科技日报记者 孙 越通 讯 员 李 健 陈松林
近日，记者跟随中建三局中原公司建设者，来到已投入使用的鹤壁工程技术学院新校区图书馆。该建筑是河南省空间跨度最大的图书馆，采用“古今交融”的独特理念与一系列现代化技术建造。
“这个工程是全国首例整体装配率达79%的全钢结构图书馆，建设过程中最大的技术挑战就是实现‘四面起拱’超限大跨度空间。”该项目负责人宋阳阳介绍道，“为此，我们研发了‘上挂下撑’组合转换大跨钢结构体系。”
这是一个怎样的体系呢？它创新性地将竖向荷载进行“拆分”，下部四层阅读区由跨度达46米的巨型拱形桁架支撑，形成开阔无柱的纯净空间；而上部五至六层则采用吊挂方式，悬挂于顶部桁架之下。这一巧妙设计，成功将拱脚推力降低90%，极大提高了该建筑在高烈度抗震设防地区的结构可行性与安全性，实现了建筑美学与结构力学的完美统一。
“为将这一复杂设计变为现实，我们可没少下功夫。”该项目总工程师陈松林看着眼前的图书馆回忆道。针对大跨度拱形桁架，项目团队研发了免支撑原位拼装技术。该技术通过将单榀拱拆分为稳定的人字形单元逐步安装，节省了大量临时支撑，保障了安全与效率。对于上部吊挂楼层，团队则创新采用单杆支撑逆作施工技术，在拱顶设置临时支撑后，自下而上逆序施工，最终形成完整的“上挂下撑”体系。项目全过程辅以MIDAS GEN、YJK等软件模拟分析和应力应变实时监测，确保了施工精度与结构安全。同时，项目创新应用了新型反肘节式位移放大机构与摩擦阻尼器，附加阻尼比高达4.1%，为这座大型公建提供了卓越的消能减震保障。
“你看这个建筑的外立面，就像一只仙鹤张开双翼——中间通透、两端渐变。这得益于我们采用的‘干扰点+函数’参数化模拟控制技术。”陈松林说道。该技术通过设定中心原点与数学函数，精准控制每一块单元幕墙中玻璃与铝板的面积比例，实现了设计逻辑的可视化与建造的精准化。
“项目的这些技术成果已纳入古今交融高校图书馆现代化演绎建造关键技术这一套完整的技术成果体系内，共获得省部级科学技术奖2项，授权发明专利2件、实用新型专利8件，获得省级工法7项，发表核心期刊论文3篇，并参编地方标准1部。项目的高品质建成，赢得了业主与社会各界的高度赞誉。”宋阳阳说。
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