合肥钢结构应用情况调查报告

1、合肥学院HEFEIXUEYUAN合肥市钢结构应用情况调查报告2015年12月3号合肥市钢结构应用情况调查报告摘要：随着合肥城市化进程的加快，大跨度、高层建筑形态呈现出千奇百怪的特点，钢结构被广泛的应用于各类建筑中，并且钢结构作为我国未来住宅发展的一个趋势，受到人们越来越多的关注。为此特为合肥市内钢结构住宅的应用情况进行了系统的调查研究，以期找到制约钢结构住宅发展的瓶颈，从社会和技术两个层面为钢结构住宅的发展应用找到突破口。并结合钢结构住宅的实际应用情况(包括结构选型，梁、柱形式等)及调研过程中发现的相关问题。作为一个相对新型的行业，自上世纪80年代末开始，钢结构在建设领域得到广泛应用。90年代

2、后，随着经济的发展钢铁工业技术和产能的提升，高层建筑、体育场馆、机场航站楼等建筑物逐渐增多，钢结构进入了快速发展期。Abstract:withthespeedingupoftheurbanizationofHefei,largespan,high-risebuildingformshowingallsortsofstrangeandunusualfeatures,steelstructureiswidelyapplicationinallkindsofbuildingsandsteelstructureasatrendofresidentialdevelopmentinourcountryin

3、thefuturebymoreandmorepeople'sattention.ThisspeciallydesignedforthecityofHefeisteelstructureresidenceapplicationweresystematicinvestigationandstudy,inordertofindtherestrictionofthebottleneckofthedevelopmentofsteelstructureresidential,fromthetwoaspectsofsocialandtechnologyforthedevelopmentandappl

4、icationofthesteelstructureresidentialfindabreakthrough.Andcombinedwiththesteelstructurehousingthefacts(includingtheselectionofstructure,beam,column,etc.)andtheprocessofresearchandfoundtheAsarelativelynewindustry,sincetheendoflastcentury80's,steelstructureintheconstructionfieldhasbeenwidelyusedin

5、the.90era,withtheeconomicdevelopmentofsteelindustrytechnologyandproductioncapacity,high-risebuildings,stadium,airportterminalandotherbuildingsgraduallyincreased,steelstructurehasenteredarapiddevelopmentperiod.正文我国建筑业发展的总目标是：提高建筑业的整体素质、生产工业与技术装备水平，达到在国际建筑市场中具有较强的竞争能力，并充分发挥建筑业在带动国民经济增长和结构调整中的先导产业作用，到2

6、010年使建筑业成为名副其实的国民经济支柱产业。建筑业要带动相关产业发展，加快发展钢结构工程是一个很重要的方面。高层建筑钢结构近年来雨后春笋般的拔地而起，发展很迅速。我国80年代建成的11幢高层建筑钢结构最高为208米，而90年代以来正在建造或设计的高层建筑钢结构共约32幢，最高的达420米（已建）和460米（设计）。最近在大连兴建的高度200米的远洋大厦钢结构，设计、制造、安装和材料全部是由国内承担和供应的，这说明完全由我国自己来建造超高层钢结构是可以做到的。大跨度空间钢结构最先让人们了解的是网架工程，其发展的速度较快，计算也比较成熟，国内有许多专用网架计算和绘图程序，是其迅速发展的重要原因

7、。网壳在我国已在应用，已建成的网壳工程以球面和柱面较多，还有双曲抛物面、双曲扁壳等形式。它比网架又有许多优点，特别是在超大跨度时。悬索及斜拉结构、膜和索膜结构在国内应用也较多，主要用于体育馆、车站等大空间公共建筑中。其他大跨度空间钢结构还包括立体桁架、预应力拱结构、弓式结构、悬吊结构、网格结构、索杆杂交结构、索穹顶结构等在全国各地均有实例。合肥市也在改革开放后开始大量的使用钢结构。为城市的建设增添了一股新的活力，钢结构被广泛的使用于工业厂房、体育馆、机场航站楼、办公楼等大跨度、高层建筑。利用课余时间我对合肥市的钢结构应用进行了一个初步的调研了解，主要参观了合肥市奥体中心、新桥机场航空楼。下面分

8、别对这两处的钢结构应用做分别的介绍：1 .奥体中心合肥奥林匹克体育中心总用地面积34.7万m2（521亩），建筑面积15.3万m2,总投资约15亿元。包括一座能容纳60000人的主体育场、一座容纳8000人的综合体育馆、一座容纳3000人的游泳跳水馆、一个三星级的体育宾馆及附属用房、室外网球场、室外足球场及热身训练馆，商业娱乐设施、五环喷泉广场等。主体育馆的屋盖是由钢桁架连接的钢结构屋盖，钢结构应用使得体育馆的外型上显得格外的有活力，展示出了体育带给人的激情与活力，它是网架屋顶结构，是使用比较普遍的一种大跨度屋顶结构。这种结构整体性强，稳定性好，空间刚度大，防震性能好。网构架高度较小，能利用较

9、小杆形构件拼装成大跨度的建筑，有效地利用建筑空间。适合工业化生产的大跨度网架结构，外形可分为平板型网架和壳形网架两类，能适应圆形、方形、多边形等多种平面形状。平板型网架多为双层，壳形网架有单层和双层之分，并有单曲线、双曲线等屋顶形式。50年代后期上海同济大学曾建造了装配整体式钢筋混凝土单层联方网架壳形结构建筑，大厅部分净跨度为40米，外跨度54米。上海文化广场的改建设计采用钢结构球节点平板型网架，1970年建成。1976年建成的美国新奥尔良市体育馆，圆形平面直径达207.3米，是当今世界上最大的钢网架结构建筑。虽然奥体中心不及这些世界著名的建筑，但是它的诞生也带动了安徽体育馆的钢结构大跨度屋盖

10、的使用。2 .新桥机场航空楼合肥新桥国际机场是国内4E级枢纽干线机场，具航站楼横向长约804m,纵向最大宽度约161m,建筑最大高度约30m,分为五个区段，以3区段中轴线向两边呈对称布置，为多种结构形式组合的新型大跨刚架结构。在本工程中,1区与5区大跨钢架为本工程中无支撑跨度最大的箱型梁刚架，其吊装过程是施工的重点也是难点，经综合考虑采用钢结构分段吊装的施工方案。1、5区基本对称，分别由13幅刚架以及3.78m、7.8m钢框架结构共同组成结构受力体系。钢框架结构体系则主要由圆管柱与主次梁组成。机场航站楼的3区钢结构由11根钢架组成钢架柱体部分为箱型，梁体部分为桁架结构。钢架最大外轮廓超过10m

11、,柱距为18m,最大跨度54mo为解决3区钢结构吊装，特设置两台行走式塔吊。塔吊轨道所相交混凝土梁每间隔9m,采用钢管柱进行加固，上部行走式塔吊及其全部作业荷载通过轨道梁传递至钢管加固位置。此行走式塔吊的设置与加固带来结构荷载以及荷载传递方式的改变，故需对其相关构件进行施工监控。综述，本文拟对于钢架吊装及支撑卸载阶段以及行走式塔吊钢管支撑柱的施工过程监控。着重探讨，以有限元软件模拟施工过程，加以分析对比。如果施工状态和理想状态之间存在误差，在出现误差之后及时纠正，由理论分析计算决定纠正的措施和控制量的大小，形成一个动态控制过程，进而指导后续施工。对行走式塔吊支撑柱结构变形及应力的监控。新桥国际

12、机场航站楼的3区结构吊装，设置两台行走式塔吊。为保证正常施工、预防安全隐患，对行走式塔吊加固、施工过程予以监测。监测由对结构挠度变形的监测和对钢管柱应力监测两部分组成：(1)结构挠度变形：监测在施工中塔吊荷载及施工荷载作用下，主体结构与塔吊轨道相交混凝土梁的挠度位移变化。(2)钢管柱应力：监测在施工全过程中加固用钢管支撑柱的应力应变，分析其应力分布及安全储备。通过这两部分的检测来保证航空楼的钢结构不至于坍塌。钢结构的主要应用1、工业厂房吊车起重量较大或者其工作较繁重的车间的主要承重骨架多采用钢结构，结沟形式多为由钢屋架和阶形柱组成的门市钢架或排架，也有采用网架做屋盖的结构形式，随着压型钢板等轻

13、型屋面材料的采用，轻钢结构工业厂房得到了迅速发展。其结构形式主要为实腹式变截面门式钢架。2、受动力荷载影响的结构由于钢材具有良好的韧性，设有较大锻锤或产生动力作用的其他设备的厂房，即使屋架跨度不大，也往往由钢制成。对于抗震能力要求高的结构，采用钢结构也是比较适宜的。3、可拆卸的结构钢结构不仅质量轻，还可以用螺栓或其他便于拆装的手段来连接，因此非常适用于需要搬迁的结构。4、容器和其他结构冶金、是由、化工企业中大量采用钢板做成的容器结构，包括油罐、高炉、热风炉等此外，经常使用的还有管道支架、锅炉支架等其他钢构筑物，海上采油平台也大都采用钢结构。5、组合结构钢构件和板件受压时必须满足稳定性要求，往往

14、不能充分发挥它的强度高的作用，而混凝土则最适宜于受压不适于受拉，将钢材和混凝土并用，使两种材料都发挥它的长处，是一种和合理的结构。主要构件形式有钢与混凝土组合梁和钢管混凝土柱。未来发展轻钢组合房是一种全新概念的环保经济型活动房屋，该屋是一种轻钢为骨架，以夹芯板为围护材料，以标准模数系列进行空间组合，固件采用罗斯连接，可方便快捷的进行组合拆卸。实现了临时建筑的通用标准化，环保节能、快捷高效的建筑理念，使临建房屋进入了一个系列化开发，集成化生产，配套化供应，可库存和可多次周转使用的定型产品领域。大跨度空间钢结构最先让人们了解的是网架工程，其发展的速度较快，计算也比较成熟，合肥市有许多专用网架计算和绘图程序，是其迅速发展的重要原因。网壳在合肥市已在应用，已建成的网壳工程以球面和柱面较多，还有双曲抛物面、双曲扁壳等形式。它比网架又有许多优点，特别是在超大跨度时。悬索及斜拉结构、膜和索膜结构在国内应用也较多，主要用于体育馆、车站等大空间公共建筑中。其他大跨度空间钢结构还包括立体桁架、预应力拱结构、弓式结构、悬吊结构、网格结构、索杆杂交结构、索穹顶结构等在全国各地均有实例。轻钢结构是近十年来发展最快的领域，在美国采用轻型钢结构占非住宅建筑投资的50%以上。这种结构工业化、商品化程度高，施工快，综合效益高，市场需求量很大，已引起结构设计人员认识。轻钢住宅的研究开发