鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中穩(wěn)定性研究與探析

我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí)，建筑行業(yè)也獲得了長足發(fā)展的機(jī)遇，建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展促進(jìn)了鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展與革新，因其較強(qiáng)的性能以及優(yōu)良的特性，鋼結(jié)構(gòu)越來越多的受到建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員的青睞，鋼結(jié)構(gòu)的自重較輕，實(shí)踐過程中在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，不但可以大大節(jié)約建筑施工資源與空間，還可以降低施工的費(fèi)用支出，有利于建設(shè)單位提升企業(yè)經(jīng)營效益，因此在建設(shè)工程項(xiàng)目實(shí)施過程中，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍越來越廣。實(shí)踐過程中，應(yīng)重點(diǎn)把握好鋼結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，這是確保工程質(zhì)量和防治人員傷亡的重要前提，因此鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必需要做好鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)，這樣不僅可以節(jié)約資源還能確保工程項(xiàng)目實(shí)施的質(zhì)量與安全，根據(jù)筆者實(shí)踐相關(guān)經(jīng)驗(yàn)對鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的相關(guān)概念進(jìn)行簡要說明。

1 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的重要性

當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)雖然因其優(yōu)良的力學(xué)性能而被諸多建筑工程項(xiàng)目所應(yīng)用，但在很多建筑工程項(xiàng)目實(shí)施過程中，往往存在鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能不夠理想，鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量差強(qiáng)人意等諸多問題，上述這些問題產(chǎn)生的主要原因是，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者并未將鋼結(jié)構(gòu)體系中的結(jié)構(gòu)以及材料力學(xué)性能做到足夠清楚，實(shí)踐中往往存在設(shè)計(jì)者缺乏穩(wěn)定性設(shè)計(jì)相關(guān)概念，與此同時(shí)，在鋼結(jié)構(gòu)的時(shí)間施工過程中也未能參照鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)施工規(guī)范進(jìn)行施工，甚至部分工程項(xiàng)目通過偷工減料來實(shí)現(xiàn)降低成本的目的，一些關(guān)鍵部位未能按要求高質(zhì)量的進(jìn)行施工，進(jìn)而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)的不良后果，嚴(yán)重的造成經(jīng)濟(jì)損失甚至人員的傷亡。綜上所述，實(shí)踐中做好建筑施工中的鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)就顯得尤為關(guān)鍵，鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)不僅關(guān)乎工程的質(zhì)量，也關(guān)乎著每一位居住者的生命財(cái)產(chǎn)安全，若不重視鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，造成鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，重者則可能讓使得整個(gè)工程項(xiàng)目全部倒塌和造成人員傷亡。因此，實(shí)踐過程中務(wù)必作好鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)已經(jīng)十分關(guān)鍵，所以在當(dāng)前的背景下選擇研究鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的穩(wěn)定性這一課題，是有實(shí)踐的價(jià)值和意義的。

2 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)中存在的問題

2.1 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到諸多因素的共同影響

鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到其構(gòu)件承載的強(qiáng)度影響，與此同時(shí)還受到材料的應(yīng)力、截面特征等諸多因素的影響。在進(jìn)行穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的過程中必須要考慮整體結(jié)構(gòu)的支撐力與抗扭力的性能，同時(shí)還應(yīng)關(guān)注在設(shè)計(jì)建模設(shè)計(jì)過程中，為了對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析所提出的有關(guān)數(shù)學(xué)模型、假設(shè)、邊界條件等，當(dāng)然當(dāng)前計(jì)算機(jī)無法模擬和考慮的其他諸多因素也應(yīng)考慮周全，不能完全依賴計(jì)算機(jī)軟件來進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還應(yīng)充分結(jié)合實(shí)踐過程中的經(jīng)驗(yàn)來輔助設(shè)計(jì)過程，這樣才能有效的將理論與實(shí)際的差異化充分考慮，只有充分考慮影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的諸多因素才能做好鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)。

2.2 大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何反映軸力和彎矩的耦合效應(yīng)

當(dāng)前在鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際應(yīng)用過程中遇到的復(fù)雜問題之一便是大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何反映軸力和彎矩的耦合效應(yīng)，通常情形下，在進(jìn)行大跨度鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)過程中假設(shè)一個(gè)穩(wěn)定安全系數(shù)，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬，但實(shí)踐中并不完全能夠真實(shí)地反映出網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力狀態(tài)，綜上所述，預(yù)張拉鋼結(jié)構(gòu)體系中的穩(wěn)定設(shè)計(jì)理論還不是很完善，基于這種狀況下，整體與局部的穩(wěn)定性之間的相互作用關(guān)系仍然是值得從業(yè)者深入研究的重點(diǎn)問題。

2.3 對于鋼結(jié)構(gòu)來說，穩(wěn)定性理論體系不完善

鋼結(jié)構(gòu)作為建設(shè)工程項(xiàng)目上一項(xiàng)新技術(shù)新工藝，其在應(yīng)用和發(fā)展過程中，不可避免的會(huì)出現(xiàn)相關(guān)的理論體系的不完善，其中穩(wěn)定性理論體系也不例外，因此因?yàn)槔碚擉w系的不完善，基于當(dāng)前的理論體系去思考鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性的問題就存在很多不確定性因素，因此，實(shí)踐施工過程中，通常會(huì)因?yàn)榇蟛糠志窒抻诮Y(jié)構(gòu)參數(shù)的不確定性，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)響應(yīng)的顯著差異，所以，鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)應(yīng)著眼于考慮隨機(jī)參數(shù)的結(jié)構(gòu)極值失穩(wěn)、干擾型屈曲、跳躍型失穩(wěn)問題的研究。唯有這樣，才能確保鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的順利開展實(shí)施。

3 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性問題的相關(guān)措施

針對當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性的問題，應(yīng)當(dāng)找出合理、科學(xué)的解決措施，這樣才能滿足設(shè)計(jì)的要求，降低因穩(wěn)定性問題而導(dǎo)致的建設(shè)工程事故，基于筆者實(shí)踐相關(guān)經(jīng)驗(yàn)以下是筆者總結(jié)的一些具體實(shí)踐措施，希望能夠?yàn)閷?shí)踐中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性問題提供些許參考。

3.1 盡量減小不確定性因素的影響

鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)實(shí)施過程中，不可避免的存在諸多不確定性的因素干擾。實(shí)踐過程中唯有不斷地減少不確定因素對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)性能的分析和相關(guān)的設(shè)計(jì)影響，可采取進(jìn)行多個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比，最終在多個(gè)實(shí)驗(yàn)方案中選取一個(gè)較為合理的方案來確定相關(guān)因素與鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性之間的關(guān)系，唯有這樣才能確保滿足設(shè)計(jì)要求和目的。

3.2 重視局部穩(wěn)定與整體穩(wěn)定的關(guān)系

局部穩(wěn)定與整體穩(wěn)定之間有著非常重要的關(guān)聯(lián)，務(wù)必要高度重視兩者之間的關(guān)系，部分設(shè)計(jì)單位單獨(dú)為了圖省事，僅僅依據(jù)過去工程項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)確定兩者直接的安全系數(shù)，忽略了局部穩(wěn)定與整體穩(wěn)定的關(guān)聯(lián)性，情況較為嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)影響到設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性，根本達(dá)不到設(shè)計(jì)的目的，也無法滿足穩(wěn)定性的基本要求，因此，實(shí)踐中相關(guān)設(shè)計(jì)單位以及從業(yè)人員務(wù)必高度重視兩者之間的關(guān)系。

3.3 建立完善的預(yù)張拉結(jié)構(gòu)理論體系

預(yù)張拉結(jié)構(gòu)的分析理論體系的建立與完善對于鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)是極為關(guān)鍵的，在實(shí)施預(yù)張拉結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析時(shí)，務(wù)必要有一套較為完善的預(yù)張拉結(jié)構(gòu)理論體系，基于這個(gè)體系進(jìn)行行之有效的分析，最終得出較為精準(zhǔn)的結(jié)論，因此當(dāng)前急需建立起一套完善的預(yù)張拉結(jié)構(gòu)理論體系，為鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)提供完善的理論支持。

4 結(jié)束語

我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，建筑行業(yè)也贏來了告訴增長期，基于鋼結(jié)構(gòu)所具備的優(yōu)良性能，實(shí)踐生產(chǎn)應(yīng)用過程中，在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，具有諸多優(yōu)點(diǎn)，其不但具有較高的強(qiáng)度，還具有較好的穩(wěn)定性。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性，分為結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性以及建筑構(gòu)件的穩(wěn)定性兩個(gè)層面。在建筑設(shè)計(jì)的過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員有時(shí)會(huì)因?yàn)槭韬龌蛘呤д`，而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。為了防止這一現(xiàn)象的發(fā)生，相關(guān)建設(shè)工程項(xiàng)目監(jiān)理人員也應(yīng)對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行嚴(yán)格的審核，還要保證鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件整體以及局部的穩(wěn)定性，要運(yùn)用正確的計(jì)算公式以及模型對結(jié)構(gòu)后設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，還要掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，這有利于對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及完善。本文基于筆者實(shí)踐相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，探討了鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的重要性、當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)存在的諸多問題，以及基于這些問題提出了相關(guān)的解決措施，通過本文的研究與探析旨在能夠?qū)?shí)踐應(yīng)用中的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中穩(wěn)定性問題提供參考與借鑒。

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