建筑工程項目中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中穩(wěn)定性分析

喻昌

（張掖市建工設(shè)計有限責任公司，甘肅張掖 734000）

在時代的發(fā)展過程中鋼結(jié)構(gòu)以其自身的穩(wěn)定性以及較強的硬度營特點在建筑行業(yè)內(nèi)受到廣泛的應用。鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點相對較低，自身重量與混凝土相比較輕，但是其總體性相對較差，因此現(xiàn)階段建筑企業(yè)首要關(guān)注的重點問題就是如何提升鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性，為日后建筑工程項目施工提供更有力的保障。

1 鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計特征分析

1.1 全面的實情分析

在實際施工過程中基于建筑使用的安全性因素考慮，設(shè)計人員應當對建筑材料的質(zhì)量、性能以及施工技術(shù)等因素進行綜合分析和考慮，全面提高建筑項目的抗震能力以及使用安全性。設(shè)計人員應當將預留的多種設(shè)計方案進行對比分析，結(jié)合建筑項目的實際情況選擇更為恰當和合理的設(shè)計方案，最大限度地保障建筑的整體質(zhì)量。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)形式的多樣化

鋼結(jié)構(gòu)形式并不單一，在新時代背景下誕生的輕型鋼結(jié)構(gòu)不僅造型美觀，而且承載力更強，且耗費的剛材料更少，具有較強的韌性和塑性。不同形式和性能的鋼結(jié)構(gòu)所適用的建筑類型存在較大的差別，各有其自身的優(yōu)勢，因此在設(shè)計以及實際施工過程中，設(shè)計人員應當結(jié)合建筑項目所處區(qū)域的環(huán)境、地理優(yōu)勢以及使用要求等因素進行綜合考慮。但是無論選擇哪種類型的鋼結(jié)構(gòu)，必須先保障鋼結(jié)構(gòu)具有較強的穩(wěn)定性。一般來說，鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分為兩種：①局部穩(wěn)定性；②整體穩(wěn)定性，單個鋼構(gòu)件桿件的穩(wěn)定性無法滿足大型建筑物的施工要求，因此在實際設(shè)計工作中，常常將多個單個鋼構(gòu)件桿件進行組合，提高其承載力和穩(wěn)定性。確保穩(wěn)定若干小型鋼桿件組成較小構(gòu)件，雖然能夠承受來自于建筑物的壓力，逐層細分，也應當在設(shè)計之初對其進行綜合考慮，防止在實際使用過程中因某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題而影響建筑項目的使用安全性。

1.3 重視局部連接安全

局部連接的安全性與建筑項目的整體穩(wěn)定性和安全性存在十分密切的聯(lián)系，因此，在設(shè)計和施工的過程中對鋼結(jié)構(gòu)中的局部部件進行深入分析，采取有效的施工方式將其聯(lián)系在一起，保障鋼結(jié)構(gòu)連接位置的穩(wěn)定性以及安全性，盡可能避免局部部件連接對建筑項目整體質(zhì)量的影響。因此，在實際施工過程中，施工人員應當對各部件連接部位進行嚴格的安全評價與分析，有效提升鋼結(jié)構(gòu)局部連接的穩(wěn)定性與安全性。除此之外，施工人員還應當對細節(jié)部位的設(shè)計進行詳細的記錄，并對施工現(xiàn)場中鋼結(jié)構(gòu)局部連接質(zhì)量進行嚴格的審核，防止在后期檢驗中出現(xiàn)嚴重的質(zhì)量問題，盡可能避免二次返工，影響施工單位的經(jīng)濟效益，有效保障建筑項目后期施工的安全性。

2 建筑施工項目鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

2.1 布置以及對于材料的選擇

針對高層建筑工程項目若是選擇鋼結(jié)構(gòu)作為主要的施工材料應當對當?shù)氐牡刭|(zhì)、水文以及環(huán)境因素等進行深入分析，并結(jié)合項目實際情況編制合理的預算，了解對材料的需求。與此同時，在設(shè)計高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的過程中，應當嚴格按照因地制宜的方式進行設(shè)計，針對不同的建筑部位采用不同的建筑材料，其結(jié)構(gòu)設(shè)計也存在一定的差異性，主要是因為不同建筑部位對于力的需求也不同，如此一來，在滿足建筑工程項目對于力的需求前提下，對鋼結(jié)構(gòu)進行合理的設(shè)計[1]。

2.2 估算構(gòu)件截面

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計完成之后，應當對鋼結(jié)構(gòu)截面進行計算，尤其對于建筑項目中尤為重要的部分，如鋼梁在設(shè)計時主要選擇焊接H型鋼截面以及槽鋼這幾種類型。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算主要內(nèi)容包括以下內(nèi)容：首先是根據(jù)建筑翼緣寬度以及鋼結(jié)構(gòu)截面高度計算板件的厚度，其次是對鋼結(jié)構(gòu)荷載以及支座的構(gòu)件部位進行計算，仔細計算截面的高度以及翼緣的寬度，最后就是根據(jù)上述計算結(jié)果合理選擇鋼梁。

2.3 設(shè)計構(gòu)件以及節(jié)點

（1）栓接，針對高層鋼結(jié)構(gòu)建筑工程項目，應當根據(jù)項目的實際情況選擇強度和硬度等級較高的螺栓作為連接樞紐，并選擇扭剪的螺栓，并增加連接處的摩擦力，保障鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[2]。

（2）焊接，鋼結(jié)構(gòu)的焊接尺寸、形狀以及施工等均必須嚴格按照施工標準要求。

（3）連接板，根據(jù)項目的承載力和結(jié)構(gòu)確定連接板的厚度，保障焊接的可行性。

（4）梁腹板，細致檢查栓孔位置處的梁腹板截面厚度，并將具有較強承壓能力的螺栓進行正確連接，并確定孔壁的荷載能力。除此之外，在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)時，應加強焊接以及螺栓等方面的施工工作。

3 影響鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的因素

3.1 分支點的失穩(wěn)

鋼結(jié)構(gòu)建筑工程項目出現(xiàn)失穩(wěn)的現(xiàn)象主要是由于在設(shè)計時未對分支點結(jié)構(gòu)進行細致的分析，究其根本原因在于直桿軸心與平板受壓面兩部位在調(diào)整和改善的過程中發(fā)生了問題。

3.2 極值點的失穩(wěn)

直桿軸心偏心受壓構(gòu)件的主要材料是鋼材，若是設(shè)計不合理超出鋼材受力極值點范圍便會發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，影響建筑工程項目的穩(wěn)定性和工程質(zhì)量。建筑工程項目在實際施工過程中常常會發(fā)生偏心受壓的問題，尤其是在設(shè)計對稱結(jié)構(gòu)的建筑物以及設(shè)計差異性承載建筑時，除此之外，在實際施工過程中選擇的重量較大的附屬物，都會導致鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑施工現(xiàn)場存在較大的出入，在一定程度上影響建筑工程項目的穩(wěn)定性[3]。

3.3 躍越失穩(wěn)因素

躍越失穩(wěn)因素屬于從失穩(wěn)狀態(tài)過渡至另外一種穩(wěn)定平衡的狀態(tài)當中，也就是說躍越失穩(wěn)因素是上述兩種失穩(wěn)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進而發(fā)展得出的結(jié)果，導致建筑工程項目整體表現(xiàn)出失穩(wěn)的問題，對居住者的安全性以及項目質(zhì)量造成影響。若建筑工程項目一旦出現(xiàn)此種失穩(wěn)現(xiàn)象，施工單位應當立即采取有效的措施進行應對，確保項目質(zhì)量符合施工標準方可投入使用。

4 鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計算

4.1 靜力設(shè)計法

靜力設(shè)計方法通常情況下是應用于鋼結(jié)構(gòu)彈性計算系統(tǒng)之內(nèi)，是計算鋼結(jié)構(gòu)高層建筑項目最大承載力的算法之一。在實施彈性計算法時，必須保障鋼結(jié)構(gòu)彈性計算系統(tǒng)達到一定的力學與結(jié)構(gòu)假定。首先，建筑項目所采用的鋼建筑材料質(zhì)量應當滿足虎克定律的要求，材料應變以及材料應力兩者之間具備線性關(guān)系；其次，計算模型應當與建筑工程項目結(jié)構(gòu)保持一致性，能夠精準反應出建筑項目的實際彈性受力。最后，確保建筑現(xiàn)場各個階段的施工的有序性，避免不科學的施工行為影響實際模型的計算結(jié)果。

4.2 塑性設(shè)計法

塑性結(jié)構(gòu)原理中明確規(guī)定了結(jié)構(gòu)元件的強度以及塑性應當高于標準的載荷設(shè)計，并在此基礎(chǔ)上乘以安全系數(shù)。塑性設(shè)計法實際上主要應用于建筑項目內(nèi)部結(jié)構(gòu)強度與硬度的分析，將建筑材料結(jié)構(gòu)進入到可塑性之后再將結(jié)構(gòu)內(nèi)力根據(jù)項目實際情況進行相應的調(diào)整和分配[4]。在此過程中應當保障材料結(jié)構(gòu)具有較大的可塑性。在設(shè)計的過程中，應當對法蘭尺寸與橫截面進行相應的限制。這種設(shè)計方法存在一定的缺陷，也就是屬于非線性的，無法真實、準確地反映建筑工程項目結(jié)構(gòu)特點以及采用的大致范圍。

4.3 鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計

在建筑工程項目進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應當最大限度地保障鋼結(jié)構(gòu)的簡便性與準確性。在開展鋼結(jié)構(gòu)連接工作時，應當結(jié)合項目工程的實際情況進行操作。舉例來說，連接頂框架與屋頂板間時，應當保障屋頂柱與梁柱的穩(wěn)定性以此提升項目工程的抗震能力，切實保障項目的質(zhì)量與安全性。除此之外，鋼結(jié)構(gòu)的強度與硬度常常由鋼結(jié)構(gòu)材料的支撐形式以及擺放位置兩方面因素所決定，因此在設(shè)計的過程中應當深入考慮這些相關(guān)因素，降低外在因素對建筑工程項目質(zhì)量的影響[5]。

5 結(jié)束語

綜上所述，建筑行業(yè)在激烈的市場競爭中為了占據(jù)較大的生存和發(fā)展空間，應當采用先進的施工技術(shù)，加強對鋼結(jié)構(gòu)材料的選擇和施工，并利用合理的方式對鋼結(jié)構(gòu)材料進行合理的設(shè)計，全面提升建筑工程材料的穩(wěn)定性與安全性。