建筑钢结构的稳定性设计综述

发表时间:2020/8/20   来源:《建筑实践》2020年9期   作者:张纬
[导读] 现阶段,随着我国经济的快速发展,建筑工程中已经广泛的应用钢结构,
        摘要:现阶段,随着我国经济的快速发展,建筑工程中已经广泛的应用钢结构,但是因为每个领域对于钢结构的稳定性需求是不一样的,因此在应用的时候需要设计人员充分的了解钢结构稳定性设计原理,同时根据其相关特点进行加固。如今因为土地资源有限,人口数量不断增加,从而使得高层项目越来越多,如果钢结构稳定性出现问题,会引发一系列的安全事故,因此需要重点加强对其的研究。对此需要根据建筑市场对钢结构稳定性的需求进行分析,采取有效的措施来提高建筑的稳定性。本文通过分析当下钢结构稳定性设计中存在的问题,提出一些改进建议。
        关键词:建筑钢结构;稳定性设计
        引言
        钢结构作为建筑设计中一种主要的建造形式,目前,在大型厂房、桥梁、高层建筑物设计中被广泛应用。钢结构所采用的建筑钢材具有防变形、耐腐蚀、抗震以及符合环保要求等众多优点,因此能够在建筑设计领域得到广泛的应用。建筑工程采用钢结构时,其结构稳定性作为一个至关重要的指标,直接决定了建筑物的质量和使用寿命。本文结合笔者多年的建筑设计经验对建筑工程钢结构的稳定性展开讨论,以对相应问题提供参考。
        1建筑工程钢结构的性能特点
        1.1钢体结构的抗震能力强
        在当今工程结构建造中所施工的钢体结构重点是由钢板料、冷轧的薄体钢板或是热轧类的型钢等金属材料构置出来的,因此其和建筑中的水泥钢筋结构体作比较具有重量小、可塑性强的性能特点。由于此类钢质材料的强度大,具备很好的塑变性,而且其柔韧性更无可比拟,可达到工程建设的技术标准要求,故此其在当今的工程建筑领域得到了广泛而深入的应用。
        1.2钢体结构的建筑施工精度高
        在工程项目的建造施工中,需依照建筑结构的具体功能状况来选取最适合实际需求的不同类型的建筑材料,实施最科学高效的工程建设。倘若是大跨度型的建筑结构,则最适于选取钢体组成结构,由于此类钢体材料的组成结构具备很强的韧性及塑变性。倘若建筑物本身需求极高的稳固性能,那样即应毫不犹豫的选用此种钢性的组成结构,由于此种钢质材料的应力表现具备较宽的弹性范围,故此倘若建筑工程需要获取非常精准的施工效果,那么此种钢质建筑在受到应力作用的状态下和工程力学衡算结果比较吻合,和水泥建筑结构体相比较具有更强的精准性,因此适于在工程上大力采用。
        1.3钢体结构的施工过程便捷
        建筑性钢体结构的构置过程极为简便,由于其全部是由钢板材料、冷轧薄体钢板或是热轧式钢质材料构置而得的,因此在其施工作业中所选用的工程材料极为单一,构置的方式亦很简洁。此类材料的工程强度及促成密度较水泥结构体高,然而其重量却小的多,故此倘若是在同等跨度且需承受同等样强度的状态下,钢质结构较水泥结构的重量是轻得许多,由此使建筑材料的倒运费用实现大幅度降低。
        2在设计中考虑的钢结构失稳的自身因素
        钢结构稳定性也会受到自身稳定性的影响,因此进一步加强对其的研究非常有必要,从而才能够更好的确保其达到要求,在这个基础上需要采取有效的措施进行防护。1)钢结构自身的原因。钢结构的纵向稳定会受到支撑系统的影响,例如钢结构钢柱之间存在一定的支撑力,其会受到风力、地震等方面的影响,从而直接影响到钢结构的屋架上的负载力。而对于钢结构横向问题的主要是确保其框架和排架刚度必须要达到标准要求,例如钢结构水平传递的负荷。如果钢结构自身不能受到平衡状态的影响,就会直接影响到整体的稳定性。2)钢结构内容主要有杆件、板件,而稳固行直接受到刚度影响,钢结构构件杆件的长细比及杆件的高厚比的系数会直接影响到整体的稳定性,当钢结构受到压力的影响时,就会使得稳定性受到直接影响。


        3钢结构稳定性设计的关键要点
        3.1受力设计
        钢结构的一个最重要的指标就是其受力水平,在进行设计时,钢结构的承重负载能力为首先考虑的问题。钢结构体系一般要承受自重及各种设备的重力荷载,相关人员的操作荷载,以及环境荷载如风雪地震等,对这些荷载进行准确的统计和加载是结构设计的重要一环,也是结构稳定分析的前提。在建筑工程实践中,钢结构也是建筑物外围的一种常用结构,对建筑物的围护体系起到受力支撑作用。在建筑物整体设计中,钢结构的使用尽量遵循对称原则,其目的是让每个钢结构均匀地承受整个建筑物的作用力,防止个别钢结构承受压力过大或过小。钢结构不同部位的受力特点要在设计中体现出来,避免因考虑不足而出现失稳状况。最后,钢结构的具体施工操作也非常重要,现场施工人员必须按照设计图来严格执行,尽量减少施工误差,加强部门间相互配合,严格依据标准进行施工,加强细节管理。
        3.2确保工程施工的合理性
        在对于建筑钢结构设计当中,首先需要强化对钢结构科学合理的布局,以此来有效的满足钢结构整体或者局部对稳定性的要求,从而将稳定性合理的提升。现阶段,在很多钢结构建筑来讲其基本上都是按照平面体系来实现设计的,所以在工程当中也采用框架结构。为了确保平面结构在实际的应用中不会产生失稳,这就需要对结构实施处理,对支撑构件进行增加,将建筑的稳定性提升。并且,相对于平面结构的稳定性在计算中也需要和结构布置确保一致。
        3.3建筑钢体结构稳固性能的设计特征
        在建筑钢结构的稳定性设计过程中,必须先了解设计过程中的特点,只有这样才能保证工程设计的整体质量。首先,在钢结构稳定性的设计过程中,要在钢结构的整体上进行充分分析,保证各个钢件的稳定性。在钢结构稳定性的设计过程中,轴心压杆的稳定性计算通常采用折减系数法或是临界压力求解法。
        3.4建筑工程中钢结构稳定性设计的防腐设计
        建筑工程钢材腐蚀目前主要分为了两种形式,对于各个形式都会进一步降低钢材的强度和耐久性,因此进一步加强防腐设计非常重。如今钢结构的腐蚀主要方式是涂装防锈漆,根据建筑工程的具体情况和施工要求进行,同时需要充分的考虑防腐设计的保养以及维护方法,从而能够对涂装进行选择,包括半永久性和永久性。在进行防腐设计的时候还需要加强市场防腐等级的选择,根据地区以及施工环境方法进行防腐方案的选择,从而能够有效的确保整体的防腐设计稳定性,更好的确保钢结构稳定性能。
        结语
        综上所述,在建筑工程中加强钢结构设计的稳定性与设计要点分析是很有必要的,我国建筑工程的不断发展使得钢结构在建筑工程中的应用也越来越普遍,钢结构也随之成为建筑结构领域中的重要角色。建筑钢结构设计过程中,应该对建筑钢结构进行多方面综合设计,保障建筑钢结构的安全性与稳定性,使得我国的建筑事业不断稳定持续发展。
        参考文献
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