大跨度铝合金结构施工技术探讨

康永强

摘要：为保证大跨度铝合金结构的施工质量，需严格掌握其关键施工技术，大跨度铝合金结构在设计和施工时需要充分考虑结构的受力性能、节点连接方式的选择以及整体的稳定性。其适宜边界条件复杂繁琐、建筑造型别致的项目。大跨度铝合金结构在设计时其跨度较大，并且结构复杂，因此，为保证其结构稳定性，需严格掌握施工重点。

关键词：大跨度；铝合金；结构；施工技术；分析

引言：铝合金材料具有质量轻、耐腐蚀性能好等优势，因此在大跨度建筑中的应用也备受关注；大跨度铝合金结构是一种利用铝合金材料构建的大跨度建筑结构体系。它通常采用单层网壳结构形式，如铝合金穹顶结构或铝合金薄壳结构。这种结构以任意多边形网格的形式连接结构元素，并可以结合拉索进行设计。同时，铝合金结构的硬度普遍较高，不会轻易发生变形，且支持循环利用，因而铝合金模板施工技术的环保效益在建筑施工中的优势同样显著。

1.分析建筑施工中铝合金结构的应用优势

随着技术工艺的不断发展与改变，现如今的很多建筑工程都是采取铝合金结构方式来构建房屋，因此在建筑施工的过程里，铝合金结构的应用形式、应用特点都非常符合建筑的施工背景与需求。在进行建筑工程的施工时，工程项目整体的施工安全是最为重要的内容，并且往往也只有在保证工程项目安全的前提下，才可以保证工程项目的经济效益和社会效益得到充分的实现。相较于传统的施工模式来说，在建筑中运用铝合金结构能极大地提升工程项目整体的安全性。在应用铝合金结构来进行建筑的施工时，能最大程度减少建筑整体施工的周期。并且随着当前我国国民对于建筑的功能要求的不断提升，采取传统的建筑施工模式进行施工时，工程项目施工活动整体的复杂程度急剧增长，并且往往需要消耗大量的时间才可以完成相应的设计和施工。而铝合金结构的应用，就可以更加灵活的根据建筑在不同情况下的不同功能需求进行调整，有效地减少工程项目施工所需的时间。通过铝合金结构的应用，能够在最短的时间内制作出符合施工实际需要的结构件，这些结构件在运输到施工现场之后，直接就能够开始装配，对提高工程项目的施工效率，有着重要意义。

2.分析大跨度铝合金结构施工技术

2.1分析大跨度铝合金结构施工工艺流程设计

在进行施工的过程中，需要结合存在的难点，并且在对施工工艺流程进行设计的过程中，为了能够更好的保证施工精度，要详细的结合图纸的内容，对其网壳施工流程进行合理的设计。在进行网壳施工工艺流程设计时，以保证施工质量为前提，同时降低人工成本、缩短施工工期为参考，该结构主要结合高空散装、分块单元吊装以及分块曲面滑移等施工技术完成。

2.2分析关键施工步骤

通过完成网壳施工工艺流程设计后，要根据相关施工工艺标准开展施工处理，其中关键的施工步骤主要是如下所示。

2.2.1预埋件施工

对于预埋件而言，可以选择在工厂运输到施工现场，对预埋件进行质量检验合格后，通过吊装设备将其吊装至施工安装位置。在进行预埋件安装时，以设计的预埋件支座位置为参考，利用全站仪对于预埋件位置和标高进行调整，调整完成后，在预埋板张标注中心线，并采用焊接方式将其和主体结构连接。在进行网壳支座安装前，对所有预埋件位置进行校对，依据测量结果，调整存在偏差的制作位置和尺寸，以此保证后续杆件施工精度。

2.2.2施工架搭设

由于网壳属于高空施工，因此为保证施工质量，在进行网壳施工前，为满足顶部铝合金结构的施工需求，结合建筑形状搭设高空施工架。由于架体高度较高，因此要保证搭设施工架的承载力以及稳定性，避免架体自重过高，降低楼面荷载。结合实际需求，选择承插盘扣组成的架体作为施工架，该架体具备较好的调节性能，可满足工程施工需求。

2.2.3铝合金网壳结构安装

铝合金网壳结构安装是工程中的核心部分，其安装时，需对支座预埋板进行再次校核；校核无误后从中间支座开始向下安装。支座周围铝合金杆件安装完成后形成一个封闭的空间结构。对该空间结构位置进行再次校核和调整，确认满足施工精度后，再向下进行施工，直至到设计标高后停止。按照上述方法由内到外，一层一层进行铝合金网壳结构外层施工。铝合金网壳结构外层施工后进行铝合金网壳结构内层施工，内层的施工步骤是由外向内完成，施工标准和外层一致。在实际进行建设施工的过程中，为了避免铝合金结构出现变形，可以采取支撑杆将最先安装的三个单元进行支撑，当构件的刚度达到个工程标准后，拆除支撑杆，后续要根据结构自身刚度进行施工，杆件在安装过程中，需对其位置和安装精度进行反复校核和调整，保证安装误差能够满足工程的施工标准，以此避免施工整个结构发生变形。铝合金结构的各个构件之间采用硬合金螺栓进行拼接连接，杆件端部的螺栓孔和预埋板上的尺寸、数量需保证一致。支座底部通过镀锌钢板和预埋板连接。

2.2.4铝合金板施工

通过上述步骤完成铝合金网壳结构安装后，盖顶表面坡度较大，对后续的防水铝板的安装造成较大难度。因此，对指定位置的脚手架进行延伸，使其超过铝合金网架，并将其连接成整体，形成环形防护施工脚手架平台，以此在盖顶搭设悬挑施工通道，用于进行后续防水铝板安装。然而在进行铝合金板施工中，根据盖顶交圈区域作为起点，采取发散的方式向网壳周围进行铝合金屋面铝板安装，安装的过程中需要保证结构安装后密封密封固定效果，防水铝板进行安装的过程中，其边角卡槽和铝合金杆件卡槽进行对准，通过使用螺栓进行固定后，再完成铝合金压条安装，并在压条内设置防水胶条。定位螺栓垂直固定后，螺栓从中部向两端固定。所有位置完成固定后，节点板部位均采用铝罩扣紧，并使用密封胶进行封边密封。

2.3分析施工效果

在进行铝合金网壳施工后，需要对其效果进行详细分析，通常情况下选择使用ABAQUS有限元软件进行铝合金壳网建模，分析其施工质量。为保证铝合金壳网有限元模型的构建精度，结构中的杆件采用C3D8I单元进行模拟，螺栓采用C3D6单元进行模拟；杆件之间采用弹簧单元进行连接，以此能够更精准分析节点之间半刚性效应。铝合金和铝合金之间设置切向摩擦接触；法向接触采用硬接触。并且铝合金结构模型构建时，材料本构关系设定为理想弹性模型。

总结：总而言之，大跨度铝合金结构具有较好的耐腐蚀等特性，因此其在诸多大型建筑中广泛应用，但是由于该结构跨度较大，并且建筑外观形状复杂程度也存在差异，因此，其施工技术尤为重要。通过详细分析大跨度铝合金结构施工展开相关研究，制定大跨度铝合金结构的施工工艺流程，并对该施工结果进行相关分析，证明该施工技术具有较好的施工效果，能够保证大跨度铝合金结构的稳定性，满足施工需求，可为同类工程提供可靠参考。

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