建筑鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計研究

陳健輝

（中山盛興股份有限公司 廣東中山 528412）

1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計失穩(wěn)的原因

1.1 設(shè)計剪力調(diào)整不均勻

近年來，我國建筑行業(yè)發(fā)生了巨大的變化，隨之而來的是建筑設(shè)計的復(fù)雜化、個性化，出現(xiàn)了很多在傳統(tǒng)眼光里的“異類”，比如不對稱建筑。然而，這種不對稱的建筑很容易發(fā)生傾斜現(xiàn)象，出現(xiàn)這種傾斜的原因是多種多樣的，其中，最為常見的是因為設(shè)計方面的因素。與傳統(tǒng)正統(tǒng)對稱類建筑相比，這種不對稱的結(jié)構(gòu)對鋼結(jié)構(gòu)的剪力有著嚴(yán)格甚至于苛刻的要求。

傳統(tǒng)設(shè)計師在新型不對稱建筑的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，因技術(shù)水平有限簡化處理了部分內(nèi)容，簡化的部分，雖然在傳統(tǒng)的建筑中影響不是十分巨大，但是在新型的特別是在不對稱的建筑中，對于整體的穩(wěn)定性的影響是明顯的，有些甚至是非常嚴(yán)重的。因此，在設(shè)計時必須綜合考慮各方面的因素，對建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，最大程度地發(fā)揮其穩(wěn)定性。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏深度

在我國建筑相關(guān)的法律法規(guī)中，對于建筑設(shè)計人員作出了嚴(yán)格的的界定：從事建筑設(shè)計行業(yè)，必須有從業(yè)經(jīng)歷并取得相應(yīng)的專業(yè)資格。目前形勢下，中國的很多建筑單位都不具備相關(guān)的資質(zhì)，其設(shè)計能力與水平與發(fā)達(dá)國家相比還有很大的差距。加之目前從業(yè)人員大多直接從學(xué)校走向建筑設(shè)計單位，缺乏到建筑行業(yè)一線的實踐經(jīng)歷，理論與實踐結(jié)合不夠緊密。

1.3 強柱弱梁的設(shè)計

依據(jù)國家出臺的有關(guān)要求，在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)的弱梁的過程中，需要重點計算弱梁的彈塑性，對其進(jìn)行詳細(xì)的分析與設(shè)計。這是因為在具體的設(shè)計過程中，需要詳細(xì)考慮柱與梁之間的完整性。根據(jù)多年的實踐，我們可以看到相較于鋼結(jié)構(gòu)的柱，鋼結(jié)構(gòu)的梁是其塑形大小的根源。面對強烈震動，或者是建筑物在面臨超過其可承載能力的荷載時，其梁決定的建筑鋼結(jié)構(gòu)的可塑性能夠很好的保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)的相對完整，使其不會瞬時崩塌，并且在壓力結(jié)束時更加容易回復(fù)至初始狀態(tài)。所以，設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)時，在保證強柱的同事，更應(yīng)當(dāng)加強對梁的抵抗能力。

1.4 鋼材自身設(shè)計選擇的缺陷

當(dāng)前，我國的鋼產(chǎn)量已經(jīng)處于世界領(lǐng)先行列。然而，由于各種技術(shù)原因以及各地區(qū)的差異，我國的鋼材在質(zhì)量上并不完全一致，有些甚至還處于低級的生產(chǎn)模式。從統(tǒng)計的結(jié)果看，影響鋼材質(zhì)量主要由以下因素：一方面在鋼鐵冶煉過程中各種元素的含量和作用不同，使得鋼材在質(zhì)量上出現(xiàn)了差異；另一方面由于鋼材自身的耐熱及抗腐蝕性等不強，加上長期反復(fù)的使用，使得建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到了極大的限制。

2 進(jìn)行建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中穩(wěn)定性設(shè)計優(yōu)化的相關(guān)策略

（1）優(yōu)化設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要是其變形的極限能夠達(dá)到何種程度。這種標(biāo)準(zhǔn)是很難作出規(guī)范性的規(guī)定的，部分甚至很容易地喪失這種穩(wěn)定性，從而影響整個建筑結(jié)構(gòu)。但有一點是可以把握的，就是鋼結(jié)構(gòu)自身承壓不同方向之間有一個相衡的范圍，在這個范圍內(nèi)難免最大限度地保證穩(wěn)定性。

（2）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中穩(wěn)定性設(shè)計所遵循的原則和需要掌握的要素。

①鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的設(shè)計原則。為了更好地確保穩(wěn)定性，設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)的時候必須綜合考慮各種影響因素，特別是施工環(huán)境、工藝、進(jìn)程等，從而嚴(yán)格保證鋼結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定性方面符合建筑需要。施工中必須充分考慮鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而成本等因素必須無條件服從這一需求，特別是在建筑總體架構(gòu)中起關(guān)鍵性作用鋼材，更是不能輕易減少。

②穩(wěn)定性設(shè)計涉及的基本要素。一方面，對鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計樣式，要綜合考慮各方面的需要，特別是穩(wěn)定性要求，必須經(jīng)過合理、精準(zhǔn)的計算和預(yù)演，構(gòu)設(shè)出符合科學(xué)規(guī)律的構(gòu)架結(jié)構(gòu)，最大程度上保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。另一方面，在施工的過程中，具體的施工進(jìn)程與工藝等必須要與設(shè)計的圖紙相一致，嚴(yán)格按照設(shè)計和計算出的圖紙進(jìn)行施工，保持整體與具體細(xì)節(jié)中的一致性，施工方不得以任何理擅自更改圖紙與施工進(jìn)度。

（3）進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計時要注意的幾個問題。

①對于鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，必須分別考慮不同建筑需求。高層建筑與低層建筑對于鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求顯然是不同的，必須分別進(jìn)行計算和設(shè)計。一般而言，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)控制在12層及以下，這樣對于抗震抗壓才能保護(hù)較好的適應(yīng)性。然而，當(dāng)前我國的實際情況是高層建筑越來越多，特別是在大中城市，在這些高層建筑中，不可避免地會采用鋼結(jié)構(gòu)。

②計算機技術(shù)的應(yīng)用。當(dāng)前，計算機越來越深入到人們的生產(chǎn)生活領(lǐng)域，并且發(fā)揮出了巨大的作用，極大地便利了人們的生產(chǎn)生活。建筑生業(yè)也不例外。通過充分利用計算機技術(shù)的發(fā)展成果，特別是對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算與設(shè)計，能夠更加快捷并且精確地計算出鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和平面強度，從而設(shè)計出符合實際需要的鋼結(jié)構(gòu)，不僅提升了效率，而且也保證了可靠性。

3 結(jié)束語

近年來，我國經(jīng)濟(jì)不斷騰飛，建筑行業(yè)也隨之有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，呈現(xiàn)出高歌猛進(jìn)的勢頭。同時，建筑行業(yè)的發(fā)展也有了新的時代性特征，鐵骨錚錚結(jié)構(gòu)對于建筑行業(yè)的發(fā)展起到了不可替代的作用。對于鋼結(jié)構(gòu)，我們必須進(jìn)行各方面的綜合考慮，通過精準(zhǔn)的計算、科學(xué)的設(shè)計，并在施工進(jìn)程中嚴(yán)格按設(shè)計的方案進(jìn)行，最大限度地保證建筑的穩(wěn)定性和可靠性，為我國建筑行業(yè)和城市化的發(fā)展發(fā)揮出應(yīng)有的重要作用。

[1]王多祥，靳同良.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中穩(wěn)定性分析探討[J].甘肅冶金，2014（03）：142～144.

[2]黃錦珊.對鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計及其穩(wěn)定性的分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2014（9）：116.