復(fù)雜空間鋼結(jié)構(gòu)整體性分析的系統(tǒng)方法研究

包淳 內(nèi)蒙古興安盟建設(shè)工程施工圖審查中心

剛談及空間鋼材料，本以為它的特殊性使其會(huì)跟廣大人們生活有著距離感，可實(shí)際上它一直在人們的日常生活中。北京的鳥(niǎo)巢運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，就是有空間鋼結(jié)構(gòu)為主要材料進(jìn)行構(gòu)建的。伴隨著中國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展和鋼材冶煉技術(shù)的改進(jìn)，促進(jìn)了我國(guó)鋼材市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，并且以空間鋼為主體的建筑形式開(kāi)始大規(guī)模進(jìn)入到生活中來(lái)。

1 空間鋼結(jié)構(gòu)研發(fā)的背景意義

我國(guó)在對(duì)空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行嘗試研究時(shí)，在國(guó)外已經(jīng)將空間鋼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于民宅，且高層空間鋼技術(shù)研究已有過(guò)百年的進(jìn)程，在這點(diǎn)上我國(guó)落后的不是一點(diǎn)半點(diǎn)，針對(duì)這一現(xiàn)狀我國(guó)進(jìn)行積極的策略安排，加大科研投資力度。

在國(guó)外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)公共設(shè)施對(duì)空間鋼技術(shù)的廣泛使用，且在國(guó)外建筑行業(yè)，鋼材料所占比重極大，外國(guó)對(duì)鋼材料的投資是我們無(wú)法想象的，就連工廠廠房都在使用空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。

2 空間鋼結(jié)構(gòu)性質(zhì)分析

空間鋼結(jié)構(gòu)以其綜合性突出深受企業(yè)及消費(fèi)者的喜愛(ài)，它在使用特殊結(jié)構(gòu)實(shí)行受力杠杠著力點(diǎn)轉(zhuǎn)移的技術(shù)的同時(shí)，提高了建筑整體的穩(wěn)定性。因空間鋼結(jié)構(gòu)的空間無(wú)限擴(kuò)展性，具有無(wú)限的想象空間，可以滿足現(xiàn)代消費(fèi)者多類型的喜好，符合現(xiàn)代群眾的審美需求和多邊的性格?？臻g鋼結(jié)構(gòu)的連接方式花樣諸多，使人眼花繚亂，但是大體上按照結(jié)構(gòu)上可以分為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)、管桁架結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)等，其連接方式多樣多變，具有很大的可優(yōu)化性，獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和空間性使其優(yōu)化空間極大?？臻g鋼結(jié)構(gòu)的出廠，就震驚到了市場(chǎng)上的所有企業(yè)，因?yàn)樗梢猿休d所有建筑的設(shè)計(jì)要求，可以由任何形狀出現(xiàn)在人們眼前，對(duì)不同空間跨度也有很高的適應(yīng)性，而且空間鋼結(jié)構(gòu)在保證美感和材料輕便的可安裝性的基礎(chǔ)上，還擁有牢固的穩(wěn)定性。眾所周知，牢固性是一個(gè)建筑最基礎(chǔ)的性質(zhì)，空間鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也是十分出名的，在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)各節(jié)點(diǎn)受力進(jìn)行計(jì)算，在承受力限度內(nèi)再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后使用導(dǎo)入XSTEEL軟件，進(jìn)行數(shù)字智能化構(gòu)建模型，對(duì)模型進(jìn)行充分研究無(wú)誤后，開(kāi)始實(shí)物的建造組裝。

3 空間鋼結(jié)構(gòu)的升級(jí)加固

空間鋼結(jié)構(gòu)在建筑業(yè)的生態(tài)環(huán)保方面也具有優(yōu)勢(shì)，但是空間鋼結(jié)構(gòu)也不是完美的，也是有改進(jìn)空間的，接下來(lái)針對(duì)建筑最重要的牢固性對(duì)空間鋼性質(zhì)的提升進(jìn)行分析。

增加空間鋼結(jié)構(gòu)中受力節(jié)點(diǎn)的數(shù)量?？臻g鋼結(jié)構(gòu)在增加了節(jié)點(diǎn)數(shù)后，空間分跨度變小，再利用圖像的結(jié)構(gòu)，降低了材料的受力，增強(qiáng)了穩(wěn)定性，這種加固方法的優(yōu)點(diǎn)是，加固操作及設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易懂，缺點(diǎn)是，增加了空間占有率，提高了成本。

改變空間鋼結(jié)構(gòu)的受力結(jié)構(gòu)。空間鋼結(jié)構(gòu)牢固影響條件有荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)和邊界條件，通過(guò)對(duì)受力方式角度的計(jì)算，增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度或調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等，以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性；也可增設(shè)支撐或輔助桿件，使結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)細(xì)比減小以提高其穩(wěn)定性；在排架結(jié)構(gòu)中重點(diǎn)加強(qiáng)某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其他柱列負(fù)荷。

粘貼加固法。將復(fù)合材料通過(guò)粘貼劑與鋼材進(jìn)行粘貼處理，降低了粘貼部位的應(yīng)力。這種加固法的優(yōu)點(diǎn)是：因復(fù)合材料的原因，粘貼后幾乎不對(duì)鋼材結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，復(fù)合材料具有很好的抗腐蝕性，使空間鋼結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，復(fù)合材料的特殊性使這種加固法能夠隨時(shí)隨地進(jìn)行，不需要進(jìn)行大范圍的施工。復(fù)合材料的價(jià)格便宜，易攜帶，適用于任何場(chǎng)地的空間鋼結(jié)構(gòu)修復(fù)和加固。還有一種與粘貼加固法相似的粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法，因采用的粘貼材料不同，粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法擁有抗潮的特性，但是缺乏對(duì)火焰和高溫的抗性，但是相較于其他，還是具有耐用和成本低廉的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。

空間鋼結(jié)構(gòu)的橫空出世對(duì)中國(guó)建材市場(chǎng)產(chǎn)生巨大的沖擊，其穩(wěn)定性和多樣性深受企業(yè)喜愛(ài)。在性能方面還有著很大的探索空間，在進(jìn)行空間鋼結(jié)構(gòu)整體性分析時(shí)，越發(fā)覺(jué)得空間鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，對(duì)空間鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在我國(guó)建筑業(yè)進(jìn)程有著里程碑的代表意義。

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