构、网架结构、索膜结构和拱形钢结构等尤为常见。
那么，这些钢结构形式的经济跨度如何呢？
首先，我们来了解一下各种钢结构形式的定义和特点。
门式刚架结构是一种采用门型钢架作为主要承重结构的建筑形式，具有刚度大、稳定性好等特点。
网架结构则是一种采用焊接或螺栓连接的网状结构，具有结构稳定、刚度大、材料省等优点。
索膜结构是一种以高强度柔性薄膜或索材为主要承重构件的结构形式，具有造型独特、结构简单等优点。
拱形钢结构则是一种采用拱形结构作为承重部分的钢结构形式，具有抗压性能强、自重轻等优点。
接下来，我们来比较一下各种钢结构形式的经济跨度。
门式刚架结构的经济跨度一般在18~24米，而网架结构的经济跨度可以达到24米以上，甚至可以超过60米。
索膜结构的经济跨度受材料和设计影响较大，一般在20~30米之间。
拱形钢结构的经济跨度在15~30米之间，具体数值需要根据项目需求和设计来确定。
在选择钢结构形式时，我们不仅要考虑经济跨度，还要兼顾结构的安全性和稳定性。
例如，对于跨度较大的建筑，采用网架结构或拱形钢结构可能更加合适。
而对于跨度较小、造型要求较高的建筑，索膜结构或门式刚架结构则可能更优。
总之，各种钢结构形式在经济跨度方面各有特点，我们在选择时应根据项
目需求综合考虑。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
大跨度钢结构及索膜结构
大跨度钢结构和索膜结构作为大型公共建筑的主要受力部分和新型屋面系统，其质量直接影响到建筑物的安全和使用功能。
本文仅结合上海体育场、浦东国际机场、虹口足球场、上海新国际博览中心等工程的监理实践，对大跨度钢结构和索膜结构施工质量控制的几个主要方面进行一些讨论。
⑴对桁架钢构件制作质量的控制①对于钢构件制作的胎架划线和搭设
尺寸、钢构件拼装时的基准线和定位方式等进行严格检查控制。
②钢
构件拼装检查应在制作焊接完成后自由状态下进行。
应按每榀构件拼装
胎架中每一支点的三维空间位置验收结构尺寸。
⑵钢结构焊接①对于施工单位首次焊接的钢种，一定要进行焊接工艺评
定，并制定相应的焊接工艺。
②监理一定要抓住对焊工合格证的检查。
检查内容应包括：母材及焊材种类、焊接位置、焊工合格证的有效期。
③严格把住接头装配质量关。
接头的装配质量包括：坡口质量，根部
间隙，对口错边量等几个方面。
④当焊接表面潮湿、有油污，焊接环
境温度过大或焊接部位受风、雨、雪直接侵袭时，都无法保证焊出高质
量的焊缝，特别是焊低氢焊条时更容易出现问题，施工单位应在工艺方
案及对焊工进行施工交底时明确。
⑤焊接过程中为减少焊接应力，防
止产生焊接裂纹，应严格按照标准规定要求对焊接部位进行预热，在整
个焊接过程中应随时加热以保证焊缝道间温度并一次焊完一条焊缝，在
焊接完成后应及时按标准要求进行后热。
⑥对设计及国家规范要求探
伤的焊缝，应对每条焊缝按比例要求进行无损探伤。
检验位置及长度由
质检人员指定并书面通知NDT人员。
检验后NDT人员应出具探伤报告，
探伤报告应标明探伤的具体部位。
焊缝完成后质检人员及时按设计和
GB50205等标准要求进行外观检查和无损检验，不合格部分及时通知焊
工返修（返修焊缝工艺也必须是评定合格的）。
⑶钢结构安装质量控制①安装前，施工单位应对构件的产品合格证、设
计文件与预拼装记录进行检查，并复验记录构件的尺寸。
钢结构的变形、
缺陷超出允许偏差时，应进行处理。
②钢结构吊装就位后，应对构件
定位轴线、标高等设计要求控制点进行测量做好标记，对吊装对接接头
质量进行焊前检查。
安装好临时支撑及钢浪索以使钢屋架在施工过程中
安全稳定。
③钢结构安装时，施工单位应提交每榀构件吊装后的标高
尺寸、焊接、涂装等分别向监理提交验收。
河南国星膜结构一心致力于膜结构的供应与服务，拥有成熟的工艺流程，技术力量雄厚,专业从事膜结构生产。