复杂空间钢结构整体性分析的系统方法研究

包淳 内蒙古兴安盟建设工程施工图审查中心

刚谈及空间钢材料，本以为它的特殊性使其会跟广大人们生活有着距离感，可实际上它一直在人们的日常生活中。北京的鸟巢运动场，就是有空间钢结构为主要材料进行构建的。伴随着中国建筑业的发展和钢材冶炼技术的改进，促进了我国钢材市场的经济效益，并且以空间钢为主体的建筑形式开始大规模进入到生活中来。

1 空间钢结构研发的背景意义

我国在对空间钢结构技术进行尝试研究时，在国外已经将空间钢结构广泛应用于民宅，且高层空间钢技术研究已有过百年的进程，在这点上我国落后的不是一点半点，针对这一现状我国进行积极的策略安排，加大科研投资力度。

在国外已经实现公共设施对空间钢技术的广泛使用，且在国外建筑行业，钢材料所占比重极大，外国对钢材料的投资是我们无法想象的，就连工厂厂房都在使用空间钢结构技术。

2 空间钢结构性质分析

空间钢结构以其综合性突出深受企业及消费者的喜爱，它在使用特殊结构实行受力杠杠着力点转移的技术的同时，提高了建筑整体的稳定性。因空间钢结构的空间无限扩展性，具有无限的想象空间，可以满足现代消费者多类型的喜好，符合现代群众的审美需求和多边的性格。空间钢结构的连接方式花样诸多，使人眼花缭乱，但是大体上按照结构上可以分为网架结构、悬索结构、壳体结构、管桁架结构、膜结构等，其连接方式多样多变，具有很大的可优化性，独特的结构和空间性使其优化空间极大。空间钢结构的出厂，就震惊到了市场上的所有企业，因为它可以承载所有建筑的设计要求，可以由任何形状出现在人们眼前，对不同空间跨度也有很高的适应性，而且空间钢结构在保证美感和材料轻便的可安装性的基础上，还拥有牢固的稳定性。众所周知，牢固性是一个建筑最基础的性质，空间钢结构的稳定性也是十分出名的，在设计时，对各节点受力进行计算，在承受力限度内再进行数据处理，最后使用导入XSTEEL软件，进行数字智能化构建模型，对模型进行充分研究无误后，开始实物的建造组装。

3 空间钢结构的升级加固

空间钢结构在建筑业的生态环保方面也具有优势，但是空间钢结构也不是完美的，也是有改进空间的，接下来针对建筑最重要的牢固性对空间钢性质的提升进行分析。

增加空间钢结构中受力节点的数量。空间钢结构在增加了节点数后，空间分跨度变小，再利用图像的结构，降低了材料的受力，增强了稳定性，这种加固方法的优点是，加固操作及设计简单易懂，缺点是，增加了空间占有率，提高了成本。

改变空间钢结构的受力结构。空间钢结构牢固影响条件有荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，通过对受力方式角度的计算，增加支撑形成空间结构并按空间结构验算，加设支撑增加结构刚度或调整结构的自振频率等，以提高结构承载力和改善结构动力特性；也可增设支撑或辅助杆件，使结构的长细比减小以提高其稳定性；在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其他柱列负荷。

粘贴加固法。将复合材料通过粘贴剂与钢材进行粘贴处理，降低了粘贴部位的应力。这种加固法的优点是：因复合材料的原因，粘贴后几乎不对钢材结构产生影响，复合材料具有很好的抗腐蚀性，使空间钢结构更加稳定，复合材料的特殊性使这种加固法能够随时随地进行，不需要进行大范围的施工。复合材料的价格便宜，易携带，适用于任何场地的空间钢结构修复和加固。还有一种与粘贴加固法相似的粘贴纤维增强塑料加固法，因采用的粘贴材料不同，粘贴纤维增强塑料加固法拥有抗潮的特性，但是缺乏对火焰和高温的抗性，但是相较于其他，还是具有耐用和成本低廉的优点而被广泛使用。

空间钢结构的横空出世对中国建材市场产生巨大的冲击，其稳定性和多样性深受企业喜爱。在性能方面还有着很大的探索空间，在进行空间钢结构整体性分析时，越发觉得空间钢结构的优越性，对空间钢结构的应用在我国建筑业进程有着里程碑的代表意义。

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