網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在冶金建筑中應(yīng)用的進(jìn)展

周偉強(qiáng)

摘 要：本文根據(jù)冶金工業(yè)部門設(shè)計(jì)建設(shè)的一些大、中型工業(yè)廠房采用空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的實(shí)踐，論述了支承結(jié)構(gòu)為排框架體系、具有繁重工作制的重型橋式吊車作用于排架柱、帶有采光通風(fēng)天窗和連接有抗風(fēng)墻架結(jié)構(gòu)等對網(wǎng)架設(shè)計(jì)的特殊要求，考慮多種工況組合時(shí)網(wǎng)架一排架的實(shí)用設(shè)計(jì)方法，以及豎向網(wǎng)架作為大開間墻體承重結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，回顧了近五年間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)用于冶金工廠中的進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；冶金建筑；應(yīng)用；進(jìn)展

1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)用特點(diǎn)分析

①網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的剛度大，整體性好，抗震能力強(qiáng)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由很多桿件從兩個(gè)或幾個(gè)方向有規(guī)律地組成的高次超靜定空間結(jié)構(gòu)，由于桿件之間的相互支持作用，它改變了平面桁架受力體系，能承受來自各方的荷載，其剛度大、整體性好、抗震能力強(qiáng)。而且能夠承受由于地基不均勻沉降所帶來的不利影響，自動調(diào)節(jié)桿件內(nèi)力，從而保持結(jié)構(gòu)安全；②網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的自重輕，節(jié)約鋼材。鋼管網(wǎng)架用鋼量一般為20kg/m2左右，而跨度在100m左右的網(wǎng)架用鋼量為65kg/m2。隨著選材的不同，百米跨度的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)用料量也可以大幅度降低，相應(yīng)也減輕了屋面荷載；③網(wǎng)架結(jié)構(gòu)適應(yīng)于各種平面形式的建筑。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性大，既適用于中小跨度的建筑，也適用于大跨度的房屋，從建筑物平面形式來說，它適于矩形、圓形、扇形及各種多邊形的平面建筑形式；④網(wǎng)架結(jié)構(gòu)取材方便。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一般取材于Q235或Q345鋼，桿件截面形式多采用鋼管或型鋼，有鋼板節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架、螺桿球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架、支座節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架、焊接球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架多種節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架形式，取材方便，方便施工；⑤網(wǎng)架結(jié)構(gòu)適宜于工廠化生產(chǎn)。由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的桿件或部件規(guī)格劃一，適應(yīng)工廠化生產(chǎn)，從而為加快工程進(jìn)度提供了有利條件和保證。

2 空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)發(fā)展對策及今后研究方向

2.1 空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)發(fā)展對策分析

①網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)與工程實(shí)際應(yīng)相符合。在實(shí)際工作中，往往忽視空調(diào)機(jī)、風(fēng)管、空調(diào)水、消防等設(shè)施引起的荷載，等到網(wǎng)架安裝時(shí)，或是設(shè)備、裝修施工時(shí)，問題才充分暴露出來，導(dǎo)致設(shè)備安裝、吊頂裝修不得不屈同網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，從而給室內(nèi)裝修空間利用帶來諸多麻煩，影響最終效果；②網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的室內(nèi)精裝修方案應(yīng)先于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的室內(nèi)精裝方案是建筑設(shè)計(jì)院做的初步方案，在實(shí)施前，建設(shè)方應(yīng)重視請裝修設(shè)計(jì)單位預(yù)先進(jìn)行精裝修方案的設(shè)計(jì)，以避免在精裝修階段增加網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)未考慮到的荷載，實(shí)施時(shí)產(chǎn)生設(shè)計(jì)與裝修的矛盾，導(dǎo)致精裝修屈同于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使精裝修難以實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)；③網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝方法應(yīng)體現(xiàn)在合同中。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝方法在合同中往往留下伏筆，當(dāng)進(jìn)現(xiàn)場作業(yè)時(shí)，碰到的第一個(gè)問題是施工組織設(shè)計(jì)，涉及到的重要問題之一是安裝方法的采用，從而也就涉及到施工費(fèi)用問題，導(dǎo)致甲方不得不讓步于安裝單位，增加不必增加的費(fèi)用，以保證網(wǎng)架的安裝進(jìn)度。

2.2 空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)今后研究方向

隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)科研工作的深入，各種計(jì)算手段的豐富，我國今后空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢：①結(jié)構(gòu)形式多樣化，空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)多姿多彩。近年來興建的大型公共建筑大多都采用了鋼管桿件直接匯交的管桁網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，它的外形豐富、結(jié)構(gòu)輕巧，傳力簡捷、制作安裝方便、經(jīng)濟(jì)效果好，正在引起日益廣泛的重視和應(yīng)用；②現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力技術(shù)的引入使空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更具活力。在大跨度空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中引入現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力技術(shù)，使結(jié)構(gòu)體形更為豐富的同時(shí)，也使其先進(jìn)性、合理性、經(jīng)濟(jì)性得到充分展示。目前許多高校對涉及索托結(jié)構(gòu)，索網(wǎng)結(jié)構(gòu)等以高強(qiáng)鋼索與鋼材為主承重結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)新體系正在進(jìn)行理論研究，積極準(zhǔn)備工程實(shí)踐，可以預(yù)期新型的預(yù)應(yīng)力大跨空間網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)在將來必將有廣闊的發(fā)展空間；③結(jié)構(gòu)新材料的應(yīng)用進(jìn)一步推動空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的發(fā)展。在普通碳素鋼獲得大量應(yīng)用的同時(shí)，不銹鋼、鋁合金、膜材也在許多大跨度網(wǎng)架建筑中獲得了應(yīng)用，國際上已有許多專業(yè)生產(chǎn)公司建成了較多的鋁合金結(jié)構(gòu)。我國的相關(guān)科研院所和企業(yè)也已經(jīng)開始進(jìn)行基礎(chǔ)性研究和工程實(shí)踐，積極進(jìn)行產(chǎn)品研制、開發(fā)，并進(jìn)行了一些工程實(shí)踐，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果；④計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步為空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。當(dāng)前已經(jīng)研發(fā)出一些網(wǎng)架分析軟件，一般這些軟件都具有完善的前后處理功能，可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行復(fù)雜的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，隨著研究的深入，軟件程序在功能上將更趨完善，涵蓋面也將會不斷擴(kuò)展；⑤產(chǎn)、學(xué)、研緊密結(jié)合是推動空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)發(fā)展的源動力。從20年來網(wǎng)架生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展過程可以看出堅(jiān)持產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合是企業(yè)興旺發(fā)達(dá)的重要保證。未來產(chǎn)、學(xué)、研一體化的更加緊密結(jié)合將可以使得企業(yè)最便捷地將科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，以最新技術(shù)促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的提高，加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，增強(qiáng)在市場競爭中的優(yōu)勢。

3 結(jié)語

空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)今后發(fā)展的一個(gè)重要趨勢就是大跨度空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，大跨空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)也是衡量我國建筑科技水平的重要標(biāo)志之一，我國當(dāng)前針對于大跨度空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)所涉及需要的新體系、新技術(shù)、新材料還存在很大欠缺，有待進(jìn)一步研究和完善，以更充分的體現(xiàn)大跨度空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性與合理性，最終促使我國空間鋼結(jié)構(gòu)積極、健康地發(fā)展，更好的為我國經(jīng)濟(jì)建筑服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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