建筑工程项目中钢结构设计的稳定性分析

发表时间:2021/9/6   来源:《科学与技术》2021年 4月 11期   作者:黄永模 朱帆
[导读] 随着经济的发展带动了社会的全面进步,同时也促进建筑行业的发展
       黄永模 朱帆
       广船国际有限公司 511462
       摘要:随着经济的发展带动了社会的全面进步,同时也促进建筑行业的发展。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。本文就建筑工程项目中钢结构设计的稳定性展开探讨。
       关键词:建筑工程;稳定性;钢结构设计
       引言
       钢结构是现代化建筑中广泛应用的建筑形式,在住宅结构中采用钢结构,能够有效提高住宅建筑的美观性,提高建筑的质量。安全是住宅结构最为重要的因素,钢结构住宅具有较高的抗震性,钢材本身强度较高,能够最大限度地提高住宅建筑安全,保证建筑物的居住功能。
       1影响钢结构稳定性的因素
       1.1钢结构建筑框架设计本身不合理
       框架设计是否合理对钢结构的稳定性影响极大,而框架不合理主要体现在三个方面:(1)没有按照钢材的使用规范进行设计,例如,C型钢与方管不合理搭配使用,会造成局部结构承重能力下降,容易导致结构变形或扭曲,降低了钢结构的稳定性;(2)在设计的过程中对钢结构各方面的承载力计算不够准确,导致局部结构承重过重或过轻,也改变了局部结构受力情况,在一定程度上打破了整体结构的稳定性;(3)随着建筑成本的逐年升高,为了节约建筑成本,在设计的过程中主观性地降低钢材使用标准,使用不达标的钢材进行建筑,将降低钢结构的稳定性,增加各类安全风险。
       1.2建筑工程施工管理的问题
       建筑工程施工管理的问题中最突出的莫过于人员管理的问题了。尤其是施工人员的素质问题,这些施工管理人员并不了解施工技术或者是对施工技术不够熟悉,没有足够的经验或者是专业性不强,另外还有这些施工管理人员有很大一部分不了解管理学,根本就没有相应的管理才能,在施工中没有管理意识,这就导致了施工过程中管理的不稳定性,容易引发严重的施工事故。在施工过程中除了施工人员的问题,另外就是先进的管理经验没有得到学习借鉴,在施工过程中管理模式混乱,没有一个系统性思维以保证施工安全准确地进行。施工过程中的直接管理固然重要,但是监管机制也有其存在的必要性。施工时出现事故,也有很重要的一部分原因是监管不力。现在的监管部门存在监管思想陈旧,相应的监管条例不合理,或者监管部门不够重视而导致管理力度缺乏等问题,从而无法保证施工进程及整个建筑工程的工程质量。
       2建筑工程项目中钢结构设计的稳定性策略
       2.1建筑工程钢结构设计的基本准则
       建筑工程钢结构设计的基本准则是基于人性化考虑的,做出的设计要具有高实用性、符合常理、施工成本低,以及美观大方,还要有超高的安全性,才能算作一个合格的建筑钢结构设计。如果严格从这些角度出发,能够完全、完善的进行落实,那么这样的钢结构不仅合格,还是同其他钢结构设计相比较为完美的设计。这些钢结构设计要求,必须作为设计的初衷和基础,以及设计目标。钢结构的设计必须与建筑设计框架完美契合,不能做出超出建筑框架的设计,以及出现尺寸不满足建筑框架的设计。建筑的设计是不能够超过钢结构设计所承受范围的,不能与钢结构设计原理出入太大。而钢结构的设计是建筑是否能完美呈现的基础。
       2.2钢结构的稳定性设计
       由于钢结构的整体刚度与钢结构的最大承载力和刚度密切相关,真正的设计过程要求钢结构的集成考虑内部压力的变化和大小,从而减少不稳定的钢结构和失稳的问题。设计单位通常使用平面系统来设计钢结构。为了提高钢结构设计的稳定性,还必须使用完整的结构展开设计。特别是对于单层或多层框架的设计,只需计算框架柱平面的长度系数,就可以知道钢结构的设计是否具有良好的稳定性。请注意,结构设计应确保钢节点在传递曲率时具有良好的刚度和灵活性,确保钢结构构件之间的偏心距离最小。在固定铰支座时,还应保证简单支撑梁的抗弯强度,避免梁纵轴周围的扭转问题。


       2.3防火设计
       钢结构材料的性能主要受温度的影响比较大,较大的温差会对建筑工程的稳定性造成影响。所以在钢结构建筑工程的设计时,要重点考虑温度的影响和防火方面的设计。首先,设计人员要熟知和重视火灾的危险类别、防火要求及规范等,要在设计过程中,要把防火性设计放在首位,且设计要包含消防通道、消防设施等,保证工作人员的生命安全。其次,在具体施工的过程中,要采用具有一定防火能力的构件,要对钢结构涂抹防火涂料,进一步减少火灾带来的隐患,全面提高钢结构建筑工程的防火性能。
       2.4防腐设计
       腐蚀作用会对钢结构造成严重危害,可能会导致钢结构出现表面锈蚀、构件截面缩小等不良现象,大大缩短了钢结构的使用寿命,还有可能引发重大安全事故,所以在设计过程中应加强对钢结构的防腐除锈设计。在进行建筑工程钢结构的设计工作中,应注重施工工艺、施工材料、建筑工程布局以及建筑工程选址等问题,并以此为基础来合理设计防锈处理措施。另外,还应在钢结构的表面涂一层较厚的防锈漆,以此来对外界环境的众多不利因素进行隔绝。对于暴露在外面的钢结构构件,应加大防锈漆的使用力度,也可以采取其他有力措施让钢结构能够处在比较好的环境中,防止钢构件因环境因素影响而发生腐蚀。
       2.5细部设计
       钢结构的整体稳定性显然有利于正常施工和长期使用。为了实现这一目标,必须加强节点的细节设计。详细的设计有效地弥补了整个项目的缺陷,减少了整个钢结构的缺陷,避免了项目安全和质量的潜在风险。首先,设计师必须考虑整个建筑的初始需求,制定相应的设计方案。钢筋混凝土结构是目前建筑工程中应用最广泛的一种结构形式,大大提高了结构的强度和稳定性。此外,薄壁型材、圆形型材和小角度型材主要用于薄壁轻钢结构。这些结构需要更大的刚性,在建筑的设计和施工中,应确保细节节点的连接符合要求,保证连接的稳定性,保证施工和应用的安全性。
       2.6抗震设计
       根据建筑工程所处地理位置的抗震规范要求,对钢结构建筑工程采取相应要求的抗震设计。这就要求设计者在设计的过程中,需要明确建筑物的传力路径,保证整个结构的受力路径是明确的。不同结构形式,合理设置横向结构和纵向结构,控制建筑工程变形在规范要求范围内,避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失抗震性能。建筑结构在地震过程中受到的损伤,多是由于支撑结构的构件达不到具体的强度要求,这样在地震力作用下,建筑结构的稳定性得不到有效支撑点,从而发生倒塌。因此在钢结构建筑工程设计过程中,需要保证建筑工程支撑系统的科学性和合理性,全面提高建筑工程结构的稳定性,确保钢结构建筑工程达到较好的抗震性能。
       2.7对钢结构构件和节点进行科学设计
       钢结构的构件、节点的稳定性影响着钢结构的整体稳定性,所以,首先要对局部构件截面进行科学的计算,尤其是支撑柱和钢梁,充分考虑钢材的弹性和柔性,例如,对梁腹板抗剪净截面强度进行反复验证、对大跨度钢梁的变形度和承载力度进行反复计算;其次,对栓接构件的螺栓进行科学设计,不仅要选用高强度螺栓,还要科学选用扭剪类型、摩擦类型的螺栓;最后,对焊缝所需要承受的力度和所具有的强度进行科学计算,合理地设计焊缝的长度、宽度等。
       结语
       钢结构材料相比于混凝土有着明显的优势,所以钢结构建筑工程也越来越广泛使用。设计人员应该根据建筑工程的实际需求,严格按照钢结构材料使用标准,设计出合理结构形式的钢结构建筑工程,提高环保性能,增加使用性能,建设经济适用的结构合理的建筑工程。
       参考文献
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       [2]马鑫,陆俊虎.建筑工程项目中钢结构设计的稳定性探究[J].建筑工程技术与设计,2018,000(027):804.
       [3]罗玉兰.建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点分析[J].建筑·建材·装饰,2019(006):211,220.
       [4]杜俊.建筑工程结构设计中钢结构设计的应用研究[J].建材发展导向(上),2020(2):185.
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