建筑工程项目中钢结构设计的稳定性分析

发表时间:2021/7/26   来源:《工程建设标准化》2021年4月8期   作者:翁佳琦
[导读] 随着我国建筑工程行业的不断发展,钢结构设计的稳定性也得到了社会各界的广泛关注。
        翁佳琦
        杭州特瑞姆工程管理有限公司,浙江 杭州 310000
        摘要:随着我国建筑工程行业的不断发展,钢结构设计的稳定性也得到了社会各界的广泛关注。因此在进行建筑工程施工过程中,需要根据实际情况来制定合理有效的设计方案,不断提升钢结构的稳定性,最终保证建筑的安全性能。本文对钢结构进行了简要的概述,并对钢结构设计中的稳定性进行了分析。
关键词:建筑工程;稳定性;钢结构设计
中图分类号:TU391                  文献标识码:A
1 引言
        在建筑工程建设中钢结构的优势明显,实用性较强,不仅能缩短建筑工程工期,还能够提升建筑工程效益。针对钢结构技术在建筑工程中的应用进行研究对于推动钢结构建筑的发展有着重要的现实意义。
2 建筑钢结构
        建筑钢结构的主要组成部分是钢板与热轧钢,材料组合成钢板骨架结构,采用焊接加工操作、铆钉处理等措施开展施工活动,形成较为完善的钢结构框架体系。该类框架体系和之前所采用的传统砖混结构相比,其具备一定的强度,柔韧性较高,硬度也十分好,可以满足具体的结构生产要求和施工工作标准。当前,我国已经开始广泛应用钢结构,将其应用在图书馆施工领域、高层建筑施工领域中,可以保证工程施工的有效性和质量水平。但是,其目前在建筑工程领域中受到诸多因素的影响,钢结构的设计措施和安装技术正处于创新发展的阶段,可通过创新性、创造性的手段促进建筑市场经济的发展,保证工程建设的有效性。
3 钢结构工程的基本特征
        钢结构主要是指利用各类钢材,通过钢材之间的组装、连接而搭建的工程结构。相较于传统的钢筋混凝土结构,钢结构的突出特点在于对大量钢材、钢件、连接件的直接使用。具体来讲,和钢筋混凝土结构相比,钢结构的强度更高,同时在承载力相同的情况下,钢结构本身的重量更轻,空间利用率更高。从稳定性和可靠性角度来讲,钢结构工程受到外界因素的影响更小,可以及时发现存在的质量问题,降低安全隐患。另外,钢结构工程本身主要的工程材料具有可回收性,在工程拆卸之后,可以投入到再次利用之中[1]。从施工过程的角度来讲,钢结构工程的施工流程更简便,涉及的工艺更少,施工效率高,同时质量管理难度更低,可以有效提升工程施工建设管理水平。从工程设计的角度来讲,随着时代的不断发展,现代社会对各类土木建筑工程的造型有更多样化的需求。而得益于钢结构本身良好的稳定性和承载力,在结合预应力技术的情况下,可以满足更多样化建筑工程设计需求。比如,一些追求大空间、大跨度的商场、体育场、会场等建筑,就特别适合使用钢结构施工技术。并且,钢结构工程的塑造能力非常强,可以完成更多建筑造型的打造,优化建筑视觉效果,提升艺术感和美感。从成本角度来讲,得益于钢结构工程本身更为简便的施工方式,以及相对单一的工程材料,这种结构工程的成本相对更低,加以合理利用,可以显著提高工程效益。
4 建筑工程项目中钢结构设计的稳定性措施
        4.1 平面布置与结构选型
        受限于钢结构本身的特性,建筑平面布置通常较为匀称,而且分布规整、凹凸幅度小,否则钢结构很难满足实际需求,将会严重影响施工质量,给建筑的使用寿命、安全等造成巨大威胁。另外在进行钢结构施工之前,还需要对钢构件的应力进行科学计算,充分考虑各类荷载,即便是地震载荷与风向载荷也要进行适当考量。对钢结构建筑的水平位移进行严格控制,如果控制效果不能完全满足预期,则需要通过将建筑分户墙体等作为抗侧力结构的方式,进一步加强对水平位移的控制。


        4.2 工程材料的选择
        显然,钢结构工程施工中,基础工程材料的质量,将直接影响整个工程建设的质量。在现代常见的钢结构工程中,比较常见的工程材料包括普通合金钢、碳钢等。其中合金钢的适用面更广,可以满足更多类型钢结构工程的建设需要。而碳钢的强度非常高,但是可塑性相对较差,适合承载力要求较高的常规建筑工程建设。钢结构工程用到的核心钢材、连接件、钢丝、钢管等材料的质量、类型,都会影响工程建设质量,所以需要针对性选择。
        4.3 结合钢结构剪力
        与传统的建筑形式相比,这种新的建筑形式需要在设计稳定性方面付出更大的努力。在钢结构的具体设计过程中,为了简化工作,设计师经常将垂直构件直接标记为柱子,倾斜柱直接标记为斜杆。这种设计方式虽然对建筑的稳定性没有影响,但在进行剪力调整时受到的干扰更大。倾斜的柱子承受着垂直和水平方向的荷载。如果设计人员没有充分考虑垂直荷载,则会产生较大的剪切误差,影响建筑钢结构的整体稳定性。更复杂的是剪切力的具体设计过程,该项目必须考虑实际施工条件,进行综合分析和调整项目的功能组件的建设条件,以满足承载力要求。
        4.4 遵循具体的设计原则
        建筑施工企业在实际的钢结构设计工作中应该遵循基本的原则,根据具体的工作原则有效执行各方面的设计任务。首先,在设计期间应该遵循适应性、恰当性的基本设计原则,将钢结构当作主要的支撑部分,保证其有着一定的稳定性。对于各种建筑工程而言,需要使用的支撑结构存在一定差异,设计人员在工作中应该保证在合理完善结构之前和负责人之间相互沟通交流,根据建筑项目的具体状况、需求特点等,制订较为完善的钢结构设计方案和计划,便于相关工程部门按照自身的需求选择相关设计方案,保证所应用的设计方案能和工程施工情况相符。其次,遵循高质量设计的基本原则,在钢结构的具体设计工作中必须选择质量较高的原材料。尤其钢材料属于基本部分,其质量对整体工程质量会产生直接影响,因此在具体设计工作中必须重点开展钢材料质量的研究分析工作,保证其具有一定的抗拉强度,严格控制材料的屈伸强度。与此同时,不同的建筑工程在钢结构设计方面提出了不同的要求,焊接技术也存在不同之处,因此在设计期间应重点按照不同钢结构的特点开展差异性的设计活动,提升钢结构设计工作的整体有效性。最后,应遵循合理性的设计基本原则,确保能够满足具体的工程项目要求,科学布置钢结构材料,使其可以与结构施工工作之间的需求相符。
        4.5 对钢结构稳定性进行估算
        要对钢结构建筑物的整体稳定性进行分析。钢结构建筑物由多种构件焊接和栓接而成,所以,对建筑物整体结构进行稳定性分析,以便利于建筑物结构的布置和钢材的选型。然后,对钢结构建筑框架整体刚度进行计算,目前,对建筑物的刚度计算主要采取轴心压杆稳定计算法,力保建筑物整体刚度的科学性,才能保证钢结构的稳定性。
5 结束语
        综上所述,在我国建筑工程行业飞速发展的背景下,钢结构工程在土木建筑工程中的应用越来越频繁。在实际应用中,钢结构工程质量轻、强度高、施工便捷、经济性等优点被充分发挥出来。为了进一步提高建筑工程建设施工水平,有必要对钢结构工艺进行更深入的研究,从钢材质量控制、工程设计、施工管理等角度,做好每个环节的质量控制。只有这样,才能进一步发挥钢结构工程的应用价值,提高土木建筑工程建设水平。
参考文献:
[1] 罗许林.建筑工程项目中钢结构设计中稳定性分析[J].江西建材,2019(09):80-81.
[2] 聂冰.建筑工程项目中钢结构设计中稳定性分析[J].绿色环保建材,2019(05):76+79.
[3] 田宏.建筑工程项目中钢结构设计的稳定性探究[J].山东工业技术,2018(10):124.
[4] 覃小红,梁瑞庆,张进.建筑工程项目中钢结构设计的稳定性探究[J].住宅与房地产,2018(03):85.
[5] 王聪,孙兰香,许颖颖.建筑工程项目中钢结构设计中稳定性分析[J].居舍,2017(36):78.
        
       
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