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摘要：钢材是我国建筑业的常用原材料之一，尤其是广泛应用在大跨度建筑项目之中。大跨度钢结构的优势在于延伸性能好且造价低廉，因此为了保证大跨度钢结构在投用中发挥出自己的作用，就要在设计中严格遵照行业的标准，对建筑物的结构有深入的了解，从而设计出合适的大跨度钢结构。本文将从性能的角度出发，对大跨度钢结构的设计作出研究。
关键词：性能；大跨度钢结构；设计研究
前言：随着钢结构在施工组织技术领域中的不断应用，其与普通的钢结构构件相比较，大跨度的钢结构具有一系列的有点，比如跨度大、刚打大、承载能力强等。然而大跨度的钢结构在设计过程中，需要充分结合现实的施工组织经验，按照严格的质量控制规范和结构设计规范的要求进行相应的设计。由于大跨度钢结构的几何与非线性材料影响较大，所以，需要设计人员要更加关注这一问题，并进行有效的考量和分析，进而使得基于性能的大跨度钢结构设计方法更为合理，符合相关的结构设计规范。
1基于性能的大跨度钢结构设计理论分析
1.1性能化设计理论分析
性能在建筑构件或者建筑设施中的含义指在对工程实际施工内容的方法进行充分利用的基础上，进行施工组织设计的过程。在进行大跨度钢结构施工过程中，施工作业技术管理人员在一般情况下，在施工前会依据施工组织设计的相关规范与要求，展开详细的分析与计算，并对大跨度钢结构施工性能体现在不同施工条件下做出有效的预测，以此来对大跨度钢结构的整体施工提供有力的保障。
1.2结构的几何及材料非线性计算分析
在工程施工领域中，随着大跨度钢结构的不断应用，也需要相关设计工作人员对其结构的整体性能体现进行详细的计算分析，以此来更好的服务施工组织设计，获得基于性能设计大跨度钢结构的最佳方法。基于钢材的本身特性，在事实上，能保证钢结构设计可以按照相关的应力变化，在达到屈服荷载前，呈现出明显的几何非线性变化。而根据相关屈服状态和应力反应分析得出的就是这种几何的非线性性质变化原理。
基于以上的情况，在进行相关的大跨度的钢结构施工组织设计过程中，要充分考虑到整个结构构件的整体性能，利用传统的设计方法，比如采用平面和线性假设等的方法已经完全无法适应整个大跨度钢结构设计的需要。因而需要相关的设计人员要相应的增加几何非线性设计的承载力分析，从实际的钢结构工作效果来看，一旦其在作业过程中达到承载力的相应的极限值以后，其明显的屈服状态就会进而体现，而材料的有关性能也在随着整个塑性的角度去发展，表现出来的是材料的非塑性特征。
为此，设计人员需要加强对于几何非线性和材料非线性相互藕合的双重非线性的考量，在设计的操作过程中需要借助有限元方法，实现对结构大位移弹塑性过程的分析和计算。随着大跨度钢结构的不断应用及设计方法的研究，相关的设计软件凭借着其自身的优点，获得了相关设计工作部门的认可，并广泛的运用在设计作业的过程中，从实际的应用角度去考虑，此软件的投入使用是整个大跨度钢结构应用及设计的基础，也是未来发展的主要趋势。
2钢结构的选材参数比较分析
刚结构选材一般要结合实际的工程案例，选材的主要原则一般就是要选择理想的弹性体材料，且钢材在一般情况下，都会在屈服点之前的性质上具有非常明显的弹性体，但是在相应的屈服点之后，钢材的屈服性能就会有所变化，变化的方向就是按照塑性体的方向进行。目前按照工程实际选材的标准分析，大部分工程对于钢材料的选择一般都是低碳钢，其最大的塑性应变值大约是弹性屈服值的200倍之多，这种钢材在应用过程中要十分注意的是，其在钢材的组织结构进行相应的变化过程中，往往会进行较大的形变，从而能够很好的满足结构塑性变化的相关要求。
从实际工程分析，工程施工过程中，一旦大跨度钢结构的钢材出现了一定程度的形变之后，其自身的功能性就会发生相应的变化，且变化的时间段时不固定的，具有一定的偶然性。
基于此，在实际工程的施工组织设计中，设计人员和采购人员一般会选择使用抗压能力较强的钢材，从而强化其性能，保护整个大跨度钢结构施工的稳定性及风险的可预见性，从而为顺利的完成大跨度的钢结构施工做好相应的准备工作。在实际的设计操作过程中，需要确保各项操作满足钢材弹塑性大变形破坏状态与屈服状态的性能设计指标要求：在强度方面，需要确保强屈比大于1.20，而在变形能力方面，则需要保障延伸率大于20%。相应强度强屈比值和延伸率值都是通过实际的工程施工经验和相关的施工组织设计经验对比分析出来的，具有一定的理论分析参考价值。
3分析大跨度钢结构性能设计
大跨度的钢结构在性能设计上具有一定的施工组织设计原则，要严格按照实际工程的需求和相关的钢结构设计规范进行，从而为施工方在施工过程中的相关施工难题做提前的分析，保证整个施工过程的顺利进行。
3.1分析钢构件变形性能
在对大跨度钢结构外部构造的美观性与完整性进行保证的过程中，要使整个钢结构承载力在规定范围之内，同时不能破坏其美观性，进而保证大跨度钢结构施工组织设计更具有实用性和合理性。
3.2分析钢材构件的承载力性能
为了对大跨度钢结构局部与整体稳定性进行保证，在大跨度钢结构施工组织设计过程中，施工组织设计人员要想进行有效的设计，就必须按照先前制定的设计规范，然后根据设计人员提供的施工图，施工人员进行相应的施工，对于钢结构整体构建的承载力与刚度在施工中需要加强重视，并对钢构建进行相应的指导设计，以此来促进工程的顺利进行。
3.3分析大跨度钢结构变形的能力
在具体设计相应变形过程中，应在工程施工条件与工程情况允许情况下，进行相应的结构预制刚度较小的大跨度结构，并施加预应力，以此来保证对相应变形能力的规范要求，大跨度钢结构可以很好的适应。
3.4分析大跨度钢结构整体稳定性能
笔者在实际的工作中，总结得出，有很多因素都会影响到大跨度钢结构的稳定性能，同时各种因素间会产生相互影响。因此，需要结合相关的实体机构，例如体育馆和游泳馆等，占地面积和跨度都较大的结构进行有效分析。当大跨度钢结构整体的几何非线性的荷载移动出现相应的变化时，整个钢结构性能变化的重要因素就是收集到的钢结构破坏荷载及变化系数，也是在进行施工组织设计过程中，设计人员重点分析结构体系的稳定承载能力的要点之一。
结束语：
总之，应在充分设计基础上进行大跨度钢结构施工，在日后实际设计与工作过程中，对于钢结构的性能与其参数变化还需要不断进行总结，注重对比相应的数据，并按照相关的钢结构施工规范进行相应的研究。随着工程施工技术的不断创新发展，越来越多的大跨度钢结构被研制出来，为适应现代化建筑的需求，大跨度钢结构必将会获得更加长远的发展，同时也能够在实际的建筑工程中使用大跨度钢结构，而使得整个社会获得更多的经济效益。
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