【摘要】近些年来,建筑行业正在随着社会经济的发展和科学技 术的进步而迅猛的发展,人们对于其质量安全与稳定性也有了更高的 要求。在建筑工程中,建筑的主体结构多为钢结构,这类结构具有抗 震强度高、施工速度快、结构性能好、工程造价低等优点,受到了人 们的广泛关注。虽然钢结构现今的发展非常快速,但是其在实际的使 用过程中还是会暴露出一些问题,从而影响到了整体建筑的稳定性, 为此,就需要重视建筑工程钢结构的稳定性设计,以便保证城市居民 的人身安全与财产安全。基于此,本文将详细的探索建筑工程钢结构 的稳定性设计方式,希望可以为相关从业人员带来有效的帮助。
【关键词】建筑工程;钢结构;稳定性设计
随着城市化进程的不断推进,人口数量的与日俱增,越来越多的 高层建筑和大型建筑被建设出来,以便满足人们越来越高的要求。现 今的建筑工程主要结构乃是钢结构,对于钢结构的设计主要点便是稳 定性要强,只有保证了钢结构的稳定性设计,才能提高建筑工程整体 的结构稳定。为此,相关的设计人员就需要依据结构设计的基本原 则,确保每个结构的稳定性都符合标准,并不断的优化与改进设计方 案,以便提高钢结构的整体稳定性与安全性。但是现今的钢结构稳定 性设计还不够成熟,其中还存着很多的问题,这就需要我们加强对建 筑工程钢结构稳定性设计的探索力度,从而才能确保建筑工程的结构 稳定性和施工质量。
1、建筑工程项目的钢结构稳定性设计要点
1.1 长细比的选取
长细比越大,结构稳定性越差,钢结构设计规范根据构件受力情 况规定有限制,这里特别要强调的是计算长细比所用到的构件计算长 度,不可单纯地理解为构件长度,计算长度与构件端部的连接方式有 关,如固接、铰接、链接、自由等。
1.2 阻尼比的选择
阻尼比是结构的动力特性之一,阻尼比越大,则结构稳定性越 好,正确地选取阻尼比是结构稳定与否的关键。钢结构阻尼比标准如 下:多遇地震下的计算,高度不大于 50m 时取 0.04;高度大于 50m 且小于 200m 时,可取 0.03;高度不小于 200m 时,宜取 0.02。当偏 心支撑框架部分承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的 50% 时,其阻尼比取值可在上述情况下相应增加 0.005。在罕遇地震下的 弹塑性分析,阻尼比可取 0.05。
1.3 电算结果的人工调整
1.3.1 强剪弱弯
能够破坏钢结构稳定性的有两种情况,一是“弯曲破坏”,其是延 性破坏,可以被及时的预防或修整,例如开裂或下挠等;另一个是“剪 切破坏”,这是一种脆性的破坏,没有预兆,瞬时发生,更加无法被防 范。所以我们要避免发生剪切破坏,在钢结构稳定性设计中合理的增加 抗剪强度,并科学的调整剪力,以便提升钢结构的稳固性与安全性,促 使钢结构建筑部件在承受水平力的受力点更加理想化、合理化。
1.3.2 强柱弱梁
钢结构设计主题思想是柱子不应先于梁破坏,因为梁破坏属于构 件破坏,是局部性的,柱子破坏将危及整个结构的安全,可能造成整 体倒塌,后果严重。所以我们要保证柱子更“相对”安全,故要进行 “强柱弱梁”的结构调整。强柱弱梁侧重于加强建筑设计中柱与梁之 间的和谐性与整体性。在建筑工程设计中运用强柱弱梁设计可以有效 缓解钢结构整体的变形与损害,对钢结构整体完整与稳定起到相对的 保障效果。通过实施强柱弱梁设计,即便钢结构整体由于外力作用产 生变形后,也能够在较短时间内迅速恢复原形,使钢结构整体能够在 建筑工程中更好地发挥其效果。
1.3.3 强节点弱构件
结构设计首先必须考虑节点的承载力,因节点失效意味着与之相 连的梁与柱都失效,结构也坍塌失效,首先需从梁端设计内力出发,按照“强节点弱构件”设计原则进行内力调整;其次需采取必要的技术措施,如采用削弱梁端,保证结构发生破坏前框架梁能出现明显的塑性变形,达到消耗地震能量的作用;采用梁翼缘对应的柱位置设置加劲肋,避免集中应力过大;采用节点加焊盖板或在梁下翼缘加掖,使节点抗弯承载力大于梁全截面承载力;翼缘焊缝的冲击韧性需满足规范要求。
2、建筑工程项目钢结构稳定性设计的注意事项
2.1 钢材本身质量对钢结构稳定性的影响
首先决定钢结构稳定性的重要因素是钢材本身的质量,钢材本 身质量的密度与组织结构都对钢结构稳定造成较大影响。由于目前我 国钢材市场相对混乱,缺乏相关的规划标准与市场管理,其中不乏大 量低劣钢材流入市场,对钢材市场与建筑工程造成了较大的冲击与影 响。在对施工钢材进行选购中,缺乏相应的质量把控观念,使质量不 符合标准的钢材投入施工现场,更对建筑工程中钢结构稳定性造成了 相对威胁,进而大大影响了建筑工程中钢结构稳定设计的初衷。
2.2 钢结构整体性能的发挥
钢结构在建筑工程中作为一个有机整体,首先应该加强钢结构稳 定整体观念,不能单一片面地认为钢结构部分出现问题,而将钢结构 的稳定性整体抛开。即使在钢结构内部较为细小的部位出现质量或不 稳定问题,相关技术施工人员都应该加以重视,必须将小问题当成大问题去对待。因为细小环节的问题极易造成钢结构整体稳定性的重大问题,容易对日后建筑工程的质量与安全埋下隐患伏笔 。因此,发现问题应该及时上报处理,杜绝“得过且过、麻痹大意”等消极工作态度。
2.3 加强钢结构焊接作业
钢结构稳定性是钢结构整体稳定性的重要基础保障,对建筑工程 质量的稳定与安全起着至关重要的决定性作用。在进行工程施工中,相关技术人员应该定时对钢结构稳定性进行检查,提升相关施工工艺,尤其是焊接工艺。因此,在对钢材进行施工作业中应该检查焊点与焊接处是否存在漏焊与腐焊现象,进而从源头上保证钢结构整体的稳定性。
3、建筑工程项目钢结构稳定性设计的方案
3.1 结合现场施工情况合理分析设计
由于我国建筑工程施工现场环境复杂多变,钢结构在应用中出现 诸多弊端。因此,首先应该根据工程施工现场的实际情况,通过对现 场地质、环境与工程需求进行认真研究考量,准确掌握了解建筑工程的结构受力程度,根据建筑工程结构的最大受力程度,精确测算出相应的负载荷数值。另外,相关技术人员应该提前对建筑工程在施工过程中可能产生的变形与下沉问题进行预测与分析,然后根据相关数据进行整理与研究,进而采用一种适应该建筑物的钢结构稳定性设计方案 。
3.2 动力稳定性与静力稳定性方案
在我国建筑工程施工中,通常采取动力稳定性与静力稳定性两种 钢结构稳定性设计方案。首先动力稳定性方案主要是针对建筑工程内 部钢结构的承载能力,通过对其承载能力的测试与掌握,设置相应的 载重荷数值,在受到外力的冲击下,可以承受一定的承重压力,进而 保证了钢结构整体的稳定性。其次静力稳定性方案是指建筑物已经遭 受到外部力量的严重冲击,造成了钢结构整体失衡,导致了钢结构整 体出现了变形与损坏。之后相关设计人员通过对受力点与压力强度的 分析,进行科学、合理的平衡计算与研究,并制定相应的补救措施, 使建筑结构可以重新恢复到原始平衡结构状态,进而提高了建筑工程 钢结构的整体稳定性 。
结语:
总而言之,随着建筑行业的积极发展,建筑工程数量与规模的日 益扩大,钢结构的应用范围也开始越来越广泛,其不仅适用于轻钢结 构和大跨度结构,还可以在高层建筑、钢结构和混凝土结构中有着良 好的表现。为此,保障钢结构的稳定性设计就显得非常重要了,这样 才能提升结构的整体抗震性能和空间应用效果。在建筑工程中进行钢 结构稳定性设计,一定要结合我国工程施工现场实际情况,不断的优 化现有的钢结构稳定性设计方式,并制定出科学、合理的优化策略与 方案,从而为建筑工程的整体质量提供良好的保障。
参考文献:
[1] 建筑工程项目中钢结构设计的稳定性探究 [J]. 韩仁宽 . 黑龙江科技信息 .2016(34)
[2] 对钢结构工程安装技术的探讨 [J]. 王鹏义 . 黑龙江科技信息 .2012(34)
[3] 解析影响钢结构稳定性设计的一些因素 [J]. 彭骏 , 杨海明 . 中华民居 ( 下旬刊 ).2014(01)