建筑工程項(xiàng)目中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性探究

王欣

摘要：隨著我國(guó)綜合實(shí)力的不斷提升，社會(huì)各行業(yè)各領(lǐng)域都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。而面對(duì)現(xiàn)代化城市建設(shè)進(jìn)程逐漸加快的情況，建筑行業(yè)積極實(shí)施改革和創(chuàng)新，從而提升自身競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，滿足社會(huì)發(fā)展需要。本文針對(duì)建筑工程項(xiàng)目中的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性，展開了合理的分析和研究，從而找尋到有效提升鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的措施。

關(guān)鍵詞：建筑工程;鋼結(jié)構(gòu);穩(wěn)定性;探究

1? 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量的科技成果運(yùn)用到了社會(huì)生產(chǎn)中，其中在建筑領(lǐng)域中，新型的建筑材料投入到建筑工程中，這極大的提升了建筑行業(yè)的發(fā)展。而鋼結(jié)構(gòu)作為新型的建筑方式，已經(jīng)成為現(xiàn)代工程項(xiàng)目建設(shè)的重要組成部分，其具有眾多的優(yōu)點(diǎn)例如，施工周期短、施工工序簡(jiǎn)單、抗震性能強(qiáng)和自重輕等。但是由于鋼結(jié)構(gòu)建筑方式還處于開發(fā)階段，所以在工程建設(shè)中含存在著諸多問題，例如鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題，就是嚴(yán)重影響鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展的重要因素。因此，為了使鋼結(jié)構(gòu)建筑方式更好的服務(wù)于社會(huì)，就應(yīng)該針對(duì)其穩(wěn)定性，進(jìn)行合理的改進(jìn)和創(chuàng)新，從而使鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性符合現(xiàn)代建筑的要求。

2? 鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的原因分析

建筑工程中的鋼結(jié)構(gòu)在受到外界因素的影響下，能否快速的恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，被稱之為鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。眾所周知，建筑物在外界因素的作用下，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，從而使整體建筑物的結(jié)構(gòu)受到損傷，這不僅會(huì)影響建筑物的使用壽命，還有可能導(dǎo)致建筑物發(fā)生倒塌。因此為了保證鋼結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性，必須對(duì)其失穩(wěn)原因進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究。

2.1? 鋼結(jié)構(gòu)疲勞破壞導(dǎo)致失穩(wěn)

鋼材在長(zhǎng)期的荷載作用下，會(huì)產(chǎn)生疲勞破壞現(xiàn)象，而疲勞破壞通常一會(huì)發(fā)生在鋼結(jié)構(gòu)和鋼構(gòu)件中，此種現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重影響建筑工程的質(zhì)量。而在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)疲勞分析中可以得出當(dāng)循環(huán)次數(shù)N<105時(shí)，可以稱之為低周疲勞，當(dāng)N>105時(shí)可以稱之為高周疲勞。例如，在建筑工程實(shí)際施工中，吊車梁、橋梁等都長(zhǎng)期的受到了荷載作用，所以循環(huán)應(yīng)力通常會(huì)超過105，此種狀態(tài)下的鋼結(jié)構(gòu)處于疲勞破壞狀態(tài)中，因此會(huì)導(dǎo)致建筑工程出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。另外，鋼結(jié)構(gòu)疲勞破壞還會(huì)受到鋼材質(zhì)量的影響，當(dāng)鋼材質(zhì)量部符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就會(huì)使鋼材的抗疲勞性能減弱，從而使鋼材不具備較強(qiáng)的承載力。此外，影響鋼結(jié)構(gòu)疲勞破壞的原因還有很多，例如鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工時(shí)存在缺陷、結(jié)構(gòu)構(gòu)件中較大應(yīng)力集中區(qū)等。

2.2? 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件局部穩(wěn)定性較差導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)

2.2.1? 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性不滿足建筑要求。例如T型和槽型等截面的翼緣寬厚比和腹板的高厚比大于限值時(shí)，就會(huì)發(fā)生局部失穩(wěn)。因此，為了保證構(gòu)件局部穩(wěn)定性滿足要求，就應(yīng)該特別注意組合截面構(gòu)件的設(shè)計(jì)方式。

2.2.2? 局部受力部位加勁肋構(gòu)造措施不合理。當(dāng)構(gòu)件的局部位置受到外力時(shí)，而沒有設(shè)置支撐加勁肋，從而使外力直接作用到較薄的腹板，進(jìn)而造成了鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件局部失穩(wěn)現(xiàn)象。另外，如果鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件運(yùn)輸單元的兩端，以及較長(zhǎng)構(gòu)件的中間沒有設(shè)置橫隔時(shí)，截面的幾何形狀難以保持不變，并且容易導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定性，從而發(fā)生局部失穩(wěn)的現(xiàn)象。

2.2.3? 吊裝時(shí)吊點(diǎn)位置選擇不合理。在建筑施工中時(shí)長(zhǎng)需要進(jìn)行吊裝作業(yè)，而在進(jìn)行吊裝作業(yè)時(shí)，由于吊裝人員的疏忽大意，會(huì)導(dǎo)致吊點(diǎn)的選擇有失合理性。在這種情況下，會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)局部位置造成較大的壓應(yīng)力，如果鋼結(jié)構(gòu)具有較大自重時(shí)，就會(huì)造成局部失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生，甚至?xí)逛摻Y(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重的變形。因此鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該在圖紙上標(biāo)注出吊點(diǎn)的位置，同時(shí)還要對(duì)吊裝作業(yè)的施工方法，進(jìn)行詳細(xì)的注解，從而保證開展吊裝作業(yè)時(shí)，不會(huì)造成鋼結(jié)構(gòu)局部失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生。

3? 鋼結(jié)構(gòu)建筑穩(wěn)定性設(shè)計(jì)改進(jìn)措施

3.1? 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則

首先，結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)和布置，必須結(jié)合整個(gè)建筑體系和組成部分的穩(wěn)定性要求。現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行平面設(shè)計(jì)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要確保平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的出平面穩(wěn)定計(jì)算，和結(jié)構(gòu)布置保持一致[3]。其次，鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中應(yīng)該保證結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖與實(shí)用計(jì)算方法所依據(jù)的簡(jiǎn)圖保持一致。這一點(diǎn)對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)具有重要意義，簡(jiǎn)圖如果不同，就會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)誤差，所以設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)，要明確簡(jiǎn)圖的準(zhǔn)確性，并且要嚴(yán)格按照簡(jiǎn)化要求進(jìn)行簡(jiǎn)化，以免造成鋼結(jié)構(gòu)建筑失穩(wěn)。最后，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還應(yīng)該保證設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和細(xì)部構(gòu)造，這兩者的穩(wěn)定計(jì)算要相互配合，并且要具有一致性。

3.2? 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況合理的進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)該對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察，從而使設(shè)計(jì)師能夠全方位的了解現(xiàn)場(chǎng)情況，從而有效的結(jié)合實(shí)際完成鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)方案。而通過施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地考察可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、地質(zhì)和工程需求，進(jìn)行一定的了解，從而為增加鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提供依據(jù)。另外，工程建筑設(shè)計(jì)人員，在制定設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)該針對(duì)施工過程中，有可能造成結(jié)構(gòu)變形和下沉的因素，實(shí)施有效的預(yù)防措施，并且根據(jù)預(yù)測(cè)分析對(duì)設(shè)計(jì)方案實(shí)施有效的整改。

3.3? 不同的建筑應(yīng)該采取不同的設(shè)計(jì)方法

現(xiàn)代工程項(xiàng)目具有復(fù)雜多樣的特點(diǎn)，并且工程項(xiàng)目的職能也不同，所以在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)該根據(jù)工程項(xiàng)目的職能，以及建設(shè)過程中的要求，采取與之相應(yīng)的設(shè)計(jì)手法，從而保證工程建筑的安全性和可靠性。例如，鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，與建筑的高度密切相關(guān)，在我國(guó)建筑行業(yè)中，通常十二層以下的建筑可以采用鋼結(jié)構(gòu)，并且在采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該將建筑設(shè)計(jì)成對(duì)稱的形式，從而可以提高建筑的穩(wěn)定性[4]。另外，由于現(xiàn)代建筑越來越復(fù)雜，所以在設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)復(fù)雜的計(jì)算和布局，可以充分的利用相關(guān)的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件，以此提升設(shè)計(jì)質(zhì)量和精準(zhǔn)度。

4? 結(jié)語

綜上所述，建筑工程項(xiàng)目中鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，是決定整體建筑的基礎(chǔ)。由于鋼結(jié)構(gòu)具有眾多的建筑有點(diǎn)，所以在建筑行業(yè)中得到了良好的運(yùn)用，但是由于穩(wěn)定性的限制，嚴(yán)重阻礙的鋼結(jié)構(gòu)建筑方式的發(fā)展。為有效提升鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，就需要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行相應(yīng)的改革，同時(shí)為了提升設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量和精準(zhǔn)性，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)該多去施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察，然后針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)有可能出現(xiàn)的問題，在設(shè)計(jì)方案上實(shí)施有效的避免措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]季園園，楊潔.建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性與設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].中國(guó)住宅設(shè)施，2020（01）：12-13.

[2]彭聲美.標(biāo)準(zhǔn)化建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性與設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2017（20）：167-168.

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[4]郭憲剛.淺議建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（12）：90.