鋼結(jié)構(gòu)在大跨度建筑中的應(yīng)用與設(shè)計

王軍

摘要：在大跨度建筑中，鋼結(jié)構(gòu)具有重量輕、強(qiáng)度高、可塑性好等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的關(guān)注。文章主要論述了鋼結(jié)構(gòu)在大跨度建筑中的應(yīng)用與設(shè)計，以及鋼結(jié)構(gòu)在大跨度建筑中的施工、維護(hù)和管理等，首先介紹了大跨度建筑的定義、鋼結(jié)構(gòu)在大跨度建筑中的優(yōu)點(diǎn)和大跨度鋼結(jié)構(gòu)的分類，其次重點(diǎn)闡述了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則、大跨度鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法和鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計的要點(diǎn)，同時對鋼結(jié)構(gòu)的安全評估和檢測、維護(hù)方法和管理制度進(jìn)行了探討，并結(jié)合實例進(jìn)行了案例分析。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)??大跨度??建筑工程??應(yīng)用與設(shè)計

中圖分類號：TU356????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AApplication?and?Design?of?Steel?Structures?in?Long-Span?Buildings

WANG?Jun

（Gansu?Tianshui?Green?Prefabricated?Building?Industry?Development?Co.，?Ltd.，?Tianshui，?Gansu?Province，?741000?China）

Abstract：?In?large-span?buildings，?steel?structures?have?the?advantages?of?light?weight，?high?strength?and?good?plasticity，?and?have?attracted?more?and?more?attention.?This?article?mainly?discusses?the?application?and?design?of?steel?structures?in?large-span?buildings，?as?well?as?the?construction，?maintenance?and?management?of?steel?structures?in?large-span?buildings.?Firstly，?this?article?introduces?the?definition?of?large-span?buildings，?the?advantages?of?steel?structures?in?large-span?buildings?and?the?classification?of?large-span?steel?structures.?Then?it?focuses?on?the?basic?principles?of?steel?structure?design，?the?design?methods?of?large-span?steel?structures，?and?the?key?points?of?steel?structure?node?design，?discusses?the?safety?assessment，?detection?and?maintenance?methods，?and?management?systems?of?steel?structures，?and?conducts?a?case?analysis?with?examples.

Key?Words：?Steel?structure;?Large?span;?Building?engineering;?Application?and?design

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，越來越多的大型建筑如橋梁、體育館、會展中心等應(yīng)運(yùn)而生，這些建筑不僅要求具有良好的建筑美學(xué)效果，還需要具備強(qiáng)大的承載能力和耐久性。鋼結(jié)構(gòu)作為一種輕量化、高強(qiáng)度的建筑結(jié)構(gòu)，因其優(yōu)異的性能被廣泛應(yīng)用于大跨度建筑中。

1?鋼結(jié)構(gòu)在大跨度建筑中的應(yīng)用

1.1?大跨度建筑的定義

跨度建筑是指跨度在50?m以上，甚至可以達(dá)到幾百米以上的建筑結(jié)構(gòu)，其中鋼結(jié)構(gòu)在大跨度建筑中的應(yīng)用非常廣泛。與傳統(tǒng)的建筑形式相比，大跨度建筑具有大跨度建筑的跨度較大、大跨度建筑的設(shè)計形式多樣、大跨度建筑的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度較高、大跨度建筑具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會價值。鋼結(jié)構(gòu)作為大跨度建筑中應(yīng)用最為廣泛的建筑材料之一，在未來的建筑領(lǐng)域中將繼續(xù)發(fā)揮重要的作用。

1.2?鋼結(jié)構(gòu)在大跨度建筑中的優(yōu)點(diǎn)

首先，鋼結(jié)構(gòu)具有較高的強(qiáng)度和剛度。相比傳統(tǒng)的混凝土或磚木結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)可以采用更加輕薄的構(gòu)件，在保證建筑穩(wěn)定的同時減少了建筑重量，節(jié)省了建筑材料。其次，鋼結(jié)構(gòu)具有較好的可塑性和可靠性。鋼材的塑性變形能力比混凝土等材料更高，具有較好的抗震和抗風(fēng)性能，能夠有效提高大跨度建筑的安全性和可靠性。再次，鋼結(jié)構(gòu)的施工效率較高。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以在工廠中預(yù)制完成，然后在現(xiàn)場進(jìn)行組裝，減少了現(xiàn)場施工時間和人力成本，也減少了現(xiàn)場的噪音和污染。最后，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計靈活性較高。鋼結(jié)構(gòu)可以采用各種不同形式和結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進(jìn)行組裝，從而滿足不同的建筑設(shè)計需求，使得大跨度建筑在結(jié)構(gòu)形式和美學(xué)設(shè)計方面更加多樣化。

1.3?大跨度鋼結(jié)構(gòu)的分類

大跨度鋼結(jié)構(gòu)是指在建筑領(lǐng)域中用于跨度大于50?m的建筑結(jié)構(gòu)，可以分為以下幾種類型。第一，空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)?？臻g網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種由鋼桿或鋼管等構(gòu)件通過節(jié)點(diǎn)連接而成的空間結(jié)構(gòu)，通常采用三角形或四邊形構(gòu)成，具有輕量化、剛性好、可塑性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，常用于大型展館、體育場館、會議中心等建筑。第二，懸索結(jié)構(gòu)。懸索結(jié)構(gòu)是一種由一根或多根懸索支撐整個建筑物的結(jié)構(gòu)，通常由大型鋼纜、錨桿和吊桿等構(gòu)成。該結(jié)構(gòu)具有靈活性強(qiáng)、耐風(fēng)性能好等優(yōu)點(diǎn)，通常用于橋梁、航站樓、體育場館等建筑。第三，桁架結(jié)構(gòu)。桁架結(jié)構(gòu)是由許多直角三角形單元組成的結(jié)構(gòu)，由斜桿、梁和節(jié)點(diǎn)等構(gòu)成。該結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、抗震性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，通常用于大型跨度的體育館、展覽館、廠房等建筑。第四，空間桁架結(jié)構(gòu)。空間桁架結(jié)構(gòu)是一種由大型桁架單元組成的空間結(jié)構(gòu)，主要由斜桿、梁、節(jié)點(diǎn)等構(gòu)件組成，具有穩(wěn)定性好、剛度高、抗風(fēng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，通常用于大型建筑物的屋蓋和墻面等。

1.4?大跨度鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用案例

隨著鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，越來越多的大跨度建筑開始采用鋼結(jié)構(gòu)作為主要的結(jié)構(gòu)材料，下文主要論述典型的大跨度鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用案例，這些案例展示了大跨度鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍之廣和多樣性，證明了鋼結(jié)構(gòu)在大跨度建筑中的獨(dú)特優(yōu)勢和巨大潛力。

1.4.1?北京國家體育場（鳥巢）

北京國家體育場是2008年北京奧運(yùn)會的主場館之一，也是一座著名的大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑。它由全球著名的建筑師雅克·埃里克·布魯曼設(shè)計，建筑面積約為258?000?㎡，最大跨度為332.6?m。該建筑采用鋼結(jié)構(gòu)桁架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的設(shè)計，它的鋼結(jié)構(gòu)總重量約為42?000?t。

1.4.2?上海中心大廈

上海中心大廈是一座超高層建筑，也是目前世界上第二高的摩天大樓。該建筑由全球知名建筑師胡安·拉·哈，設(shè)計高度為632?m，總共101層，建筑面積為420?000?㎡。該建筑采用了許多大跨度鋼結(jié)構(gòu)，如鋼桁架、鋼柱和鋼梁等。

1.4.3?香港國際機(jī)場航站樓

香港國際機(jī)場航站樓是一座大型鋼結(jié)構(gòu)建筑，由英國建筑師福斯特設(shè)計。該建筑采用了許多大跨度鋼結(jié)構(gòu)，如鋼桁架和鋼柱等，它的主航站樓屋面跨度達(dá)到了90?m，整個建筑面積達(dá)到了570?000?㎡。

1.4.4?三峽水利樞紐工程船閘大壩

三峽水利樞紐工程是世界上最大的水利工程之一，其中船閘大壩的建設(shè)采用了大量的鋼結(jié)構(gòu)。船閘大壩是一個高度為185?m，總長1.1?km的建筑物，它的主要結(jié)構(gòu)由8個巨型鋼梁組成，每個鋼梁的長度達(dá)到了150?m，重量超過2?000?t。

2?鋼結(jié)構(gòu)在大跨度建筑中的設(shè)計

2.1?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則

大跨度鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計是一項復(fù)雜的任務(wù)，需要充分考慮建筑的結(jié)構(gòu)、功能、使用情況、地理位置和氣候等因素。在設(shè)計大跨度鋼結(jié)構(gòu)時，必須遵循以下原則。

（1）綜合性原則：鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備、地基與地質(zhì)條件、抗震等多個因素。（2）安全性原則：大跨度鋼結(jié)構(gòu)必須具有足夠的安全性能，能夠承受預(yù)期荷載、滿足使用要求，且在極端情況下仍能保持穩(wěn)定。（3）經(jīng)濟(jì)性原則：鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，盡量減少材料的使用，提高結(jié)構(gòu)的效率和經(jīng)濟(jì)性。（4）可維護(hù)性原則：鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須方便維護(hù)，考慮到維護(hù)的成本和難度，以便在日常使用中保持結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性[1]。

2.2?大跨度鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

大跨度鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法包括以下幾個步驟。

（1）建立結(jié)構(gòu)模型：在設(shè)計大跨度鋼結(jié)構(gòu)之前，需要通過計算機(jī)輔助設(shè)計軟件或手工計算等方式建立結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，包括結(jié)構(gòu)的形狀、材料、截面尺寸、節(jié)點(diǎn)連接方式等。（2）確定荷載和組合：在建立結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，需要確定建筑的荷載和荷載組合，包括恒載、活載、風(fēng)載、地震載等。（3）進(jìn)行靜力分析：通過靜力分析，計算出結(jié)構(gòu)受力情況、應(yīng)力、變形和位移等參數(shù)，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。（4）進(jìn)行動力分析：如果建筑所處的地區(qū)存在較大的風(fēng)荷載或地震荷載，需要進(jìn)行動力分析，計算結(jié)構(gòu)在地震和風(fēng)荷載下的反應(yīng)。（5）進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)計：節(jié)點(diǎn)是大跨度鋼結(jié)構(gòu)的重要組成部分，需要對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，確定節(jié)點(diǎn)的類型、尺寸、材料和連接方式。（6）優(yōu)化設(shè)計：在完成以上步驟后，需要對整個結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，以提高結(jié)構(gòu)的效率和經(jīng)濟(jì)性，并滿足使用要求和安全要求。以上步驟在設(shè)計大跨度鋼結(jié)構(gòu)時必須嚴(yán)格遵守，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性和可靠性

2.3?鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計的要點(diǎn)

（1）確定節(jié)點(diǎn)類型：鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)可分為剛性節(jié)點(diǎn)和半剛性節(jié)點(diǎn)兩種類型，其選擇應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和變形特性進(jìn)行綜合考慮。（2）節(jié)點(diǎn)連接方式：節(jié)點(diǎn)連接方式應(yīng)根據(jù)節(jié)點(diǎn)類型和受力情況進(jìn)行選擇，常用的連接方式有焊接、螺栓連接和銷連接等。（3）節(jié)點(diǎn)布置方式：節(jié)點(diǎn)的布置應(yīng)根據(jù)受力情況和節(jié)點(diǎn)類型進(jìn)行選擇，常用的節(jié)點(diǎn)布置方式有集中節(jié)點(diǎn)、分散節(jié)點(diǎn)和混合節(jié)點(diǎn)等。（4）節(jié)點(diǎn)的材料選用：節(jié)點(diǎn)的材料選用應(yīng)根據(jù)節(jié)點(diǎn)類型、受力情況和連接方式進(jìn)行選擇，常用的材料有普通鋼材、高強(qiáng)度鋼材、鋼板等。（5）節(jié)點(diǎn)設(shè)計的計算：節(jié)點(diǎn)設(shè)計應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的受力計算，考慮節(jié)點(diǎn)內(nèi)部應(yīng)力分布和節(jié)點(diǎn)周圍構(gòu)件的相互影響等因素，以保證節(jié)點(diǎn)的安全可靠性。（6）節(jié)點(diǎn)的制造和施工：節(jié)點(diǎn)制造和施工應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制質(zhì)量，避免出現(xiàn)制造和施工過程中的缺陷和質(zhì)量問題。工程實踐應(yīng)根據(jù)受力情況、節(jié)點(diǎn)類型和連接方式等因素進(jìn)行綜合考慮，采用合理的節(jié)點(diǎn)設(shè)計方案，以保證結(jié)構(gòu)的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

2.4?大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的實例分析

在大跨度鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，設(shè)計師需要考慮多個方面的因素，包括荷載、節(jié)點(diǎn)設(shè)計、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性等。以上海世博會中國館為例，其建筑設(shè)計采用了大跨度鋼結(jié)構(gòu)。設(shè)計師采用了鋼桁架結(jié)構(gòu)，并且在桁架的中心部位增加了一個大型的空心球體，將荷載分散至結(jié)構(gòu)的四周。此外，該館的外墻采用了多層玻璃幕墻，并且在頂部設(shè)置了多個太陽能板，從而實現(xiàn)了自然采光和太陽能的利用。在設(shè)計過程中，設(shè)計師需要考慮結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，尤其是在風(fēng)力較大的地區(qū)。因此，在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)時，設(shè)計師需要使用高強(qiáng)度的螺栓連接件，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。此外，為了避免鋼結(jié)構(gòu)的變形和裂紋，設(shè)計師需要在設(shè)計過程中進(jìn)行強(qiáng)度和變形的計算，并且在節(jié)點(diǎn)設(shè)計時留有一定的余量[2]。

3?鋼結(jié)構(gòu)在大跨度建筑中的施工

3.1?施工工藝的選擇

在大跨度鋼結(jié)構(gòu)的施工中，選擇合適的施工工藝是至關(guān)重要的。不同的鋼結(jié)構(gòu)具有不同的施工特點(diǎn)和工藝要求，因此需要根據(jù)具體的情況進(jìn)行選擇。首先，在選擇鋼結(jié)構(gòu)的起吊和安裝這一重要環(huán)節(jié)的施工工藝時，需要考慮到吊裝的高度和吊點(diǎn)的數(shù)量，并且需要根據(jù)具體的鋼結(jié)構(gòu)形式來選擇合適的吊裝工藝。對于較大的鋼結(jié)構(gòu)，通常需要采用起重機(jī)等大型設(shè)備進(jìn)行吊裝，而對于較小的鋼結(jié)構(gòu)，則可以采用手動或機(jī)械升降的方式進(jìn)行吊裝和安裝。其次，因鋼結(jié)構(gòu)的焊接需要滿足高強(qiáng)度和高質(zhì)量的要求，且需要保證焊接的牢固性和密封性，在選擇焊接工藝時，需要根據(jù)具體的鋼結(jié)構(gòu)形式和焊接部位來選擇合適的焊接方法，例如手工電弧焊、埋弧焊和氣體保護(hù)焊等。最后，考慮鋼結(jié)構(gòu)容易受到大氣、水、灰塵和化學(xué)腐蝕等因素的影響，因此需要在鋼結(jié)構(gòu)的涂裝和防腐處理的施工過程中需對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行涂裝和防腐處理，以保護(hù)其表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在選擇涂裝和防腐工藝時，需要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境和要求來選擇合適的材料和工藝。

3.2?施工中的安全措施

在大跨度鋼結(jié)構(gòu)的施工中，安全措施是非常重要的，因為鋼結(jié)構(gòu)的重量很大，一旦出現(xiàn)施工意外，可能會造成嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此，施工單位應(yīng)該高度重視施工安全，采取有效的措施確保施工過程中的安全性；設(shè)立安全警戒線，限制非施工人員進(jìn)入施工現(xiàn)場。嚴(yán)格執(zhí)行施工現(xiàn)場安全制度，包括穿戴好安全防護(hù)用品、使用安全工具等；安排專人對施工現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)并處理施工過程中的安全問題；對施工設(shè)備進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，確保設(shè)備運(yùn)行正常；根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，合理安排人員和設(shè)備的位置，確保施工過程中的安全性。此外，在施工現(xiàn)場應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)交通管理，避免車輛、人員交叉混亂，導(dǎo)致意外發(fā)生；同時，施工現(xiàn)場應(yīng)當(dāng)有專人負(fù)責(zé)消防安全，配備滅火器等消防設(shè)備，并定期組織消防演練，提高應(yīng)對突發(fā)事件的能力[3]。

3.3?施工中的質(zhì)量控制

施工中的質(zhì)量控制是保證鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的重要手段。鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到建筑的安全性和使用壽命，因此，必須嚴(yán)格控制施工過程中的質(zhì)量。在施工過程中，必須按照國家和行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，同時也要采取相應(yīng)的控制措施，確保施工質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。

3.3.1?焊接質(zhì)量控制

鋼結(jié)構(gòu)中的焊接質(zhì)量直接影響整個建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全性。因此，在施工中要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行焊接工藝的選擇和控制，確保焊接縫的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。同時，在焊接過程中要定期進(jìn)行焊縫探傷和滲透檢測，及時發(fā)現(xiàn)焊接缺陷并進(jìn)行修復(fù)。

3.3.2?空間尺寸和形狀的控制

鋼結(jié)構(gòu)的空間尺寸和形狀的控制是保證結(jié)構(gòu)尺寸準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。在施工中，必須采取相應(yīng)的措施，確保鋼構(gòu)件的尺寸和形狀符合設(shè)計要求。同時，在鋼構(gòu)件加工過程中，還要進(jìn)行相應(yīng)的測量和調(diào)整，確保鋼構(gòu)件的準(zhǔn)確性和精度。

3.3.3?表面處理和防腐措施的控制

鋼結(jié)構(gòu)表面的處理和防腐措施直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全性。因此，在施工中，必須對鋼構(gòu)件進(jìn)行表面處理和防腐措施，確保鋼構(gòu)件的耐久性和可靠性。同時，在表面處理和防腐措施過程中，還要注意環(huán)境因素的影響，選擇相應(yīng)的材料和工藝，確保施工質(zhì)量。

3.3.4?施工記錄和檢驗的控制

在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，必須進(jìn)行嚴(yán)格的記錄和檢驗，以確保施工質(zhì)量的可控性和穩(wěn)定性。在施工過程中，必須對每一步施工工作進(jìn)行記錄和檢驗，并及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，確保施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求[4]。

3.4?施工案例分析

以某大型跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑為例，進(jìn)行施工案例分析，該建筑的主要鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件為桁架和橋面板，桁架的主要構(gòu)件為桁腹板、桁肋和桁斜撐。在施工過程中，采用了以下措施進(jìn)行質(zhì)量控制。首先，對焊接工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選用焊接工藝，對焊接縫進(jìn)行探傷和滲透檢測，確保焊接縫的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。其次，對空間尺寸和形狀進(jìn)行控制，采用精確的測量和調(diào)整方法，確保鋼構(gòu)件的尺寸和形狀符合設(shè)計要求。再次，對表面處理和防腐措施進(jìn)行控制，采用高質(zhì)量的表面處理和防腐材料，確保鋼構(gòu)件的耐久性和可靠性。最后，對施工記錄和檢驗進(jìn)行嚴(yán)格控制，記錄施工過程中的每一步工作，并及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，確保施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)過上述措施的質(zhì)量控制，該建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量得到了保證，整個建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性得到了提升；同時，該建筑也成為了大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工的典范之一，為鋼結(jié)構(gòu)施工提供了有益的經(jīng)驗和借鑒[5]。

4?鋼結(jié)構(gòu)在大跨度建筑中的維護(hù)與管理

4.1?鋼結(jié)構(gòu)的維護(hù)方法

鋼結(jié)構(gòu)的維護(hù)是保證鋼結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。在鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)如下幾方面。

4.1.1?清潔保養(yǎng)

鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中會積累一定的污垢和灰塵，如果不及時清洗和保養(yǎng)，不僅會影響鋼結(jié)構(gòu)的美觀度，還可能導(dǎo)致表面的腐蝕和損傷。因此，對鋼結(jié)構(gòu)的清潔保養(yǎng)工作應(yīng)該定期進(jìn)行[6]。

4.1.2?防腐處理

鋼結(jié)構(gòu)的表面應(yīng)進(jìn)行防腐處理，以延長鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命。防腐處理的方法包括涂層防護(hù)、熱浸鍍鋅等，不同的鋼結(jié)構(gòu)材料需要采用不同的防腐方法。

4.2.3?檢修維修

鋼結(jié)構(gòu)在長期使用過程中，可能會出現(xiàn)一些問題，如腐蝕、損傷、變形等。對于這些問題，需要進(jìn)行及時檢修，以保證鋼結(jié)構(gòu)的使用安全和穩(wěn)定性

4.2.4?加固改造

隨著使用年限的增加，鋼結(jié)構(gòu)可能會出現(xiàn)疲勞和老化等問題，需要進(jìn)行加固和改造。加固改造的方法包括增加梁柱截面、加強(qiáng)連接節(jié)點(diǎn)、加裝支撐等，以提高鋼結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。

4.2?鋼結(jié)構(gòu)的管理制度

首先，需要建立鋼結(jié)構(gòu)檔案，包括鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計圖紙、技術(shù)規(guī)范、施工方案、檢測記錄等資料。鋼結(jié)構(gòu)檔案應(yīng)按照規(guī)定進(jìn)行編號、分類、存檔，以便于查詢和管理。其次，需要對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行定期檢測和維護(hù)。鋼結(jié)構(gòu)的檢測應(yīng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范進(jìn)行，如《鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗與評定標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T?50315）、《建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（JGJ?81-2002）等。檢測內(nèi)容應(yīng)包括鋼結(jié)構(gòu)的承載力、變形、裂縫、腐蝕、銹蝕等方面，并根據(jù)檢測結(jié)果制定維護(hù)計劃，對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的修復(fù)和加固。此外，需要建立鋼結(jié)構(gòu)的安全管理制度。管理制度應(yīng)明確責(zé)任部門、責(zé)任人和責(zé)任制度，建立鋼結(jié)構(gòu)的日常巡查和維護(hù)機(jī)制，及時發(fā)現(xiàn)和處理鋼結(jié)構(gòu)存在的安全隱患，確保鋼結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。最后，需要建立鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)急管理制度。應(yīng)急管理制度應(yīng)包括應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急演練和應(yīng)急處置流程等方面，以應(yīng)對可能出現(xiàn)的緊急情況，更大程度地減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。

4.3?鋼結(jié)構(gòu)的安全評估和檢測

首先，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的安全評估。鋼結(jié)構(gòu)的安全評估應(yīng)根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行，如《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB?50017-2017）、《鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗與評定標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T?50315-2010）等。評估內(nèi)容應(yīng)包括鋼結(jié)構(gòu)的承載力、變形、裂縫、腐蝕、銹蝕等方面，評估結(jié)果應(yīng)根據(jù)安全性等級制定相應(yīng)的維護(hù)和加固措施。其次，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的定期檢測。鋼結(jié)構(gòu)的定期檢測應(yīng)按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行，如《鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗與評定標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T?50315-2010）、《建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（JGJ?81-2002）等。檢測內(nèi)容應(yīng)包括鋼結(jié)構(gòu)的承載力、變形、裂縫、腐蝕、銹蝕等方面，并根據(jù)檢測結(jié)果制定相應(yīng)的維護(hù)和加固措施。在檢測過程中，應(yīng)注意對鋼結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行評估，及時發(fā)現(xiàn)和處理存在的安全隱患。此外，需要建立鋼結(jié)構(gòu)的日常巡查機(jī)制。巡查內(nèi)容應(yīng)包括鋼結(jié)構(gòu)的表面腐蝕、銹蝕情況、連接節(jié)點(diǎn)的松動情況、裂縫和變形情況等方面，及時發(fā)現(xiàn)和處理存在的問題，以保證鋼結(jié)構(gòu)的安全性。最后，在施工和維護(hù)過程中，應(yīng)加強(qiáng)對鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制。鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制應(yīng)按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行，確保鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量符合設(shè)計要求，以提高鋼結(jié)構(gòu)的安全性。

4.4?維護(hù)和管理案例分析

為了更好地展示鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)和管理的實踐案例，文章選取了某高速公路大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁作為案例進(jìn)行分析。該鋼結(jié)構(gòu)橋梁建成于2010年，是一座跨度達(dá)到100?m的大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁，自建成以來，該橋梁一直處于高強(qiáng)度使用狀態(tài)，其維護(hù)和管理工作顯得尤為重要。針對該橋梁的維護(hù)和管理工作，相關(guān)單位采取了一系列措施，包括定期巡查、定期檢測、維護(hù)和加固等。其中，每年至少進(jìn)行兩次鋼結(jié)構(gòu)巡查和一次全橋檢測，對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力、變形、裂縫、腐蝕、銹蝕等方面的檢測和評估，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，并制定相應(yīng)的維護(hù)和加固措施。此外，對于鋼結(jié)構(gòu)的維護(hù)和加固，相關(guān)單位也采取了多種措施。如定期對鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行清洗和涂漆，保持鋼結(jié)構(gòu)的防腐性能；加固連接節(jié)點(diǎn)，確保連接處的安全性；加固梁底板和主梁，提高鋼結(jié)構(gòu)的承載能力等。經(jīng)過多年的維護(hù)和管理，該橋梁的鋼結(jié)構(gòu)始終保持良好的狀態(tài)，未發(fā)生任何安全事故，保障了該高速公路的通行安全。該案例表明，鋼結(jié)構(gòu)的維護(hù)和管理工作對于保障鋼結(jié)構(gòu)在大跨度建筑中的安全應(yīng)用具有重要的作用。只有加強(qiáng)維護(hù)和管理工作，才能確保鋼結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定運(yùn)行，保障建筑的安全性。

5?結(jié)語

文章介紹了鋼結(jié)構(gòu)在大跨度建筑中的應(yīng)用與設(shè)計，以及鋼結(jié)構(gòu)在大跨度建筑中的施工、維護(hù)和管理等方面的相關(guān)知識。鋼結(jié)構(gòu)作為一種重要的結(jié)構(gòu)形式，具有重量輕、強(qiáng)度高、可塑性好等優(yōu)點(diǎn)，在大跨度建筑中應(yīng)用越來越廣泛。在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工、維護(hù)和管理中，各個環(huán)節(jié)都非常重要，需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行嚴(yán)密的設(shè)計、施工、檢測、評估和維護(hù)。只有這樣，才能保障鋼結(jié)構(gòu)在大跨度建筑中的長期安全穩(wěn)定運(yùn)行，為建筑的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)[1] 徐瑞芳，楊旭光，姜紅霞.高層大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計方法研究[J].建筑結(jié)構(gòu)，?2021，51（4）：52-58.