小议建筑空间结构的特征与优化方法

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一、当前建筑空间结构的特征

1空间结构架构材料丰富多样

在对建筑的空间结构进行架构时，使用的材料越加丰富多样。普通的碳素钢一直以来都是空间网络结构的基础材料，除此之外，架构过程对铝合金和不锈钢等的使用也越来越多见。不锈钢能够防腐，可以用于装饰与承重，所以在门厅、走廊、采光大厅以及装饰雕塑或其他普通装饰中都可以进行广泛应用。铝合金同样有多方面的应用。建筑织物具有较轻的本身重量、自我清洁能力强、高强度、透光性良好、不易燃烧等特点，是一种新近开发的复合材料，其膜结构在我国建筑行业中取得了较大的进展，在建筑空间结构架构中得到了广泛的使用，尤其是在大型体育场的建设中。这一新型材料和技术的使用表明了空间结构架构的过程中可以将最新技术及时应用其中，不断自我更新方法和材料，以科学技术促进自身的发展，而新兴技术也能够有力的推动建筑空间结构架构的新进程。

2受风和地震的影响

空间结构的动力问题是建筑设计的一个重点，建筑设计过程中的控制要点之一就是风和地震。在空间结构建筑织物的膜结构中，由于其变化多样的外形和较轻的自重，所以其动力影响主要来自于风的作用。我国的相关研究中，对空气动力的失稳和横风向共振响应在大跨度的索膜屋盖空间结构中展开的非线性分析取得了一定的成果，但对于膜结构来说，其风振问题较难解决，还需要继续进行研究。而抗震能力是对网壳结构研究的主要内容，随着相关研究的不断深入，目前已经取得了关于网壳结构应对地震水平方向反应的非线性计算静力分析、不同网壳的弹塑性分析等研究成果，推动网壳结构的抗震设计改善工作。在当前建筑中，消极对地震抵御已经不能满足需求［4］，人们更倾向于对其引起的振动进行主动的控制和消减，如目前已经提出的铅芯橡胶板抗震能力研究等消减震能的做法。

3预应力技术在空间结构中可以发挥作用

过去的预应力技术多用于保证悬索结构的受力均衡，而在空间结构中预应力也可以发挥作用。目前，已经对预应力的施加方式、分析极限受力能力及张拉过程进行了研究，并取得了一定的进展。在施工中，将预应力技术施加在网壳或网架工程结构中，可以对相应结构的硬度和刚度进行普遍提高，从而节约钢材的投入。

二、当前建筑空间结构的设计与优化方法

1建立并完善验收制度，确保材料合格安全

建筑材料是所有建筑工程的重中之重，所以必须把控好材料进场控制关，建立相应的材料验收制度并不断加以完善，严格按照相关技术要求对原材料和配件等进行规格和质量的审查，是工程安全顺利展开的必要条件。目前的建筑施工中，在材料进场时，相关负责人一般只查看是否具有出厂证明及合格证，只有当存在明显问题时才会展开进一步的验收工作。而一些原材料可能由于各种原因只能提供合格证的复印件，这时如果没有相应的验收制度，就很容易出现合格证造假问题，导致材料质量无法得到保证。这种情况在钢管材料中较为常见，因为施工过程对钢管的规格和材质有不同的要求，如果只对其规格进行查看而不进行验收，很容易造成材料不符合施工要求的情况。所以建立相应的材料验收制度是非常必要的，是把控好材料关、保证施工安全顺利展开的必要条件。

2加强焊接工艺的管理

焊接是建筑空间结构架构的重要内容之一，图纸和相关规范中对焊缝的质量和焊接而成的构件形状都有一定的要求，只有满足规范的要求焊接的成品才能在建筑中使用，所以需要对焊接工艺加强管理。首先要加强对焊接工人的管理，严格持证上岗制度［5］，保证焊接的技术和质量。同时还要在大型焊接或者在重要焊接部位中先进行焊接试验，确定焊接的方式和工艺流程，保证焊接工作可以顺利进行。

3保证安装用脚手架的刚性

在建筑空间结构中常会用到脚手架进行安装，而且在安装过程中，脚手架会不断增加负荷，所以要保证其刚度以避免变形下沉对安装工作造成不利影响。对安装用的脚手架必须进行科学设计，在投入使用前还要进行试压测试，保证其刚度，杜绝脚手架安全事故的发生，从而保证安装过程的安全展开。

4对涂料的相容性加以重视

为了保证空间结构的寿命和外观质量，同时要满足消防方面的需要，一般要在钢结构外表涂上涂料，其中防火涂料是必须的。所以应该注意不同涂料的相容性，对底层的涂料和防火涂料进行配套使用。

5对支座超差问题和约束条件变化加强重视

建筑施工中对安装钢结构的精度有一定要求，并且允许在适当范围内有所误差［6］。然而相应的误差范围常存在争议，需要根据实际情况确定。部分施工现场工作人员由于对空间结构中支座超差的影响认识不到位，对改变约束条件造成的后果不够重视，所以经常会有支座埋件的轴线和标高相差甚远的现象发生。在实际施工管理中，一定要加强相关工作人员对此问题的重视，避免因设计的约束条件被改变或超差问题埋下安全隐患。

三、结语

对建筑空间结构进行设计和优化离不开施工过程中的质量管控措施。建筑单位要加强施工人员的质量意识，加大教育培训力度，把控好各阶段质量管控工作，为建筑空间结构得以顺利构架打下坚实的基础。（本文作者：吴华 单位：安徽国祯环保节能科技股份有限公司）