大跨度建筑

大跨度建筑（精选11篇）

大跨度建筑 篇1

随着建筑技术及经济的发展, 大跨度大空间这一新型的建筑形式由于其结构简单、施工方便、内部空间大、内部自由度大、建筑成本小等优点, 成了大型企业厂房的主要结构形式, 但是这种建筑在火灾扑救方面存在诸多难点, 一旦发生火灾, 极易造成重大损失和群死群伤恶性事故。例如, 2013年7月1日山西省棉麻公司侯马市采购供应站北窑露天棉麻仓库因雷击导致该露天垛棉花着火引发火灾, 过火面积约1.05万平方米;2013年12月11日, 广东深圳荣健农批市场发生火灾, 造成16人死亡。因此, 对大跨度大空间建筑特点及火灾扑救对策的研讨, 有着非常重要的现实意义。

1 大跨度大空间建筑的火灾特点

1.1 高温下建筑顶部容易坍塌。

大跨度大空间建筑框架一般采用钢结构, 当钢构件自身温度达到350℃、500℃、600℃时, 其强度分别下降1/3、1/2和2/3。在全负荷情况下, 钢构件失去平衡稳定性的临界温度为500℃左右。而在火灾中, 高温烟气聚集建筑顶部, 致使温度上升, 受高温作用, 钢强度下降非常迅速, 在建筑顶部自身重力的作用下, 整个顶部就有坍塌的危险, 给实施内部灭火行动造成极大困难。此外, 钢构件受热膨胀, 火场射水遇冷会急剧收缩, 易破坏建筑的稳定性。

1.2 火势迅猛, 易造成人员伤亡。

因大跨度大空间建筑内部空间大, 空气充足, 可燃物多, 火灾荷载大、内部结构复杂, 极易发生轰然, 很快就会发展到猛烈发展阶段;建筑装修材料燃烧分解出大量的一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮和其他有害气体, 以及燃烧所消耗的大量氧气, 使内部空间的氧含量急剧下降, 有害气体的浓度迅速增大, 被困人员很容易中毒窒息、死亡;内部面积大, 生产作业时人员距离疏散出口距离远, 被困人员逃生困难, 极易造成人员伤亡。

1.3 障碍物多, 难以组织内攻扑救。

大跨度大空间建筑面积大, 坍塌物纵横交错, 内部设备多, 实施内攻、延长进攻线路、转移阵地都非常不便, 加之内部火灾荷载大, 燃烧猛烈, 内部结构复杂, 深入内部救援、强攻救生难度较大, 建筑坍塌后搜救难度更大。同时, 随时可能出现倒塌, 内攻危险性较大。

1.4 屋面结构复杂, 破拆难度大。

大跨度大空间建筑多数屋面采用钢构件, 横截面积大, 屋面呈弧形, 屋面板内充装的保温材料多数具有可燃性, 火灾中人员难以在屋面上停留, 现有破拆器材难以在短时间内破开屋面, 进行排烟或控制火势蔓延。另外, 出现坍塌后, 钢构件相互连接在一起, 很难破拆开口向内射水灭火。

2 大跨度大空间建筑火灾的扑救措施

2.1 火情侦察。

到场后, 通过询问知情人, 了解起火部位、被困人员情况, 了解起火部位、被困人员情况, 了解有无易燃、易爆及贵重仪器设备, 了解建筑内部楼层的基本分布, 并注意查看建筑内部楼层的承重结构是否变形。组织人员进入内部侦察, 要查清与核实被困人员数量、所处位置、火势蔓延途径、燃烧物性质、燃烧范围、有无易燃易爆及贵重物品;确定进攻路线和灭火阵地的位置, 分析判断承重构件变形及坍塌的可能性。深入内部侦察时, 可组织精干力量分若干侦察小组, 从多个入口同时进行。

2.2 冷却降温。

扑救大跨度大空间建筑火灾时, 要确立“冷却先于灭火”的战术思想, 利用水炮和高喷消防车远距离向建筑顶部或窗口射水冷却降温, 使钢构件的表面温度下降, 从而有效保证钢构件的强度不遭破坏。同时, 冷却钢结构散发出的水蒸气可以提高火场的湿度, 降低火场的环境温度。在对钢构件建筑进行冷却时要做到均匀全面, 防止水流过强, 形成较强的局部冲击力, 造成钢建筑构件局部骤然降温, 引起建筑物构件变形收缩。

2.3 合理设置水枪阵地。

在扑救大跨度大空间建筑火灾时, 要尽量使用射程远的大口径水枪、移动炮、车载炮等, 从远距离向房顶、窗口射水冷却和灭火, 要尽量减少登高和进入室内的灭火人员数量, 防止建筑倒塌伤人。在火场温度降低到安全系数以内、确认无倒塌危险时, 迅速调整水枪阵地, 依托门、窗等部位设置水枪阵地, 从不同角度加强灭火强攻, 以强大的密集射流靠近火点灭火。当燃烧面积过大时, 要采取穿插分割的方式进行灭火, 即先堵截火势的蔓延, 然后利用框架内的间距、堆垛的间隔、通道等有利条件, 进行分割, 将燃烧区分割成若干片, 尔后逐片予以消灭。

2.4 排烟散热。

选择下风方向实施有效的排烟排热, 切忌形成四面围攻灭火的阵势, 导致高温烟气不易散出。排烟时, 可以运用建筑内部自动排烟设施、通风空调系统进行排烟, 利用移动排烟设施进行排烟, 也可开启排烟窗或破拆局部结构进行排烟。同时, 也可采取破拆排烟口引导和改变火势蔓延方向, 实现取舍适当, 攻防结合, 让现场高温烟气尽快散出, 为有效实施内攻控火创造有利条件。

2.5 启动内部消防设施。

扑救大跨度大空间建筑火灾时, 应贯彻“固移结合”的思想, 在火灾初期阶段应该组织精干力量进入建筑内部启动消防设施, 从而有效的控制火灾蔓延发展。

2.6 火场供水。

充分利用内部固定灭火设施出水灭火。当固定供水系统不能满足前方灭火用水需要时, 要迅速利用消防车由水泵接合器向建筑内部管网供水, 补充水量增加水的压力。为满足大量冷却用水的需要, 及时安排大吨位消防车向火场运水, 保证火场供水。

2.7 通信保障。

消防人员进行内部火情侦察和内攻灭火时, 可利用单位内部的手持对讲机等移动通信设备与室外保持联络, 也可在火场设置临时有线通信系统, 保证室外与室外的正常通信联络;情况紧急时, 也可利用照明信号或扩音喇叭喊话进行联络。

另外, 对隐藏在塌落物体下面的燃烧, 要根据情况采取牵引和破拆措施, 清除燃烧上面的障碍物, 彻底消灭火势, 以防复燃。

3 大跨度大空间建筑火灾扑救的安全措施

3.1 内部侦察和内攻近战时, 要在外部增设观察哨, 观察厂房的梁、

柱、人字架等构件有无扭曲、变形、坍塌等迹象, 确保内部侦察人员的安全。

3.2 实施内攻时, 要控制内攻人员数量。

进入火场前, 安全员要登记进入火场人员数量、姓名和空气呼吸器的压力。每隔1分钟与内攻人员联系1次, 记录内攻人员的位置、空呼余压值。安全员一旦与内攻人员失去联系, 要迅速派出预备救援小组, 根据安全员最后记录的内攻位置快速前往救援。

3.3 内攻近战时, 要组织水枪掩护, 水枪手要选择能及时躲避热浪的位置进行射水, 射水时不能使用直流水直射高温的彩钢板墙体或钢构件, 以防止高温、热气浪反扑伤人。

3.4 内攻近战时, 要同时组织2个攻坚小组, 从有利的突破口攻进火场, 两组之间要相互交替掩护进攻。

3.5 大型钢结构建筑火灾, 要尽量使用大口径水枪或水炮冷却承重钢构件, 保持构件的承重强度。

射水时要注意使用喷雾、开花水流或直流折射的方法;破拆时动作不能过大, 防止局部结构失去稳定性而发生倒塌。

3.6 尽量减少登高的灭火人员。灭火人员在顶部行走时, 脚要踩在屋顶的承重部位, 防止坠落或滑落伤人。

3.7 大跨度大空间建筑局部承重构件发生扭曲变形或火场发生其他突变情况, 严重威胁消防人员的安全时, 要立即组织撤退。

4 结论

大跨度大空间建筑火灾已经成为目前消防部队面临的重点课题。对此, 各级消防部队要强化对大跨度大空间建筑火灾的研究, 掌握其火灾燃烧特点、规律和相应的对策和战法, 不断提高部队扑救此类火灾的实战能力。

摘要：分析了大跨度大空间建筑的建筑特点、火灾特点和火灾危险特性, 研究了大跨度大空间建筑火灾扑救方法, 明确了需要把握和解决的主要问题, 为大跨度大空间建筑火灾扑救提供参考。

关键词：大跨度,大空间,火灾扑救

大跨度建筑 篇2

摘要：大跨度钢结构雨棚结构体系轻盈、造型美观、布置简洁，在国内外建筑中应用普遍，特别是车站站台雨棚与公共建筑大悬挑式雨棚的应用十分广泛。本文主要分析大跨度钢结构雨棚的性能、结构设计与材料选择，并对钢结构雨棚的发展前景进行展望。

关键词：钢结构；雨棚；大悬挑式雨棚

中图分类号：TU226 文章标识码：A 文章编号：1672-2310（2015）12-007-107

雨棚是位于建筑外部空间的用以遮挡风雪和保护外门免受雨水侵蚀的水平构件，应用于门、窗、阳台上部、体育场看台以及车站月台等地方。随着我国社会经济的发展，城市建设加快，雨棚成为建筑的重要组成部分。悬挑雨棚不仅发挥着避雨的作用，而且外观造型优美，能够凸显建筑造型的特色，增加了建筑物的美观效果，在工程建设中应用广泛。

一、钢结构雨棚

伴随着社会经济与科技发展，钢材产量大幅增加，钢结构雨棚成为现代建筑工程的重要材料。一般在工厂统一利用焊接、安装等工程程序加工制作钢结构雨棚。目前较为常见的钢结构雨棚类型有：钢结构玻璃雨棚，顶部为钢化玻璃或者夹胶安全玻璃；钢结构铝板雨棚，主龙骨架以钢结构为主，顶部采用铝板，不生锈、不变形，防止高空坠物砸坏雨棚，性价比高，使用寿命长，在飞机场、银行、超市、政府工程、学校、酒店等均可使用；钢结构PC板雨棚由于自身存在较大缺陷，在建筑中使用较少。一般民用建筑多采用混凝土结构雨棚，但很多公共车站等建筑，由于建筑物物的外观要求比较严格，而且还必须满足外观要求和使用需要，导致雨棚的跨度不断增大，混凝土结构雨棚已经难以满足需求。钢结构雨棚因其自重轻、强度高、抗震抗倾覆能力强的优势，在铁路站台雨棚以及公共建筑中的大悬挑钢结构雨棚应用越来越普遍。钢结构雨棚质量容易控制，维护装拆便捷，具有可再造性，能有效缩短施工周期、减少建筑垃圾，成为现代建筑工程中应用广泛的雨棚结构。

二、大跨度钢结构雨棚应用――以站台雨棚为例

以2004年开通使用的北京站无站台柱雨棚为标志，钢结构无站台柱雨棚在国内得到了很广泛应用，给很多站台提供了方便。很多发展比较迅速的北京、上海等地都已经建立了很多无站台雨棚，如南通站雨棚、淮安站雨棚、泰州站雨棚等，无站台柱雨棚成为我国铁路大中型客站雨棚的主要模式。我国客站多为通过式，为了满足客站需求，无站台柱雨棚的建立长度通常四五百米，雨棚高度可以达到十几米甚至二三十米，完全可以满足站台人流量的需求。因而，无站台柱雨棚构建了一个覆盖整个站场范围的高大、通透的建筑空间，面积最大可达20万平方米，也让无站台雨棚建筑成为了体量巨大、全开敞的建筑样式，站台最大跨度在一百米以上。平面钢结构是无站台柱雨棚经常采用的结构，空间结构占用较少。柱距约为18米到33米之间，面板跨度在45米到67米之间。多采用采用断面为三角形的大跨度空间管桁架结构，纵向与横向桁架交汇节点连接采用管与管相贯焊接。不同结构的建筑物由于自身条件限制以及建筑的特点，需要设计不同的钢结构雨棚。如北京站采用连续拱形桁架结构，跨度46m，柱距33m，覆盖面积7.9万平方米。下表1是国内部分已建成的无站台柱雨棚概况，图1表示的是武汉站雨棚垂直轨道方向桁架。

三、雨棚覆面材料

公共建筑中对采光有较高的要求，采光玻璃因其具有的采光能力、平整性以及实用性、装饰性成为公共建筑雨棚的首选覆面材料。玻璃面板一般采用框格、绳索和拉杆等构件进行固定，组成雨棚。建筑师通常使用点式玻璃雨棚满足设计风格要求。钢结构骨架支撑受力主要利用钢爪将覆面材料玻璃面板固定在悬挑玻璃肋上实现。在玻璃肋尾部用钢爪连接钢夹板连接，通过钢爪传递玻璃板面荷载，极大减小了玻璃肋的受力。对于悬挑较小的雨棚，直接使用玻璃肋作为支撑体系，无需通过钢爪传递受力。但由于玻璃板面强度与局部承压能力相对较弱，用玻璃板作为结构支撑体系的雨棚连接点的构造处理难度较大。以玻璃板作为雨棚覆面材料的建筑，如浙大紫金港建筑系馆入口处的雨棚，该雨棚采用型钢悬挑骨架，其上覆盖用以采光以及防雨防尘用的玻璃。雨棚波浪曲线的造型与体态呈曲面完形的系馆建筑形象和谐一致，悬挑部分呈上升曲线，轻质钢骨架越向上越细，给人以轻盈飘逸的动态视觉感，显得充满灵气。

四、大跨度钢结构雨棚应用前景分析

随着社会经济的发展，钢结构雨篷的使用在全面的进行普及，推动了雨篷覆面材料的发展，新的科技元素不断融入覆面材料，节能减排成为钢结构雨棚的主要发展方向。公共建筑的雨篷相对跨度较大，特别是大跨度钢结构雨棚，在长时间的阳光直射下，会给雨棚产生很大的强度，所以，在未来建立钢结构雨棚的时候，可以将太阳能电池板利用技术和钢框架连实现连接，形成雨篷覆面结构，利用太阳能的光电技术，将太阳能转化成电能给建筑提供能量。这种方式不仅可以解决公建建筑采暖、制冷、照明等问题，还可以满足电力电气设备系统运行的需电供应。需要进一步完善太阳能板的造型和节点设计，在满足了建筑绿色节能的要求的同时体现建筑的美感，大跨度钢结构雨棚拥有广泛的市场前景。

五、结语

钢结构雨篷有诸多优点，但使用尚未普及。但由于钢结构的直接造价较高，至今没有形成统一的钢结构设计和施工规范，技术层面并不成熟，钢结构雨篷制作产业化程度不高等因素制约，我国的钢结构雨棚使用还不是特别广泛。本文首先简要介绍了钢结构雨棚，以站台雨棚为例分析了大跨度钢结构在现代建筑工程中的应用，继而分析了雨棚覆面材料，最后对大跨度钢结构的应用前景进行展望。

参考文献：

[1]沈雪，杨秋伟，李小琪.大跨度钢结构雨篷在现代建筑工程的应用[J].门窗.2012（10）

[2] 彭如慧.无站台柱风雨棚钢结构施工工艺[J].河南水利与南水北调.2012（04）

某大跨度建筑结构设计 篇3

关键词：建筑；大跨度；结构；设计；外挑桁架；楼盖

一、方案选型

工程在初步设计阶段原拟采用如下方案：边跨采用型钢混凝土桁架，屋面采用网架屋面。该方案存在下列问题：①左右外墙端部型钢混凝土构件承受了33.6m跨度的屋面荷载，即使采用型钢混凝土构件，仍然存在荷载大、截面大、安全储备不足等诸多问题；②由于屋面必须用混凝土重载屋面，网架杆件截面大，含钢量也较大，且网架屋面难以实现建筑的整体效果。

为了解决上述问题，最终通过在中间另外设置4榀钢筋混凝土斜腹杆桁架，实现结构受力与外形及功能要求的统一。由于采用了6榀桁架联合受力，因此单榀受荷面积的明显减少，采用普通的钢筋混凝土构件就能满足要求。该方案由于上部斜柱框架体系刚度较大，底部仅设置框架柱刚度较小，容易形成薄弱层，因此底层斜柱与地面相交位置布置部分钢筋混凝土剪力墙，提高结构的抗震性能，解决结构上下层刚度突变，屋面采用正交斜放的钢筋混凝土梁板体系能有效地解决屋面板开洞后造成的屋面刚度损失。通过综合比较，该方案不仅可以保证建筑的外立面效果，而且用普通的钢筋混凝土体系解决了大悬挑的难题，大幅度减少了工程造价。

二、结构总体计算分析

采用空间结构软件SATWE及通用有限元软件MIDAS/GEN进行结构计算分析，设计参数为：建筑安全等级二级，结构重要性系数1.0，结构使用年限50年，设计基准期50年，抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度0.05g，设计地震分组第一组，场地类别为Ⅲ类。主楼框架抗震等级三级，剪力墙抗震等级三级。

1.结构动力特性

由于6榀钢筋混凝土斜柱框架的存在，结构x，Y向刚度相差较大，结构在地震组合下x向的位移角为1/1802，Y向的位移角则达到了1/9999。因此虽然第二周期为扭转周期，但考虑到工程本身为多层结构，抗扭刚度也较大，在偶然偏心地震力的作用下的扭转位移比为1.34，可满足抗震规范的要求。

2.楼层侧向刚度及抗剪承载力验算

楼层侧向刚度比及抗剪承载力比见表1，其中。，R为x，Y方向本层的侧移刚度与上一层相应侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者。R，R表示本层的抗剪承载力与上一层的比值。从表中可以看出，通过调整各层的剪力墙的布置、截面厚度，楼层侧向刚度及抗剪承载力均可满足规范要求。

三、外挑桁架分析及设计

1.外挑桁架结构布置

经过计算分析，确定了工程最终的桁架形式及截面。左右外墙桁架（以下简称轴②，⑩桁架）如图1所示。轴⑤，⑦桁架形如图2所示，轴③，⑨桁架如图3所示。

2.外挑桁架分析与设计

工程钢筋混凝土桁架为整体现浇，且上下弦杆均承受楼面荷载，因此均为拉弯或者压弯构件，桁架的设计采用的是MIDAS/GEN的计算结果。工程在弹性楼板假定下对桁架进行了内力计算及配筋。以下仅以轴③，⑨桁架为例介绍桁架的计算结果。考虑到混凝土桁架的特殊性，桁架节点按刚接计算。表2中分别列出了桁架中受力较大的几根杆件的内力设计值。由表中可见，虽然节点按刚接考虑，各杆件一般仍存在较小的弯矩，这些弯矩主要是由构件自重及作用在其上的荷载引起。桁架上弦杆的轴向拉力较大，考虑到该结构构件为非常重要的承重构件，一旦出现裂缝，内力重分配会影响桁架的整体受力特性。故决定用更严格的抗裂设计原则，裂缝值控制在0.2mm以内进行配筋计算。

3.桁架构造及施工

桁架是通过节点将各杆件组成整体的，正确处理节点构造是保证桁架质量的关键。为了锚固杆件内的纵向受力钢筋，工程在节点处均应将混凝土截面局部加大。为保证节点混凝土浇筑质量，腹杆中间部分钢筋伸至水平弦杆顶部在水平锚固，角筋伸至水平弦杆底部锚固。

四、钢一混凝土组合楼盖设计

屋面跨度25.2m，采用钢一混凝土组合楼盖，主钢梁采用H1500×300×25×30焊接型钢，楼板采用C35混凝土浇筑，厚度120mm。为避免组合结构与普通钢筋混凝土楼面连接处因变形相差较大而出现变形裂缝，工程在钢梁支座混凝土楼板与四周楼板交接处均设置宽1000的施工后浇带，待周边混凝土构件达到设计强度并拆模后方进行后浇带混凝土施工。这样可有效释放端部弯矩，避免使用阶段屋面出现变形裂缝。

结束语

大跨度空间是结构设计中的难点和重点，通过方案比较及优化，该工程采用了6榀钢筋混凝土斜腹式桁架、钢一混凝土组合楼盖实现了建筑方案与结构受力与经济性的统一。通过SATWE和MIDAS/GEN有限元分析计算，对抗震性能及受力配筋进行了校核，保证了结构的安全性及经济性。同时预先考虑了施工中的难点与重点，保证设计意图能在施工环节中得到贯彻及实现。

参考文献

[1]GB50011—2O10建筑抗震设计规范[s].北京：中国建筑工业出版社.2010.

[2]GB50010-2010混凝土结构设计规范[s].北京：中国建筑工业出版社，2011.

大跨度大空间建筑防火对策分析 篇4

1.1 钢结构高温中强度会变低, 存在塌陷风险。

钢结构物质在高于350℃的环境下, 它的强度就开始变低。在500℃时约为常温时的1/2, 600℃时约为常温时的1/3。一般火场温度可达到800-1000℃。在此种气温中, 钢结构会严重的变形, 部分区域发生破损, 导致钢结构发生塌陷。一般的钢结构在火灾发生后的15分钟, 就不具有了承重性, 进而发生塌陷。

1.2 钢结构厂内可燃物多, 火情发展快。

钢结构厂房建筑内, 人员、设备聚集, 厂房中原料等一般都是可燃的, 有的还是易爆或者有毒的, 如制衣厂的布匹、纺织厂的棉花、印刷厂的纸张电缆厂的橡胶、化工企业的爆炸性物质等。同时因为未设置合理的防火间隔, 门窗很多, 而且有着良好的通风性, 如果出现火灾, 火情发展速率非常快, 当受到热气流的干扰的时候, 就容易引发大规模的火情。

1.3 群众的撤离和火情的救助有难度。

建筑体出现火情之后, 在短时间内就会发展的很严重, 其中的易燃物的发烟数非常大, 同时烟雾之中有很多的毒气, 因为规模宽, 结构繁琐, 群众和疏散口的距离非常远, 被困的群众可能会因为吸入烟尘中毒而死亡, 疏散有难度。在开展救火工作的时候, 因为它的跨度非常大, 工作者无法进入到里面救助, 火灾在扑救时由于水枪射流的冲击冷却作用, 此时弯曲的钢件的强度变弱, 此时更加的容易导致其塌陷, 进而引发更大灾情。

2 轰燃的发生条件及应对措施。

一般来讲, 建筑体首先是可燃物质出现阴燃现象, 然后在特定的气温中, 遇到风力干扰阴燃就会变为明烧, 此时速率提升了, 在火源的上方形成了烟羽流, 在其上升时不断吸收周围的气体, 如果其受到建筑体的阻挡的话, 就会朝着下方扩散, 此时它在下落后会再次浮起, 并在室内形成逐渐增厚的热烟气层, 此时气温不断升高, 烟尘浓度也增加了, 这时候假如发生火情的建筑体外在传热性较低的话, 其气温会显著的提升, 由于火焰热气层和壁面将大量热量反馈给可燃物, 易燃物会快速燃烧, 进而导致火情瞬间加大, 出现轰燃现象, 如果出现了这种现象, 建筑中的所有易燃品都会燃烧。目前一般认为要使室内发生轰燃, 地面可燃物接受到的热通量应不小于20k W/m2, 或顶棚下的温度应接近6000℃, 此外在轰燃发生前, 燃烧速率一般要超过40g/s。影响轰燃的因素应包括:可燃物的性能和存放数量;向燃烧区供应空气量, 如有的建筑, 空间很大具备了足够的空气供给, 顶棚温升慢, 热量散失快, 故较难发生轰燃;有些建筑, 空间在有效的喷淋控火和降温作用下, 轰燃也较难形成;有些建筑, 空间较小, 通风条件不理想, 空间内无控制初期火灾设施, 一旦通风突破限制极易形成轰燃。要达到防止火灾扩散和蔓延的目的其措施应不只设置防火分区一条, 如控制可燃物的数量限制, 氧气的供给等措施都可以防止火灾大规模的蔓延, 这些具体措施必须针对具体建筑通过科学的计算分析, 严格的理论或实验证明可以达到阻止火灾蔓延的目的。

3 防火分区的设计方法

由于经济高速前进, 各种建筑大量建造。身为消防机构, 要切实的结合国情状态以及自然环境等的差异性来分析, 不应该单纯的按照一种规定开展工作, 要具体问题具体分析, 对危险性因素要积极的开展量化分析, 而且要对火情状态和其他干扰因素等开展恰当的分析, 而且要分析设定的消防安全目的是不是可以实现, 进而结合具体的状态对方案调整, 全面的论述各项要素对于火情的干扰, 探索怎样确保建筑的总体稳定性, 获取最为优秀的规划内容。具体的措施有如下的一些:

3.1 强化自动消防措施设置。

设立动态防火分区按照传统的理解, 意味着采用防火墙防火门窗等实物对建筑空间进行分隔, 从而将火势限定在分区范围内。它强调的是对“火势发展范围”的控制, 因此是一种静态的被动火灾控制手段;防火分区同时还有另一层含义, 即勿需对空间进行实体分隔, 而是通过设置高密度快速反应的水喷淋装置, 建筑材料的阻燃及可燃界面的非连续化等措施将火势限定在最小范围内, 它突出的是对“着火源”的控制, 因而是一种动态的积极防火手段, 也是一种动态的防火分区, 可有效的将火势控制在一定范围内。

动态防火分区的确定必须要考虑建筑的功能性质规模等基本情况, 同时还应根据建筑人流物流时间空间内部外部静态动态等具体场景的不同, 结合建筑的其它防火设计予以考虑。通过火灾动力学原理以及各种消防措施的综合分析加以选择, 目前我国还没有比较权威的综合设计分析方法, 一般而言, 当建筑内设有灵活可靠的消防设施 (如快速反应水喷淋系统) , 起火源及火灾负荷得到有效控制, 可燃物质的非连续化、相互间距合理、有安全疏散体系, 则可以考虑采用动态防火分区的方法。

3.2 布局隔离带。

以会展类建筑为例, 此类区域中有非常宽阔的存烟区域, 有效的布局烟气控制体系能够延缓烟气扩散, 而且范围广, 便于人员疏散, 如果再考虑能够有效防止火势在整个展厅内蔓延的消防措施, 则可以保障展厅内人员在安全疏散期间不会受到烟气的威胁。会展类建筑的展厅内部虽然不能采取严格的防火分隔措施将其划分为多个防火分区, 但是如果借用森林火灾和草原火灾中常用的“防火隔离带”概念, 利用“防火隔离带”将展厅划分为多个面积小于10000m2的防火单元, 也可发挥出防止火情扩散的作用。该项设置活动要合乎如下的两项规定。第一, 这个区域之中禁止设置展位。确保没有易燃品。第二, 确保其宽度, 确保在隔离区域的一处出现火情的时候, 不会影响到另外的区域。第一个要素能够经由相关的警戒标示以及有序的管控来实现。而第二项要素要经由有关的辐射知识来论述。

摘要：本文主要对建筑防火对策进行了技术分析。具体分析了钢结构建筑的火灾隐患以及防火措施, 阐述了轰燃的发生条件以及应对措施, 探讨了防火分区的设计方法, 重点分析了强化自动消防措施和布局隔离带的设置。

关键词：大跨度大空间建筑,防火分区,设计

参考文献

[1]大跨度大空间建筑防火的对策浅析[Z].

[2]浅谈大跨度、大空间建筑防火分区的划分[Z].

大跨度大空间梁式结构转换层施工 篇5

【关键词】大跨度；梁式结构；转换层

0.引言

现阶段，最为常见的转换层，都是直接在建筑体系中直接选择一层作为转换层进行建造。通常来说，转换层之下的结构空间较大，多数属于大跨度、大空间的梁式结构转换层。由于梁式结构转换层本身所起到的作用至关重要，因此，必须要针对该环节的施工措施加以重视。下文主要针对大跨度、大空间梁式结构转换层施工进行了全面详细的探讨。

1.施工的重点和难点

1.1模板

该类型结构由于本身跨度较大，并且必须要满足较大的承载、荷载需求，因此，在进行设计的过程中，往往为了符合这方面需求，而将转换层本身的自重设计得较大。例如一根截面能够达到1m@2m的大型梁线，其荷载能力便能够达到52kN以上。但是，再考虑到工程建造过程中，其转换层在完全达到荷载标准之前，实际上其转换层本身的模板承重体系还需要承受来自上部其他环节结构、施工设备、施工材料的荷载影响。因此，在这一部分的承重架本身所需要承受的线荷载往往能够达到150kN左右，因此，转换层的搭设场地、承重架本身必须要具备充足的承重能力。

由于空间大，要求承重架搭设相当的高度。如某铁路新客站C区空间高度约43m，接近常规钢管脚手架搭设高度的极限，对承重架的整体稳定和扣件的抗滑力提出了较高的要求。所以在转换层结构尚未形成足够的强度前，必须解决大荷载的支承和传递问题。

1.2钢筋

转换层往往要求承受较大荷载、弯矩甚至扭矩，因此梁柱截面大，钢筋粗、密集且多排布置。如某铁路新客站C区转换层的大梁和大柱KZ0，钢筋间距非常小，尤其是在梁柱节点部位，钢筋绑扎、混凝土下料及振捣较困难。

1.3混凝土

为提高结构强度，承受上部荷载，转换层混凝土强度等级往往较高。如某铁路新客站C区从标高13.200m起均采用C60混凝土。高强混凝土流动度大、初凝时间较短，对施工现场技术及管理水平要求较高，对混凝土的垂直运输、浇筑和养护的要求均较高。

2.施工措施

2.1支模

在针对转换层模板承重架进行施工的过程中，通常情况下都是直接使用48@3.5的钢管来进行搭设。但在实际施工期间，由于所需承受的荷载力较大，那么就应当要合理的减少立杆呈现出的间距、步高，提升剪力撑在其中的数量，利用双扎头形式来促使架体本身的稳定性、强度得以提升。在较为特殊的情况下，相应的承重架可以直接使用钢结构来进行施工。

（1）某铁路客站的长度达到200米，而宽度则仅有20米左右。该客站的结构转换层处在工程的中央位置，其下部位置存在着相应的施工材料运输通道，并且有施工人员存在。因此，禁止在该位置进行密集、大面积的承重搭设；依据设计要求来看，承重架必须要在客站的主体结构完全封顶以及转换层内部预应力钢筋完全张拉完工之后，才能够拆除掉；再加上工程建设中的承重架高度达到了43m，这一高度已经处在了常规搭设的极限高度；搭设期间，本就不宽敞的施工现场以及施工道路，需要进行大量的钢管、扣件运输，并且要在短时间内完成，这极大的影响到其他环节施工。

针对以上的工程建造问题来看，工程施工期间可以使用整体自升形式的钢平台承重架。并且该类型的平台本身搭设了约24根钢柱，上部还有9榀承重桁架，在桁架之上，铺垫了相应的钢板施工台，通过该方式，能够有效的对于转换层重量、施工重量进行承载。施工期间，相应的钢平台可以直接在地面上进行组装，可以随着格构柱的提升而提升，当达到了工程设计标高之后，便可以进行使用。

（2）在搭设承重架时应注意荷载传递问题。

在采取常规措施进行施工期间，如果说浇筑层所呈现出的施工荷载、结构荷载并不大，并且相应的下部建筑结构完全能够承受这一重量，那么承重架便仅仅只需要搭设一层即可。如果说转换层自身的配筋较为密集，同时转换层结构尺寸也超出一般标准，那么就必须要针对承重架采取完善的加固处理。

（3）模板选用除常规施工的要求外，考虑到大体积混凝土侧压力较大，应特别注意保证模板体系的刚度及支撑牢固，以防混凝土浇筑后位移和胀模。

2.2钢筋绑扎

（1）转换层梁钢筋密集，直径一般都在25mm以上，特别是梁柱节点处钢筋绑扎难度更大，故计算钢筋下料长度时应充分考虑钢筋的相互关系，在规范及设计允许的范围内（锚固长度不变）按主筋-次筋-预埋件的先后次序做适当调整，使钢筋能顺利就位。

（2）由于钢筋粗，数量多，自重大，按常规方法绑扎固定很困难，故应先制作钢筋支架（用钢管或型钢），待钢筋（包括箍筋）绑扎就位后再拆除。

2.3混凝土浇筑

（1）转换层混凝土强度等级一般较高，且多为大体积混凝土，施工中应从原材料配合比、搅拌、运输、浇筑振捣、养护等方面进行控制，其中关键问题是配合比控制、浇筑和养护。

（2）混凝土浇筑应重点解决运输、浇筑、振捣三个环节。混凝土运输应把握适时足量的原则。大空间转换层泵送高程高、难度大，在支设泵管时应尽量牢固、避免弯头转角过多。高强混凝土初凝时间较短，浇筑时应采取合理的路线，防止出现冷缝。

（3）混凝土养护主要应防止混凝土温度升降过快、升幅降幅及表面与中心温差过大，要求底、侧模缓拆，并外包泡沫塑料板进行保温保湿养护。

3.结语

综上所述，在是实际进行转换层施工的过程中，必须要对于梁式结构加以重视，采取完善的施工措施进行施工，并且各个部分的细节都要有所考虑。其承重结构本身所能够承受的重量都应当要超标准进行设计，避免出现安全隐患的可能性。大跨度大空间梁式转换层施工的发展，对于建筑行业的提升来说，有着至关重要的作用。 [科]

【参考文献】

[1]张旭.某高层大跨度钢骨混凝土转换梁模板支撑系统施工技术浅析[J].福建建材，2011（08）.

[2]詹国伟.浅谈高层建筑梁式转换层施工支撑体系的优化[J].福建建材，2011（05）.

某大跨度建筑钢结构设计探讨 篇6

某建筑物重要类别为丙类, 工程设计的使用年限为50年。建筑结构的安全等级为二级、钢结构的耐火等级及屋面防水等级也为二级, 抗震设防烈度为6度。上部钢结构屋盖的建筑造型像一顶帽冠, 巧妙地镶嵌于整个钢筋混凝土主体结构之上。

2 结构选型及结构体系布置

2.1 结构选型

合理的大跨度空间结构形式在满足建筑功能要求的同时, 还应具有安全耐久、结构轻巧、受力合理、经济适用、造型美观等特点。根据该建筑的空间形体及平面形状, 初步可选择的结构方案有4种: (1) 空间折板网架; (2) 辐射状空间桁架; (3) 平立面转折处采用空间桁架, 顶部采用单层网壳结构, 整体形成“空间桁架+单层网壳”的结构体系; (4) 平立面转折处采用空间桁架, 顶部采用双层网壳结构, 整体形成空间管桁架-双层网壳复合结构体系。

经分析可知, 方案1显得厚重, 且影响立面采光带效果;方案2桁架汇聚中心时需进行桁架归并处理, 间断布置桁架从美观上看对顶部采光顶的视觉效果也有一定影响, 且支座反力较大;方案3视觉效果较好, 但由于顶部隆起处矢跨比很小, 只有1/13, 单层网壳的稳定问题极其突出。从美观上来讲, 方案3优于方案4, 方案4优于方案1、方案2;从用钢量要小、刚度要大、支座反力要小、稳定性要好的角度, 方案1优于方案4, 方案4优于方案2、方案3。综合分析, 最终选择视觉效果及受力性能较好的方案4, 即空间管桁架-双层网壳复合结构。经过计算比较, 综合考虑用钢量和刚度要求, 顶部网壳厚度选为2m, 桁架的转折处高度为3.3m。

2.2 结构体系布置

建筑主体钢结构是由24榀径向布置主桁架、5组环向封闭桁架与中部双层网壳组成的空间管桁架-双层网壳复合结构。为了增加屋盖结构在其平面内的整体刚度, 在桁架上弦平面布设了交叉张紧圆钢支撑体系, 使桁架与中间网壳及支撑系统共同组成了钢结构屋盖的超静定结构体系。主桁架下端铰接于混凝土看台柱上, 支承间跨度79.1m, 结构外轮廓尺寸93.9m, 双层网壳跨度44.3m。建筑屋盖钢结构平、剖面见图1。

3 荷载及工况组合

设计荷载取值。静荷载标准值:屋面板及玻璃采光顶自重0.7k N/m2, 下弦吊挂荷载0.3k N/m2, 且单点吊重不大于1.0k N;马道荷载1.2k N/m (不含马道自重) ;活荷载:屋面活荷载标准值为0.5k N/m2, 雪荷载标准值为0.0k N/m2, 二者取最大值;温度荷载:±20℃ (结构施工安装时的温度与使用过程中温度的最大差值) ;风荷载:基本风压取0.4k N/m2, 风荷载体型系数、风压高度变化系数、风振系数按GB50009-2012《建筑结构荷载规范》及经验取值;结构的风振系数取1.5, 风荷载体型系数参照GB50009-2012做以下规定:建筑顶面风荷载体型系数为-1.0, 建筑迎风墙面风荷载体型系数为+0.8, 背风墙面风荷载体型系数为-0.5, 其他位置见图2。本工程抗震设防烈度为6度。

基于以往工程经验, 在荷载组合中考虑了静荷载、活荷钢结构自重由程序自动计算。共考虑了70种荷载组合, 这里仅列出主要的荷载组合工况: (1) 1.35恒+0.98活; (2) 1.20恒+1.4活; (3) 0.7恒+1.4风; (4) 1.2恒+1.4活+0.84风; (5) 1.2恒+1.4活+0.84风+温; (6) 0.7恒+1.4风+温。由于实际屋面板材料的重量存在较大的变异性, 故在考虑风吸时, 对静荷载和活荷载的分项系数予以适当折减。

4 结构设计

4.1 结构建模计算

钢结构的计算中采用了3D3S (10.0版) 、SAP2000 (V14版) 、MIDAS/GENV.80等多个计算软件建立了有限元模型, 并对计算结果作了对比分析, 钢结构自重由程序自动计算。根据结构布置的特点, 采用了是否考虑与下部结构共同受力的2种不同计算模型。第一种为钢结构不与下部结构同时考虑的纯钢结构计算模型, 底部为固定铰支座;第二种为钢结构与下部混凝土结构同时考虑的混合计算模型, 钢结构与混凝土铰接嵌固。杆件单元选取时做如下假定:中间网壳杆件均为杆单元;对管桁架的杆件均为梁单元, 或均为杆单元以及上、下弦杆为梁单元, 腹杆为杆单元的计算模式分别进行了计算。采用SAP2000 (V14版) 进行钢结构与下部混凝土结构的混合模型计算, 混凝土强度等级为C30, 混凝土梁柱均选用梁单元。

计算分析可以得出: (1) 不同的计算软件所得的构件内力基本一致, 结构变形形状与变形量接近。 (2) 构件选用梁单元还是杆单元对设计结果影响不大, 主要原因是管桁架-双层网壳复合结构只承受节点荷载的作用, 各构件内力以轴力为主, 弯矩较小。 (3) 从荷载组合产生的内力结果来看, 本工程主体钢结构是一规则多边形结构, 活荷载不利布置组合工况不起控制作用。 (4) 网壳中央部分上弦受压, 下弦受压, 该区域的受力体现了网壳的特征, 网壳径向杆件最大压力为530k N。在网壳与桁架过渡区域附近则形成了典型的拉力环, 最大杆件拉力为110 k N。主桁架体现出L型钢架受力特征, 转折处上、下弦杆受力较大, 桁架下弦杆件最大压力为1920 k N。钢结构杆件采用Q235B无缝钢管, 中间网壳最大杆件为180×10, 空间管桁架最大杆件为351×20。杆件选用原则为应力比小于强度设计值的85%, 以保证结构有足够的安全性。钢结构中间跨度在荷载标准值组合作用下, 最大竖向位移为116mm, 建筑上部钢结构支座间跨度为79.1m, 最大的挠跨比为1/681, 满足JGJ7-2010《空间网格技术规程》中竖向变形要求。

4.2 结构振动特性

上部钢结构模型第一阶振型为整体X向平动, 周期0.8032s, 第四阶振型为整体扭转, 周期0.3991s, 扭转周期与第一平动周期的比值为0.497, 小于0.85, 满足JGJ7-2010要求;钢结构与混凝土整体模型第一阶振型为X向平动, 周期0.9961s, 第三阶振型为整体扭转, 周期0.6955s, 扭转周期与第一平动周期的比值为0.698小于0.85, 满足JGJ7-2010要求。

4.3 关键节点处理

上部网壳节点采用焊接球节点, 空间管桁架采用管管相贯节点, 弦杆截面贯通, 腹杆焊于弦杆之上。桁架弦杆变径处采用锥头进行平缓过渡, 尽量少设接头, 以达到建筑美观要求。当杆件长度无法满足要求时, 拼接节点采用全熔透等强对接焊缝, 对焊时加短衬管, 并磨平焊缝余高, 达到与被连接材料同样的光洁度。空间管桁架弦杆转折处采用焊接球节点进行处理, 最大焊接球尺寸为D550×30, 采用有限元软件ANSYS对该节点进行计算分析, 节点在设计荷载下大部分区域的等效应力不超过160MPa, 表明此种节点具有较大的安全储备。

5 结语

通过对某建筑合理的选型分析设计, 经过大量的计算优化, 屋盖结构总用钢量为461.1t, 单位用钢量为48.6kg/m2 (以展开面积计算) , 结合结构的受荷情况及支承间跨度79.1m来看, 比较经济合理。此类结构的应用也进一步表明, 通过合理的结构选型, 可将单一的网架、网壳、桁架等传统的空间结构形式替代为复合网格结构体系或其他结构体系, 实现结构形式的创新和突破, 进而提高大跨建筑结构的整体美观性、经济性和安全性。

参考文献

[1]范重, 王春光, 董京.宁波国际会展中心屋盖管桁架结构设计[J].建筑结构学报, 2003, 33 (6) :54-57.

[2]马人乐, 何敏娟.大型场馆异形钢结构屋面概念设计若干问题探讨[J].建筑结构学报, 2006, 27 (4) :61-64.

浅析大跨度建筑结构形式与设计 篇7

1 网架结构的设计特点

网架结构是一种使用比较普遍的建筑结构, 这种结构通过较高强度的建筑材料, 以及较为合理的网格结构形式, 便于进行工业化生产。

1.1 网架结构的主要组成形式

1.1.1 平面桁架系组成的网架结构。

主要有:两向正交正放网架、两向斜交斜放网架、两向正交斜放网架、三向网架等型式。

1.1.2 四角锥体组成的网架结构。

主要有:正放四角锥网架、斜放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥网架、星型四角锥网架、单向折线型网架等型式。

1.2 网架结构的主要特点

网架结构的使用比较普遍, 其结构因为设计的合理性具有诸多优点。网架结构的杆件和节点结构比较简单, 便于进行生产, 因此生产成本较低, 具有较高的性价比。还由于网状结构的传力方式简单直接, 在新型材料的支持下具有较好的抗震性。在具体安装时网架结构因为其结构的简单性, 在布置时比较灵活, 因此适用于吊顶、安装管道和设备的操作。网架结构的建筑造型简洁、美观、流畅, 具有很高的审美价值。

2 网壳结构的形式与特点

曲面形网格结构称为网壳结构, 有单层网壳和双层网壳之分。网壳的用材主要有钢网壳、木网壳、钢筋混凝土网壳等。

2.1 网壳结构的形式

主要有球面网壳、双曲面网壳、圆柱面网壳、双曲抛物面网壳等。

2.2 网壳结构主要特点

网壳结构具有十分符合受力原理的外形设计, 使其在厚度不高的情况下依然会有很强的承受能力, 所以不会发生由于承受能力不高导致的建筑变形现象, 具有很高的建筑稳定性。因此在网壳结构里往往使用质量较轻, 但强度较高的建筑材料。网壳结构用较少的建筑材料可以覆盖较大的建筑面积, 在建筑空间的的利用上比较充分, 同时较为充足的释放了对材料的使用潜力, 对材料的消耗量很低, 因此具有较高的性价比。而壳体结构的造型设计因为其结构特点往往比较具有未来的科技感, 整体显得舒展流畅。

3 膜结构的形式与特点

薄膜结构也被称作织物结构, 这是因为其结构材料的特性比较独特所致。薄膜结构的材料轻巧柔软, 质地优良, 对材料的要求量较低, 建造速度比较快, 某些情况下应用为应急建筑。在上世纪中期开始使用并逐渐发展起来。薄膜结构利用膜内的气压对建筑产生支撑性效果, 使得整个建筑具有较强张力, 增加了建筑的稳定性, 和网壳结构一样可以覆盖较大的建筑空间, 可分篷帐薄膜建筑和充气薄膜建筑两类。

3.1 膜结构按其支承方式的不同, 一般包括:

在跨度较大的情况下, 可以采取气承式结构, 也就是直接在建筑物的内部空间中, 注入相应的空气, 一般情况下, 屋面所表现出的拱度都较低, 这是为了能够使得气压减少。而在大跨度的情况下, 白呢可以直接在建筑的对角位置上, 布置上相应的交叉钢索, 如此一来, 便能够起到良好的膜面加劲效果。但是对于气胀式的空间膜结构来说, 则是直接制造成周围完全密封形式的圆形双层结构, 在充气之后, 能够形成相应的飞碟状;或将膜材作成半圆形圆筒, 充气后如同半个轮胎, 以此为单元组合成各种屋盖。该膜结构主要用在跨度较小的临时性建筑上。

悬挂膜结构-一般采用独立的桅杆或拱作为支承结构将钢索与膜材悬挂起来, 然后利用钢索向膜面施加张力将其绷紧, 这样就形成了具有一定刚度的屋盖。

骨架支撑膜结构-这是以钢骨架代替了空气膜结构中的空气作为膜的支撑结构, 骨架可按建筑要求选用拱、网壳之类的结构, 然后在骨架上敷设膜材并绷紧, 适用于平面为方形、圆形或矩形的建筑物。

3.2

膜结构主要特点自重轻、跨度大;建筑造型自由丰富;施工方便;具有良好的经济性和较高的安全性;透光性和自结性好;耐久性较差。

4 悬索结构的形式与特点

4.1 悬索结构形式

悬索结构按索的布置方向和层数分为:单向单层悬索结构;辐射式单层悬索结构;双向单层悬索结构;单向双层预应力悬索结构;辐射式预应力悬索结构;双向双层预应力悬索结构;预应力索网结构等。

4.2 悬索结构的特点

悬索结构的受力特点是仅通过索的轴向拉伸来抵抗外荷载的作用, 结构中不出现弯距和剪力效应, 可充分利用钢材的强度;悬索结构形式多样, 布置灵活, 并能适应多种建筑平面;由于钢索的自重很小, 屋盖结构较轻, 安装不需要大型起重设备, 但悬索结构的分析设计理论与常规结构相比, 比较复杂, 限制了它的广泛应用。

5 薄壳结构的结构设计特点

建筑工程中的壳体结构多属薄壳结构 (学术上把满足t/R≤1/20的壳体定义为薄壳) 。

5.1 薄壳建筑的建造形式

薄壳结构按曲面形成可分为旋转壳与移动壳;按建造材料分为钢筋混凝土薄壳、砖薄壳、钢薄壳和复合材料薄壳等。

5.2 薄壳建筑的建造特点

薄壳结构是目前较为流行的结构之一。壳体结构往往能以较小的厚度经受较大的负荷。而且由于壳体结构本身较为合理的形状, 用较少的材料就能实现建筑对于强度的要求, 因此最大限度的使用了材料的潜能, 具有良好的经济性。而壳体结构最终的造型往往前卫而又流畅, 具有较高的审美价值, 因此是目前较为流行的建筑结构之一, 也是前卫潮流的象征。

6 结论

综上所述, 大跨度建筑是现代建筑最高水平的标志, 大跨度建筑的设计在复杂中包涵着简单合理的科学原则, 与其他建筑相比具有超前性和科学性。同时在大跨度建筑中充分蕴含了现代审美内涵, 表现了现代社会人们在建筑上对于美的追求。此了解大跨度建筑, 并让我国的大跨度建筑跻身世界前列是非常必要的。本文对大跨度建筑的各种设计结构一一作了解释, 以供同行借鉴。

参考文献

[1]蓝天.空间钢结构的应用与发展[J].建筑结构学报, 2012 (4) .

[2]沈世钊.大跨空间结构的发展——回顾与展望[J].土木工程学报, 2013 (3) .

大跨度建筑 篇8

大空间大跨度建筑是指主要由柱、梁、板、外墙四部分组成, 梁和柱是建筑物的主要承重构件, 所有承重墙 (柱) 之间单跨度60 m以上或单个防火分区5000 m2以上且净空高度8 m以上的建筑。大空间大跨度建筑根据建筑物用途分类可以分为民用建筑和工业建筑。物流存储建筑指的是储藏和放置物资的场所, 是物资高度集中的地方[1]。

2010年起全国消防部队展开了关于大跨度、大空间建筑的灭火救援的学习研究热潮。认真研究大空间大跨度物流存储建筑的建筑特征和火灾特点, 提出相应的扑救措施以及预防控制措施, 提高消防官兵扑救大空间仓储建筑火灾的攻坚能力, 降低消防官兵在此类火灾扑救过程中的伤亡机率是现今消防部队的一项重要课题。

2 大空间大跨度物流存储建筑火灾扑救的难点

(1) 障碍物影响进攻及疏散。大空间大跨度物流存储建筑布局混乱, 安全出口数量少, 对于普通仓储建筑而言, 建筑内工作人员对环境比较熟悉, 并且建筑内人员密度较小, 一旦发生火灾, 工作人员可迅速撤离, 这是安全疏散的有利条件有优势。但对于大空间仓储建筑, 体量空间大, 内部使用功能多种多样, 储存性质不一, 堆放物资数量大, 布局混乱, 内部由于货物存放常会出现疏散通道混乱的现象, 极大影响了人员的疏散。在上海普陀“12·27”火灾中, 虽然建筑整体没有出现大面积垮塌, 但内部货架燃烧变形, 直接阻挡了参战官兵的进攻, 经过重重破拆才进入内部进行有效射水, 极大影响了作战效率。

(2) 初期火灾探测难。由于大空间仓储建筑空间面积大、体量大、结构不一, 起着存放货物的作用, 存放货物种类的多种多样以及复杂的结构特点, 导致了建筑防火分隔设施存在诸多不同。很难用统一的规范去限定防火防烟分区, 有些时候建筑使用后与原设计功能不同, 防火防烟分区发生二次改变, 使得建筑初期火灾不易于探测。

(3) 高温下易变形倒塌。大空间仓储建筑支撑墙体和顶部以及货架一般采用钢质结构或钢筋混凝土结构, 材质选择较为单一, 一旦发生了火灾后, 钢材升温速度极快, 从受火焰作用开始, 达到钢材料的耐火极限 (550℃) , 仅需15 min左右[2]。此时若有水枪射流对其进行灭火冷却, 忽冷忽热的温度变化使建筑构件的强度大幅度降低, 建筑承重主体部位的承载力大幅下降, 在本身构件荷载的作用下, 加上堆物的重量, 加速了承重结构的变形, 使得这些结构常常因局部过热失去了稳定性而导致建筑整体或部分坍塌。如:广东深圳“12·25”仓储库火灾, 着火1.3 h后就发生了全面坍塌, 致使3名参战人员死亡。

3 应对措施

3.1 准确把握时机

辖区属地消防力量到场后, 如果情况复杂, 很难凭借初战力量快速查明火点并且直接射水灭火, 那么应坚持“先控制、后消灭”的原则, 力避“急功近利”的盲目行动, 加大对火灾蔓延的堵截控制, 将到场消防力量的战斗力发挥出最大效能。

3.2 水枪阵地的合理布置及攻防转换

水枪阵地是灭火阵地的最前沿, 其设置影响着灭火救援的处置效率和消防官兵的生命安全。要注重灭火战斗过程中的攻防转换, 在扑救大空间仓储建筑火灾时, 由于内部存储物品的多样及复杂结构, 导致高温浓烟的产生, 初始阶段参战人员难以开展有效的进攻, 主要采取“防守”的态势, 控制火势蔓延为主, 在确保安全的情况下, 加快顶部破拆排烟, 积极准备进攻所需要的器材装备及灭火剂, 待到现场能见度提升, 确认建筑结构的整体稳定, 从上风方向起, 逐个开辟进攻通道, 水枪掩护设置同步到位, 及时转换为进攻。同时持续动态的监控火场, 确保攻防任务的实时变换, 把握有利战机。

3.3 开辟新进攻通道

大空间仓储建筑安全出口数量少, 门、窗等对外出口不足, 不利于战斗的展开。在询问现场工作人员及查看建筑图纸的基础上, 尽可能利用现代化的侦察装备, 全面了解着火建筑物内部物资存储状况, 有无坍塌等火灾危险性, 着火点部位及火势蔓延方向和被困人员的基本情况, 针对大空间仓储建筑面积大、可燃物多、燃烧猛烈的特点, 在现场条件满足的状况下, 开辟多条进攻通道, 救助伤员、疏散物资及内攻时, 应灵活运用各型破拆工具, 对建筑的货架、门窗等实施有效地破拆, 对堆垛等货物进行快速转移, 为内攻灭火、搜寻被困人员开辟通道, 并进行火场分割, 充分发挥到场力量的灭火救援效率, 实现多通道切入, 从而达到合击的效果, 并要不间断侦察, 防止因破拆开辟通道而导致建筑结构不稳, 避免倒塌的危险[3]。

3.4 发挥装备优势效能

由于大空间仓储建筑体量大多比较大, 尤其是发生大面积坍塌后, 必须利用大型机械进行破拆清理, 要充分发挥特种装备破拆效率高的特点。总之, 要充分发挥现代化装备的优势效能, 提高灭火作战效率。扑救大空间仓储建筑火灾应做好充分的准备, 确保各类装备、物资供应到位。积极调派现代化灭火作战装备, 如排烟车、高喷车、大吨位水罐车等主流先进作战车辆, 有条件的部队更可以调集涡喷消防车、消防机器人等先进灭火作战装备。

4 结论

大空间大跨度物流存储建筑具有内部货物堆垛放置庞杂, 火灾荷载大, 当失火成灾时, 容易造成重大财产损失的特点。本文分析该种火灾扑救的难点, 并给出的应对措施, 有利于加强消防部队扑救此类火灾的战斗力, 有利降低消防官兵在大空间大跨度物流存储建筑火灾扑救中伤亡几率, 对于消防部队具有重要的参考借鉴价值。

摘要：本文通过查阅文献资料和火灾案例, 对近年来全国大空间大跨度物流存储建筑火灾扑救行动进行了分析研究, 总结了具有普遍性的火灾扑救难点, 并针对这些难点给出了应对措施。希望能为消防部队今后针对性的训练以及有效扑救此类火灾提供一定的参考。

关键词：消防,火灾扑救,大空间大跨度,难点,措施

参考文献

[1]石祥, 邱华.大跨度工业厂房火灾扑救[J].消防技术与产品信息, 2010 (07) :28-31.

[2]何肇瑜.大跨度仓库火灾的扑救[J].消防科学与技术, 2010, 29 (08) :701-703.

大跨度建筑 篇9

型钢混凝土在大跨度建筑中的应用具有承载力大, 延性好等特点。随着国家对于建筑的投入力度逐渐加大, 以型钢混凝土为材料的大跨度建筑应用越来越广泛。型钢混凝土实际上为组合结构, 以型钢为骨架的结构杆或者是结构构件, 在结构的外围包上钢筋混凝土, 从而形成了组合结构。型钢混凝土材料与其他材料相比, 在建筑中的应用前景更加的广阔。

1 型钢混凝土的结构特点

1.1 建筑结构的抗震性良好

在型钢结构外部是外包混凝土, 外包混凝土的存在使得建筑的结构稳定性提升。同时能够对建筑结构框架进行约束, 当遇到地震的情况时, 外包混凝土法能够防止型钢局部出现扭曲, 从而提升建筑型钢骨架的整体刚度和抗扭能力。在大跨度建筑中, 采用的是实腹型的型钢混凝土构件, 改善建筑结构的脆弱性, 并且使得建筑结构能够体现出比较良好的抗震性能。

1.2 建筑结构的承载力高

型钢混凝土构件内部型钢与外包混凝土能够形成一定的整体, 并且实现建筑的整体结构统一受力, 并且其受力性能大于一般的建筑结构。型钢混凝土结构具有较强的耐火性、耐久性, 在实际建筑施工中的承载力比较高。同时该种型钢良好性能能够有效的发挥出来, 在利用混凝土抗压性能的基础上, 提升建筑的拉抗压性能。

1.3 建筑结构综合经济效益好

型钢混凝土建筑结构在实际的建筑中的应用, 与其他的建筑结构相比, 其综合经济效益比较好。型钢混凝土结构在大跨度建筑中, 能够充分的利用混凝土抗压性能良好的优势, 应用到大跨度建筑中, 一方面节约材料, 另一方面截面小, 施工中布置比较灵活。

2 型钢混凝土在实际建筑中的存在的问题

2.1 在大跨度建筑中应用施工难度大

型钢混凝土在大跨度建筑中的应用虽然存在着很多优势, 但是在实际施工中, 对于其要求比较高。需要施工人员按照施工图纸, 在有限的构建界面内部, 根据实际的需求, 准确放置型钢、纵筋、箍筋等。对于大垮度建筑来说, 梁柱节点部位的施工比较关键。梁主筋需要注重解决与柱内的型钢混凝土相互交错的问题。此外, 施工技术人员还需要关注的箍筋的问题, 箍筋在实际的建筑中会与多种建筑结构相互交错。基于以上问题的存在, 型钢混凝土在大跨度建筑中的应用难度系数比较大[1]。

2.2 在大跨度建筑中应用施工组织要求高

由于大跨度建筑结构比较特殊, 在实际施工中, 无论是对建筑施工方法以及施工人员的技术要求都比较高。从技术人员方面分析, 由于大部分的操作人员都未经过专业的培训, 文化水平不高, 对于型钢混凝土结构施工只能根据个人经验进行施工, 而不能采取科学的施工技术进行施工。从施工技术方面, 施工要求高, 施工技术难以满足其需求。

3 型钢混凝土在大跨度建筑中的应用实例分析

3.1 工程概况

某市在建的大型公用建筑工程中, 地上占地总面积为5.2万m2, 地下总面积为2.4万m2, 总建筑面积7.6万m2。对该工程的建筑框架、抗震设计、建筑缝等信息进行介绍: (1) 建筑框架信息;该大跨度建筑在实际的施工中, 主要采用的现浇钢筋混凝土框架, 局部采用的型钢混凝土框架结构。其中型钢混凝土柱及型钢混凝土梁主要应用到地下室柱、地下室顶板及一、二层结构部位, 主要型钢混凝土分布区域在一、二层中庭及连廊部位。这样的应用目的就是为满足内庭大跨度连廊及大空间中庭设计要求, 同时保证消防登高车能够通过地下室顶板进入内庭, 满足消防使用要求; (2) 建筑抗震设计信息;该建筑的抗震设防烈度在Ⅶ度, 建筑类别为一级, 该大型公用建筑的总长度210m, 宽为110m; (3) 建筑缝信息;在实际的建筑中, 为了满足建设单位功能使用需要, 在建筑的主体楼与地下室之间采用预应力管桩基础, 有效的减小建筑的总体绝对沉降量。

3.2 结构选型

当大跨度建筑方案设计完毕之后, 设计师需要根据建筑性质进行建筑结构选型。在进行结构选型环节, 首先需要对该建筑结构性质进行详细的分析, 首先从建筑的结构跨度上分析, 在实际施工中, 为了提升建筑的承重能力以及建筑的安全性, 需要考虑到建筑的功能需求。能够满足以上建筑需求的建筑结构有两种: (1) 全钢框架结构; (2) 型钢混凝土。对于前者能够满足建筑防腐的要求, 但是在实际结构设计中, 维护起来难度大。而采用型钢混凝土则不同, 其承载力高, 结构施工中不会受到含钢率的限制, 其承载力能够高于同样外形尺寸的钢筋混凝土构件的承载力, 从而有效的减轻结构体自重。型钢混凝土结构能够有效的控制梁截面刚度, 减小梁柱线刚度比。同时在建筑结构梁的内部进行型钢的设置, 其延性将会大幅度的提升。

3.3 梁柱节点设计

型钢混凝土在实际大跨度建筑中的应用, 其梁柱节点构造结构需要具备构造简单、受力明显等特点。在这样的基础上, 才能够便于混凝土浇筑以及配筋部分的施工。在本工程中, 型钢柱在地下一层与人防顶板处相交, 梁内钢筋众多, 那么在实际的施工中, 如何解决钢筋混凝土梁与型钢混凝土柱节点区钢筋锚固问题, 是该工程中的难点所在。在实际施工环节, 在借鉴图集的构造做法之后, 在本工程节点设计中, 需要遵循以下原则:

(1) 型钢混凝土施工需要采用柱贯通型。型钢梁与型钢柱在实际连接环节, 需要采用刚性连接方式, 在连接中, 还需要注意翼缘与柱上型钢翼缘的焊缝连接。其腹板需要采用高强的螺栓连接[3]。梁柱结构图如图1。

(2) 钢筋选择。在型钢混凝土结构施工中, 进行钢筋的选择, 需要注意选择直径比较大的钢筋材料, 从而能够有效的减小施工中钢筋的使用根数。

(3) 框架梁柱的施工。在框架梁柱的纵向受力施工中, 其钢筋在框架节点区的锚固以及搭接需要满足《混凝土结构设计规范》要求, 钢筋尽量要避开型钢。在无法避开的环节, 需要根据实际施工需求进行不同构造的施工。例如, 当梁主筋遇柱内型钢如图2所示时, 柱的施工需要避开翼缘开孔, 并且采取加设钢腿的做法。并且钢筋采用机械锚固的形式, 焊接于钢腿上。当钢筋在柱型钢的弱轴方向, 钢筋需要优先以机械锚固的形式焊于钢腿上。

3.4 实际施工中需要考虑到的问题

在实际施工中, 为了提升建筑的安全性, 需要考虑到以下问题:

(1) 建筑形变要求。在大跨度处需要结构梁高以及梁宽较大, 在采用一般矩形截面时, 型钢混凝土主梁的自重比较大, 占据整个楼盖结构自重的比例比较大。为了充分的发挥出型钢混凝土承载力, 减小结构梁的自重, 需要对大跨度结构型钢组合结构进行合理分配。

(2) 设计结构的受力, 需要将整个框架分为多个构件, 一方面满足建筑构件的运输, 另一方面能够满足拼装以及吊装要求。

4 结论

综上所述, 随着社会不断发展, 大跨度建筑越来越多。大跨度建筑中对于建筑的结构要求比较高。型钢混凝土建筑结构应用到大跨度建筑中, 能够提升建筑的抗震性。自本文中对型钢混凝土结构特点进行分析, 通过实际的建筑工程项目分析其在具体工程应用中存在的问题, 并提出建筑设计中需要注意的问题。希望相关的研究能够促进大跨度建筑的发展。

参考文献

[1]韩宁, 李晓润, 吕俊江.型钢混凝土在大跨度悬臂梁结构中的应用[J].建筑技术, 2012, 03:276~277.

[2]陈凌寒.型钢混凝土在大跨度结构中的应用[J].中华民居, 2011, 09:50~51.

大跨度拱桁架结构方案优化分析 篇10

关键词:张弦拱桁架;索;拉杆;预应力分析;屋盖结构选型

中图分类号:TU758文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)05-0061-02

1 工程概况

本工程为陕西省榆林市漠海丽江餐饮有限公司餐饮中心生态种植区的钢屋盖结构,屋盖结构主体采用钢管立体桁架结构,跨度60 m,柱距8.1 m,设计基准期为50年,设计使用年限为50年,建筑结构的安全等级为二级,结构重要性系数r0=1.0。根据GB50223—2008《建筑结构设防分类标准》和GB50011—2001《建筑抗震设计规范》的要求,本地区抗震设防烈度为6度(0.05 g),设计地震分组为第一组,地类别为Ⅲ类,特征周期Tg=0.45 s。根据GB50009—2001《建筑结构荷载规范》的要求,本地区基本风压:W0=0.4 kN/m2,基本雪压:S0=0.25 kN/m2,温度作用:±30℃。屋面恒荷载:上弦0.60 kN/m2(不含自重),屋面活载:0.5 kN/m2。

2 屋盖结构方案的制定

由于甲方要求结构外形简单、流畅,空间大,且该工程跨度大、体量大,因此选择合理的网架类型是保证结构方案安全经济合理的关键。为减少设计工程量,利用国内成熟管桁架设计软件3D3S8.0近似模拟网架的实际工作条件。考虑到建筑和传力方式的要求,选择了管桁架的结构形式,见图1。图1(Ⅰ)的结构在支座之间不拉索和杆,该结构具有强度高,重量轻等良好的力学性能,结构外形简单、流畅、空间大、施工难度低、节约材料等优点。图1(Ⅱ)的结构在支座之间拉6X37-φ47.5有机芯1700(公称抗拉强度)型钢丝索。该结构可以充分发挥柔性和刚性两类材料的受力特性,通过对索施加预应力来提高结构的刚度,给结构提供跨中弹性支撑来改变弯矩的分布方式达到降低弯矩峰值的目的,利用结构的自平衡特性减小支座间的水平推力。图1(Ⅲ)的结构在支座之间拉φ127×6.0的热轧无缝钢管,该结构结构刚度大、形状稳定性好,可以抵抗风吸力,同样也可以减小支座间的水平推力。

3 结构方案的比较分析

3.1 计算模型及其参数

已有的研究成果表明:拱桁架结构本身为平面结构体系。因此,文章选用一榀拱桁架为计算模型。

结构的跨度为60 m,矢高为7.5 m,横截面为倒三角形。根据结构设计要求,截面的选取见表1,材料为Q235B钢,弹性模量:E=2.06E11N/m2,屈服极限:σs=235E6N/m2,张弦拱桁架支座为一端刚接,一端铰支,文章采用ANSYS程序进行分析。拱桁架的上弦、下弦、腹杆和撑杆采用LINK8模拟,撑杆与下弦、拉索之间视为铰接,拉索方案的拉索采用LINK10模拟,而拉杆方案的拉杆采用BEAM188模拟。

3.2 单榀拱桁架的受力分析

3.2.1 静力分析

静力分析是结构的基本分析,在该分析中,着重考虑结构的工作状态,即考虑了结构的自重、恒载、活载、风载,将荷载以集中力的方式作用在上弦各个节点上,其值分别为1.082 kN、1.586 kN、15.902 kN、15.062 kN、16.406 kN。

(1)Ⅰ方案拱桁架支座为两端铰支,其最大位移出现在跨中,值为54.2 mm,下弦杆的内力最大,值为101 MPa。

(2)Ⅱ方案中,考虑了索的预应力,通过调整张弦桁架中索的初始应变的方式施加预应力,对结构初始形态预起拱,《钢结构设计规范》允许预起拱值为“1.0恒+0.5活”产生的变形,按此规定,几乎所有结构刚度不足工程均不需要对结构在荷载下产生的弹性位移进行控制,而通过结构的初始几何形态的预起拱实现结构正常使用的变形性能安全设计目标。但此时,结构的绝对位移值超过250 mm,如此大变形对屋面围护次结构、屋面防水连接构造的正常使用的安全性能将产生严重不利影响。参考大量的工程实例,预起拱值在自重作用下,以结构弹性位移约达到跨度的1/400L为基准试算求得。预应力取值为800MPa时,起拱值176mm,下弦杆的应力最大,值为82.0 MPa。将800 MPa的预应力作为初始预应力加到结构上,在正常使用状态下,其最大位移出现在跨中,值为68.9 mm,上弦杆的内力最大,值为234.6 MPa。

(3)Ⅲ方案中,将拉索换为拉杆,其最大位移出现在跨中,值为87.8 mm,下弦杆的内力最大,值为91.8 MPa。为了方案的优选,文章将3个方案的用钢量、结构最大反力、挠度、施工难易度等经济技术指标列表,其结果见表2。

3个结构方案的最大位移均出现在拱桁架的跨中,其最大位移也符合规范对挠度的控制标准。比较表2中3个方案的经济技术指标可以看出:Ⅰ方案的用钢量和支座反力最大,而这恰恰与甲方要求用钢量低、对下部结构负荷小的要求相违背;Ⅱ方案在索施加预应力的作用下,用钢量最省,如对索施加预应力来达到控制结构挠度的要求,则所施加的预应力较大,其索力约为670 kN,上弦杆的断面也相应的增大,而且,施工难度比较大;Ⅲ方案的用钢量和支座反力居于Ⅰ方案和Ⅱ方案之间,且施工也不难,挠度也满足规范的要求。

3.2.2 模态分析

结构的自振特性是结构动力的基本性质,也是动力分析的基础。对结构进行动力特性分析,取前8阶振型以保证参与质量达到90%以上,频率值见表3。

由表3可见,拉杆方案的基频远大于拉索方案的基频,则说明Ⅲ方案的面内刚度大于Ⅱ方案的面内刚度,抗震性能良好。

4 结论

通过对张弦桁架的受力分析,可得出如下结论:

(1)通过对管桁架支座间拉杆可以大大降低结构支座处的水平反力,节约钢材。

(2)管桁架支座间拉杆,能有效减小竖向挠度且施工难度小,在类似工程的研究作为参考。

Optimization Analysis on Steel Truss Structure for Long-span Arch Truss Structure

Wang Wei

Abstract: In this paper, taking Shanxi Province,Yulin City,Mo Hai River Restaurant Limited Catering Center for Eco-growing areas of the steel roof structure as the research object,according to Party A on the structure of space, the amount of steel and the substructure load a small request, first,carried out a preliminary design of the structure with the design process 3D3S8.0,set a bar between the non-cable and bar,cable and bar three programs,and then use analysis software ANSYS to study the static and dynamic characteristics of truss and calculated the reasonable value of prestressed cable.The calculation results show that: the amount of steelbar program,vertical deflections were small and the low degree of difficulty of construction,therefore,The project has adopted the bar program.

大跨度建筑 篇11

关键词：贝雷架,大跨度,房屋建筑,支撑体系

一、工程概况

新乡市工人文化宫由大剧院、音乐厅、工会及演播厅等三部分组成, 框架—剪力墙结构。总建筑面积为58 802.96 m2。大剧院部分为地上六层, 地下两层 (局部地下四层) 。大剧院1-Y3∽1-Y6/1-18∽1-26轴线34.000 m标高处 (即大剧院主舞台部分上屋盖) 为钢筋混凝土缓粘结预应力梁板结构。该部位东西方向有4道600×1 500、2道600×2 000, 跨度32.4 m;南北方向1道600×1 500、4道800×1 800, 跨度20.4 m;全部为预应力大梁。此支撑系统横向跨度32.4 m, 纵向跨度20.4 m, 水平投影面积661 m2, 板厚为200 mm厚。如果采用传统满堂支撑脚手架做法, 需要在基础底板上开始 (标高-14.4 m) 搭设, 总搭设高度48.8 m。

二、贝雷片简介

贝雷片又称贝雷架、贝雷梁、贝雷桁架, 二战时由英国的一位工程兵发明, 以解决战争期间桥梁快速架设的需要, 并以他的名字命名。贝雷片支撑体系目前多用于桥梁施工, 这种钢筋混凝土结构支模的施工特点是跨度大、高度高、施工荷载大。具体施工方法有三种:一是从基础底板上开始搭设满堂脚手架, 一直搭到+34.000 m标高的顶板处;二是选用贝雷架支撑体系作为上部结构的模板支撑体系;三是将钢筋混凝土屋盖改为轻型钢结构屋盖。在综合考虑了满足使用功能、经济、安全、施工速度等各个方面的因素后, 经过反复研究决定采用贝雷架支撑体系这个施工方案, 具体做法为在标高+26.400 m处, 架设36榀贝雷桁架梁, 两侧贝雷桁架梁安放在600 mm厚剪力墙上预埋的采用25号工字钢作为牛腿的支座上, 中间部分贝雷桁架梁放在600×2 000 mm的缓粘结预应力混凝土大梁上, 作为模板支撑体系;贝雷架主桁架上铺设一层方木, 满铺竹笆软跳等构筑成安全屏障平台;其上搭设常规钢管支架和胶合板模板体系。

三、施工工艺

1. 平台结构布置

该平台结构采用加强型贝雷梁拼装, 拼装长度21 m (18~20轴、24~26轴间拼装长度19.88 m) , 横向3~5榀联结成一组, 根据楼面荷载情况布置贝雷梁横向间距, 以保证各片贝雷梁受力均匀。

2. 平台安装施工 (1) 施工顺序

贝雷片塔架安装→安装滑移钢丝绳→安装5 T倒链及滑轮→拼装四组贝雷片→安装贝雷片水平链接系→滑移四组贝雷片→安装剩余四组贝雷片→安装贝雷片水平链接系→第一组贝雷梁滑道滑移到位→按照上述方法安装第二组贝雷片滑道→东侧22.6 m标高安装第一榀贝雷梁桁架→安装第二篇贝雷梁桁架→安装贝雷梁加强弦杆→安装水平链接系→将第一、二榀贝雷梁桁架滑移到位→安装两端非标件→依次将36榀贝雷梁桁架滑移到位→上部脚手架施工→上部结构施工。

(2) 预埋件安装

由于剪力处贝雷梁无法支撑, 在其内侧预埋钢牛腿作为支撑, 在施工26.6 m楼面时, 预埋贝雷梁的支撑牛腿等预埋件。贝雷梁下的支撑牛腿 (25#工字钢) 预埋时, 应注意各道工字钢表面要保持在同一平面内, 以避免因各道工字钢高低不一导致受力不均。

(3) 非标件加工

需加工的非标件包括非标段、剪力墙处贝雷梁的支撑横梁、贝雷梁间横向联结系等。非标梁段采用20#槽钢制作, 截面构造与贝雷梁相同, 加工时注意要在轴销孔处加焊加强钢板、支撑处加焊加劲肋;支撑横梁采用16#槽钢制作, 槽钢的顶部和底部加焊5 mm厚盖板, 支撑处加焊加劲肋;贝雷梁间横向联结系采用10#槽钢制作, 通过螺栓固定在贝雷梁竖杆上。

(4) 安装提拉支架及安装滑道

由于组合贝雷梁长度较大, 利用塔吊无法进行, 采用滑移法进行。利用贝雷梁组合两个滑移 (拆除) 用的滑道进行。每个滑道采用提拉法进行, 提拉支架仍用贝雷片组合, 下端固定在26.6 m楼面的预埋铁件上, 在支架上下各设两组滑轮, 分别用两根φ25的钢丝绳交替提拉, 牵引设备采用5 T手拉葫芦进行, 滑架根据提拉速度进行逐步接长直到完成, 为确保提拉安全。保证后端不滑空在后端再设一组滑轮进行牵引。

(5) 平台贝雷梁安装

根据现场情况, 将拼装场地设在1-26轴附近的屋面上, 贝雷梁提前拼装成型, 2~3榀一组, 最大重量10 t, 采用滑移法进行。每组组合平台梁在两端距端部2.7 m处用钢丝绳利用手拉葫芦进行人工牵引滑移, 滑移时要基本保证同步, 专人指挥和控制。

(6) 防坠落安全网安装

在所有贝雷钢梁滑移到位后, 在所有贝雷片下部加强弦杆位置满挂防坠落网, 防落网直接在底部加强弦杆上系牢。安装完成后应抛重物进行实验, 确保能起到相应的防护作用。

3. 满堂支架搭设

搭设方法:本工程模板立杆两侧支撑在混凝土结构梁板上, 中间部份支撑在军用梁搭设的平台上。

支架区域在贝雷梁上横向铺设10×10 cm方木, 在方木上搭设扣件式钢管支架, 支架底部及顶部均设可调承托。

4. 检查验收

(1) 贝雷钢梁检查验收

托架安装完成后应进行预压, 预压通过安装在底层梁段的千斤顶施加。预压荷载应考虑砼自重、钢筋自重、模板荷载和人员机械荷载。预压的点位要精心布置, 尽量接近实际受力情况。

非标件严格控制加工精度及焊缝质量, 出厂前与贝雷梁标准梁段试拼, 确保尺寸无误。

贝雷梁解体时, 应注意要增加临时固定装置, 以免分解后的梁段倾倒、掉落引发事故。

(2) 模板支架验收

立柱、纵横向水平拉杆、剪刀撑等重要杆件的垂直偏差、水平偏差、质量等满足《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》。对扣件螺栓的紧固力矩进行抽查, 抽查数量应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的规定, 对梁底扣件进行100%检查。

(3) 立柱的规格尺寸和垂直度应符合要求, 不得出现偏心荷载。

5. 模板及模板支架的拆除

(1) 大梁混凝土强度达到100%且预应力张拉后才能拆除支撑架。

(2) 拆除方法:模板支架拆除时, 应按施工方案确定的方法和顺序进行, 拆除作业必须由上而下逐步进行, 严禁上下同时作业。分段拆除的高差不应大于二步。模板支架拆除时, 应在周边设置围栏和警戒标志, 并派专人看守, 严禁非操作人员入内。

6. 贝雷钢梁的拆除

在上部钢管脚手架支撑体系拆除后, 可进行贝雷钢梁的拆除, 拆除时按照“后装先拆”的原则进行, 由跨中向四周对称拆除。贝雷梁托架从第五组向第一组方向逐榀分解拆除。拆除的材料通过未拆的贝雷梁平台运至两侧的屋面上, 由塔吊吊至地面。

四、贝雷架施工的主要安全技术措施

(1) 高空作业人员必须身体健康, 经过专业培训, 具有上岗证。作业人员应带好安全帽, 系好安全带。

(2) 设有高处防坠落的水平安全平网。

(3) 安装构件时应有临时固定措施。

(下转第221页) (上接第206页)

(4) 各施工管理人员应明白方案意图, 加强技术交底, 施工中加强监督管理, 确保按方案实施。

(5) 在浇筑混凝土时, 专业测量人员应时刻观测贝雷架及其支撑体系的安全稳定情况。

五、实施效果

新乡市文化艺术中心大剧院主舞台顶板为钢筋混凝土结构, 最大梁截面600×2 000, 最大模板支架高度48.8 m, 利用传统工艺施工, 脚手架搭设工程量为17 640 m³, 按照市场人工费30元/m³计算, 人工费支出高达52.92万元, 周转架料租赁费近20万元, 完成此分项工程直接费用支出高达70余万元, 且施工安全很难得到保证。而采用贝雷片作为上部混凝土结构的支撑, 经过计算, 租赁费用仅为17万元, 人工费13万元, 共计30万元。使用贝雷架体系的费用仅占使用满堂脚手架费用的41.1%。另外搭设满堂脚手架需要一个月时间, 而搭设贝雷架仅需要12天时间, 大大缩短工程工期。