建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性原則與設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

田凱

摘 要 我國工業(yè)迅猛發(fā)展，需要越來越多的廠房，這給建筑行業(yè)帶來了挑戰(zhàn)。鋼結(jié)構(gòu)受到當(dāng)代人們的廣泛認(rèn)可，被應(yīng)用于各種類型的建筑物建設(shè)過程中，相比于傳統(tǒng)磚石、砼結(jié)構(gòu)，其具有力學(xué)、材料等應(yīng)用優(yōu)勢。通過分析鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用情況可知，在建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性十分重要。

關(guān)鍵詞 建筑工程;鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);穩(wěn)定性原則;設(shè)計(jì)要點(diǎn)

導(dǎo)言

在現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，雖然凸顯了對(duì)鋼結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)的科學(xué)性，也包括大量其余內(nèi)容和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。同時(shí)在當(dāng)前的建筑工程中，已經(jīng)開發(fā)出了多種新型技術(shù)，這類建筑施工技術(shù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)方面的影響為，需要完成對(duì)這類新型技術(shù)的深度研究和分析工作，從鋼結(jié)構(gòu)和建筑中其余結(jié)構(gòu)銜接的角度出發(fā)，完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)。

1建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性原則

1.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)原則

鋼結(jié)構(gòu)較為特殊，其設(shè)計(jì)工藝相對(duì)復(fù)雜，在開展設(shè)計(jì)工作時(shí)需要依托于信息技術(shù)檢測質(zhì)量，只有在確保質(zhì)量達(dá)標(biāo)的情況下才能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)圖紙運(yùn)用于建筑工程實(shí)際施工中。實(shí)施檢測工作時(shí)需要將鋼結(jié)構(gòu)水平承載、抗震系數(shù)以及結(jié)構(gòu)阻尼比等作為參數(shù)，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要結(jié)合施工現(xiàn)場自然環(huán)境，確定其水平荷載系數(shù)，進(jìn)而保證水平層面穩(wěn)固。鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固十分重要，保證整體穩(wěn)固是設(shè)計(jì)重點(diǎn)，不管應(yīng)用何種設(shè)計(jì)技術(shù)，必須將穩(wěn)定性置于首位。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)其穩(wěn)定性有重要影響，容易埋下安全隱患，嚴(yán)重的甚至可能引發(fā)安全事故?；诖?，設(shè)計(jì)師必須樹立安全意識(shí)，應(yīng)用科學(xué)、規(guī)范、合理的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，以形成更多優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品[1]。

1.2 剪力調(diào)整設(shè)計(jì)原則

目前，建筑工程形態(tài)愈加復(fù)雜，不對(duì)稱設(shè)計(jì)廣泛存在于建筑施工中，其逐漸形成了一種建筑潮流，因此，斜柱使用頻率越來越高，斜柱相較于垂直構(gòu)件其具有一定的傾斜角度，想要保證建筑物穩(wěn)定就必須設(shè)計(jì)一定的剪力。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)具體內(nèi)容時(shí)，通常會(huì)為了簡便，將垂直構(gòu)件表述為柱子，將斜柱表述為斜桿，這種設(shè)計(jì)方式雖然不會(huì)影響建筑物實(shí)際穩(wěn)定性，但若調(diào)整剪力容易受到干擾。于斜柱來講，它具有水平受力的功能，但是垂直向也需要荷載，若設(shè)計(jì)師忽略了垂直向的荷載，則會(huì)造成剪力誤差，進(jìn)而影響建筑工程鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性?；诖?，設(shè)計(jì)師在實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，結(jié)合建筑工程實(shí)際狀態(tài)，若需要進(jìn)行剪力設(shè)計(jì)，必須堅(jiān)持剪力調(diào)整設(shè)計(jì)原則，針對(duì)具體施工狀態(tài)靈活調(diào)整剪力，進(jìn)而保障鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

1.3 強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)原則

若鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有實(shí)效性，質(zhì)量較高，則若水平承載過大或者需要強(qiáng)力荷載，塑性鉸會(huì)出現(xiàn)在梁上，但若其設(shè)計(jì)質(zhì)量較低，其會(huì)出現(xiàn)在柱子上?；趶?qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)原則能夠增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)抗壓能力，以提高強(qiáng)力下的鋼結(jié)構(gòu)荷載能力，使其能夠快速恢復(fù)到正常狀態(tài)。目前鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性在設(shè)計(jì)方面需要對(duì)其進(jìn)行分析與計(jì)算，進(jìn)而保證塑性鉸能夠呈現(xiàn)在梁上。需要構(gòu)造與計(jì)算相一致，在設(shè)計(jì)時(shí)要求計(jì)算結(jié)構(gòu)與實(shí)際構(gòu)造相一致，特別是注意鋼結(jié)構(gòu)的抗震效果，要求其性能與建筑工程結(jié)構(gòu)相符。

2建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

2.1 材料選擇

設(shè)計(jì)師在開展鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇高品質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)材料，要求其與焊縫等級(jí)相匹配，在開始設(shè)計(jì)前，應(yīng)當(dāng)制定科學(xué)、規(guī)范的設(shè)計(jì)計(jì)劃，了解設(shè)計(jì)計(jì)劃中對(duì)鋼材、焊縫等質(zhì)量的要求，進(jìn)而選擇適宜的鋼材。在選擇與采購鋼材的過程中應(yīng)以選擇屈服強(qiáng)度、抗拉伸性能等高的材料，達(dá)到實(shí)際施工要求。在進(jìn)行焊縫施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)明確施工要求，應(yīng)用先進(jìn)的施工技術(shù)，進(jìn)而確保施工質(zhì)量[2]。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

在當(dāng)前的鋼結(jié)構(gòu)中，通常會(huì)通過鋼架的模式提高整體承力性能，所以在具體的設(shè)計(jì)工作中，需要通過對(duì)節(jié)點(diǎn)的合理設(shè)計(jì)，提高鋼結(jié)構(gòu)的整體性能。在當(dāng)前的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，已經(jīng)開發(fā)了多種節(jié)點(diǎn)加固措施，包括碗扣結(jié)構(gòu)、盤扣結(jié)構(gòu)等，要求設(shè)計(jì)人員從施工便利性角度、連接角度強(qiáng)度等多個(gè)方面出發(fā)，完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用工作，以提高鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)行質(zhì)量。另外在這類結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，要求鋼結(jié)構(gòu)中的相關(guān)參數(shù)滿足整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的承力需求，所以在具體的研究和分析中，需要采取合理的設(shè)計(jì)措施，達(dá)成對(duì)這類結(jié)構(gòu)的控制效果。例如對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)中的橫梁結(jié)構(gòu)等，一個(gè)重要因素為保證橫梁的水平性，在具體的研究和分析中，要從這一角度出發(fā)，落實(shí)鋼結(jié)構(gòu)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的高程測量與配置工作。

2.3 構(gòu)件設(shè)計(jì)

構(gòu)件設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分，需要保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范性與合理性，結(jié)合施工技術(shù)要求，采購適宜的材料，保證施工順利開展，在設(shè)計(jì)其主體框架時(shí)，往往需要應(yīng)用同一材質(zhì)。此外，為了控制工程造價(jià)，亦可綜合選用施工材料，要求材料能夠達(dá)到相關(guān)技術(shù)要求。具體而言，鋼材強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)大于國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在施工環(huán)節(jié)進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，需要確保信息技術(shù)的先進(jìn)性，不斷對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和更新，做好鋼結(jié)構(gòu)截面處理與計(jì)算工作，對(duì)截面進(jìn)行有效優(yōu)化，同時(shí)有助于簡化設(shè)計(jì)流程。

2.4 提高鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)深度

在開展鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，需要檢查前期設(shè)計(jì)資料是否滿足之后的設(shè)計(jì)要求。一般情況下，只有多層次、體型比較復(fù)雜而跨度又比較大的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)才會(huì)應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)。而在設(shè)計(jì)可能出現(xiàn)大幅震動(dòng)以及高溫密的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，一定要堅(jiān)持精益求精的原則，保證項(xiàng)目質(zhì)量符合實(shí)際要求。作為建筑設(shè)計(jì)的工程師，需要對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行宏觀把控，做好建筑質(zhì)量的把關(guān)工作，只有這樣才能夠保證建筑施工在今后得以順利進(jìn)行，保證施工進(jìn)度滿足要求。這種做法在保證建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量滿足前提的要求下，還能夠不但提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性與經(jīng)濟(jì)性。

2.5 涂裝設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)的防腐、防火涂裝設(shè)計(jì)施工具有提高鋼結(jié)構(gòu)壽命、提升其性能的作用，應(yīng)當(dāng)保證鋼結(jié)構(gòu)具有避免受到火、酸性物質(zhì)等的干擾。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，設(shè)計(jì)師通常會(huì)選擇在表層先涂抹防腐涂料，之后再涂抹防火涂料;在內(nèi)層融合使用二者，以及在關(guān)鍵部分混合使用二者，應(yīng)當(dāng)避免涂料相互間出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)。在涂裝涂料時(shí)應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行除銹工作，可以使用設(shè)備處理，注意清潔鋼材表層雜質(zhì)，例如灰、油污等[3]。

3結(jié)束語

綜上所述，建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)乎建筑物穩(wěn)定性，對(duì)建筑質(zhì)量具有較高影響，因此，研究穩(wěn)定性設(shè)計(jì)原則與要點(diǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。通過規(guī)范、科學(xué)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)能夠充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)作用，增強(qiáng)建筑工程安全性、穩(wěn)固性，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃毅.建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性原則與設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013，（12）：5.

[2] 鄭然頡.淺談建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性原則和設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2016，（06）：100.

[3] 殷愛國，熊瑛.建筑工程項(xiàng)目中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中穩(wěn)定性分析[J].農(nóng)家參謀，2017，（24）：212.