建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性與設(shè)計要點探究

白瑞雪 于乃浩

（匯智工程科技股份有限公司，山東 青島 266000）

現(xiàn)在我國建筑行業(yè)的發(fā)展情況逐漸趨于良好，而且建筑工程建設(shè)的規(guī)模也得到了很大程度的完善。其中鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)得到了很多建筑公司的使用，因為鋼結(jié)構(gòu)的施工工期相對來說比較短，而且使用的時候其經(jīng)濟(jì)效益相對來說也比較高，所以得到了施工人員的廣泛使用。

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計穩(wěn)定性簡論

在大多數(shù)建筑工程項目中，鋼結(jié)構(gòu)的形式以及組成鋼結(jié)構(gòu)的材料等都是具有多樣性的，所以如果設(shè)計人員想要使鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到保障，那么首先在結(jié)構(gòu)設(shè)計的環(huán)節(jié)就一定要對承載能力進(jìn)行高質(zhì)量的設(shè)計工作，同時還要全方位的分析鋼結(jié)構(gòu)使用過程中應(yīng)力方面的情況，最后最為重要的就是一定要根據(jù)實際施工情況對鋼結(jié)構(gòu)的材料以及構(gòu)件等進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，只有這樣才可以對鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性做出有力的保障。現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)在實際的建筑工程項目中已經(jīng)逐漸變?yōu)榱耸┕と藛T最經(jīng)常使用的結(jié)構(gòu)，工作人員在對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的過程中不僅要分析建筑使用過程中的實際載荷情況，更重要的還是要根據(jù)具體結(jié)構(gòu)選擇合適的材料，在最大程度上降低鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)承載能力不足的現(xiàn)象，同時也使變形問題出現(xiàn)的概率減少，在這樣的情況下，總體結(jié)構(gòu)也就不會出現(xiàn)與坍塌相關(guān)的問題。最后施工人員再對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的過程中，一定要注意做好細(xì)節(jié)性的工作，以便結(jié)構(gòu)之間的應(yīng)力平衡可以得到保障，在最大程度上保證每一個部位的設(shè)計質(zhì)量，使整個鋼結(jié)構(gòu)都具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性。

2 建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計要點

2.1 荷載設(shè)計

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要注重結(jié)構(gòu)的對稱性及上下貫通性，減少扭轉(zhuǎn)等情況的發(fā)生，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的連貫性和穩(wěn)定性。通常情況下，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計會以L型或T型為準(zhǔn)，并對外圍結(jié)構(gòu)實施加固處理，以增大鋼結(jié)構(gòu)的抗扭曲變形能力，保證鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量，保障其性能的發(fā)揮。另外，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計上，為了減少問題，降低設(shè)計難度，設(shè)計人員可從結(jié)構(gòu)剛度、結(jié)構(gòu)中心設(shè)計及幾何圖形設(shè)計等方面進(jìn)行綜合考慮，合理規(guī)劃鋼結(jié)構(gòu)類型，確保其穩(wěn)定性。在扭轉(zhuǎn)設(shè)計上，設(shè)計人員需要對水平承載力進(jìn)行綜合考量，深入分析影響鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度或性能的特殊因素，以保證鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。例如，在剪支梁的抗彎強(qiáng)度設(shè)計，不動鉸支座除了要做到水平面內(nèi)的有效移動以及阻止位移現(xiàn)象產(chǎn)生，還需具備阻止梁繞縱軸扭轉(zhuǎn)帶來隱患的能力，并加強(qiáng)水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動與梁端截面的自由翹曲，提升簡支梁設(shè)計的穩(wěn)定性，進(jìn)而達(dá)到最終的設(shè)計要求。

2.2 防火設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計主要是通過耐火材料及防火涂料的合理選用來實現(xiàn)的。在鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計中，首先要根據(jù)工程建設(shè)的防火等級及防火種類進(jìn)行合理的規(guī)劃布局，確定鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計所需的材料及涂料類型，之后按照規(guī)范要求，開始耐火材料及防火涂料的選用。防火涂料的選擇一般以厚度較厚、黏結(jié)強(qiáng)度以0.05MPa以上的材料為主，鋼結(jié)構(gòu)外包防火材料則以硬質(zhì)的防火性板材為主。而防火涂料的選擇，要按照防火指數(shù)要求合理選購及涂抹，從而優(yōu)化各節(jié)點部位的防火性能，避免問題的產(chǎn)生。在鋼材的選用上，也要注重耐火性能的檢查，降低火災(zāi)對材料帶來的影響，保證建筑工程質(zhì)量。此外，吊頂設(shè)計也是需要重點考慮的內(nèi)容。在鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計中，可通過多種方案的對比研究，確定最終的設(shè)計方案，進(jìn)而優(yōu)化建筑整體防火性能。

2.3 防腐設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)腐蝕類型主要分為化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕兩種形式，這兩種腐蝕現(xiàn)象均會使鋼結(jié)構(gòu)耐久性與強(qiáng)度受到影響，因此對于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，還需要保證防腐設(shè)計合理性。借助防銹漆涂裝可以保證鋼結(jié)構(gòu)腐蝕現(xiàn)象得到有效控制。基于建筑施工與工程經(jīng)濟(jì)情況考慮，開展防腐設(shè)計時，需要對維護(hù)與保養(yǎng)情況加以分析，以合理確定采用半永久性或是永久性涂裝形式。設(shè)計前應(yīng)該認(rèn)真執(zhí)行鋼材防腐的市場調(diào)查工作，各個地區(qū)需要結(jié)合自身氣候條件等因素合理制定防腐方案，進(jìn)而保證建筑項目質(zhì)量得到充分提升。

2.4 穩(wěn)定性設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計中，失穩(wěn)度和整體剛度的參數(shù)確定主要是以臨界壓力求解法和折減系數(shù)法得出的。且在實際設(shè)計中，還要對鋼材的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢測，確保滿足鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的設(shè)計要求。在臨界值確定中，當(dāng)F=Fn時，鋼結(jié)構(gòu)的彎曲性能趨近于零，這就需要對鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題予以調(diào)整。而在彈性穩(wěn)定計算中，可應(yīng)用二階分析方法完成對柔性構(gòu)件變形能力的分析和掌握，且在迭加原理下，準(zhǔn)確計算出彈性穩(wěn)定值，從而加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計的合理性。

3 結(jié)語

綜上所述，建筑工程施工中，鋼結(jié)構(gòu)以建筑高度高、結(jié)構(gòu)跨度大、形式多樣化、施工安裝快捷、施工周期短、投資少回收快、能方便滿足工藝生產(chǎn)的需要等優(yōu)越性深受青睞。在對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計過程中，需要全面考慮建筑工程實際建設(shè)情況，注重對細(xì)節(jié)要點的合理控制，全面落實設(shè)計方案，保證鋼結(jié)構(gòu)整體安全性和穩(wěn)定性，通過對鋼結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用，可以有效保證居住者的人身安全和財產(chǎn)安全，為建筑工程事業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。