建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性分析

曲功月

摘 要：建筑工程項目建設(shè)中保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是確保建筑使用安全的作用措施，進行建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時要根據(jù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性需求對鋼結(jié)構(gòu)的材料、結(jié)構(gòu)形式以及節(jié)點情況進行設(shè)計，以保證鋼結(jié)構(gòu)總體穩(wěn)定性，為建筑承載效果優(yōu)化提供保障。本文就建筑工程項目建設(shè)中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計穩(wěn)定性原則進行了分析，而后就其設(shè)計要點進行了探討。

關(guān)鍵詞：建筑工程;鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計;穩(wěn)定性;設(shè)計要點

引言

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計穩(wěn)定性簡論

建筑工程項目中所用的鋼結(jié)構(gòu)組成形式、材料等都非常多樣化，為了保證其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)做好承載能力設(shè)計工作，對于鋼結(jié)構(gòu)運行使用中的應(yīng)力情況以及在和需求進行全面分析，并就其選材、形制以及構(gòu)件、節(jié)點等進行科學(xué)設(shè)計，以保證鋼結(jié)構(gòu)總體穩(wěn)定性效果。鋼結(jié)構(gòu)作為一種建筑中非常常見的應(yīng)用結(jié)構(gòu)，其設(shè)計工作中不僅要對其建筑使用載荷情況進行全面分析，還要根據(jù)結(jié)構(gòu)需要進行選材設(shè)計，保證建筑使用中鋼結(jié)構(gòu)不會發(fā)生由于承載能力不足而發(fā)生的變形問題，進而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力更加不平衡而造成結(jié)構(gòu)垮塌問題。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計必須做好多細節(jié)結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作，保證多結(jié)構(gòu)之間的應(yīng)力平衡，否則會因為一個部位設(shè)計不足而影響整體穩(wěn)定性。

2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計穩(wěn)定性原則分析

2.1 保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的設(shè)計原則

由于鋼結(jié)構(gòu)相對特殊，其結(jié)構(gòu)通常非常復(fù)雜，因此工藝設(shè)計難度也相對較大，當(dāng)前設(shè)計信息技術(shù)不斷發(fā)展，運用信息技術(shù)對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計穩(wěn)定性以及應(yīng)力分布情況進行檢測的模式較為普及，設(shè)計中必須多方面考慮鋼結(jié)構(gòu)的承載效果。要結(jié)合建筑施工環(huán)境、建筑使用過程中的荷載系數(shù)以及水平層面的穩(wěn)固需求進行綜合分析，同時一定要充分考慮建筑使用區(qū)域的抗震系數(shù)，確保結(jié)構(gòu)在使用中的抗震能力，由于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，尤其是一些細小構(gòu)件通常為應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)，因此必須科學(xué)設(shè)計提升其穩(wěn)定性與承載效果，為建筑鋼結(jié)構(gòu)總體使用效果優(yōu)化提供保障。

2.2 針對鋼結(jié)構(gòu)剪力進行協(xié)調(diào)設(shè)計

目前，建筑工程形態(tài)愈加復(fù)雜，不對稱設(shè)計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)計一定的剪力。設(shè)計師在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)具體內(nèi)容時，通常會為了簡便，將垂直構(gòu)件表述為柱子，將斜柱表述為斜桿，這種設(shè)計方式雖然不會影響建筑物實際穩(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)計師忽略了垂直向的荷載，則會造成剪力誤差，進而影響建筑工程鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性?；诖耍O(shè)計師在實際設(shè)計環(huán)節(jié)，結(jié)合建筑工程實際狀態(tài)，若需要進行剪力設(shè)計，必須堅持剪力調(diào)整設(shè)計原則，針對具體施工狀態(tài)靈活調(diào)整剪力，進而保障鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。剪切力在鋼結(jié)構(gòu)使用中相對復(fù)雜，設(shè)計中要對剪力情況進行綜合分析，并做好應(yīng)力調(diào)整設(shè)計。

2.3 強柱弱梁設(shè)計原則

若鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計具有實效性，質(zhì)量較高，則若水平承載過大或者需要強力荷載，塑性鉸會出現(xiàn)在梁上，但若其設(shè)計質(zhì)量較低，其會出現(xiàn)在柱子上?；趶娭趿涸O(shè)計原則能夠增強鋼結(jié)構(gòu)抗壓能力，以提高強力下的鋼結(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)計方面需要對其進行分析與計算，進而保證塑性鉸能夠呈現(xiàn)在梁上。需要構(gòu)造與計算相一致，在設(shè)計時要求計算結(jié)構(gòu)與實際構(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。

3 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點分析

3.1 積極做好鋼結(jié)構(gòu)材料選擇

建筑鋼結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境相對特殊，其承載壓力以及剪切力壓力都相對較大，針對鋼結(jié)構(gòu)需求進行綜合分析，而后再做好鋼結(jié)構(gòu)材料的科學(xué)選擇，并保證焊接工藝符合施工建設(shè)需求，進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計以及材料選擇前對結(jié)構(gòu)設(shè)計需求進行全面分析，并對鋼材質(zhì)量、性能以及焊縫結(jié)構(gòu)質(zhì)量需求進行了解，根據(jù)實際需求進行鋼材選擇，并對鋼材的屈服強度以及拉伸性能等進行匹配設(shè)計。

3.2 進行鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化選型

由于鋼結(jié)構(gòu)形制對于應(yīng)力分散情況有較大影響，并且鋼結(jié)構(gòu)選型科學(xué)性對于建筑總體承載效果、建筑結(jié)構(gòu)性狀等都有影響，因此在建筑設(shè)計中要做好鋼結(jié)構(gòu)選型設(shè)計，對設(shè)計方案進行全面優(yōu)化，對其力學(xué)關(guān)系進行處理，提升各結(jié)構(gòu)的應(yīng)力平衡效果，為建筑整體運行安全性提供更大的保證。

3.3 針對構(gòu)件進行全面的科學(xué)設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計工作中的一個重要項目就是構(gòu)件設(shè)計，保證構(gòu)件設(shè)計與鋼結(jié)構(gòu)總體應(yīng)力平衡需求相符，構(gòu)件的形制以及材料，甚至構(gòu)件的安裝方式等都必須做好應(yīng)力平衡設(shè)計以便能夠提升構(gòu)件在整個設(shè)計結(jié)構(gòu)中的作用，為鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性優(yōu)化提供保障，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通常都會對構(gòu)件以及主體結(jié)構(gòu)進行統(tǒng)一材料選擇，以保證在應(yīng)力平衡中做好力學(xué)傳導(dǎo)與擴散，提升鋼結(jié)構(gòu)的總體平衡性與穩(wěn)定性，鋼構(gòu)件材料的強度性能必須達到國家規(guī)范要求，對于鋼構(gòu)件的截面需求進行全面分析與處理，保證鋼構(gòu)件的總體實用效果。

3.4 積極進行涂裝設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中對于鋼結(jié)構(gòu)進行全面涂裝設(shè)計的目的就是保證鋼結(jié)構(gòu)的防腐以及防火效果，優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)在長期使用中的性能，為鋼結(jié)構(gòu)在復(fù)雜環(huán)境中使用能夠排除火以及一些酸性物質(zhì)的影響提供保障。進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時要對結(jié)構(gòu)涂層的順序進行選擇，應(yīng)盡量先涂抹具有防腐效力的材料，而后才涂抹防火涂料，在一些關(guān)鍵的鋼結(jié)構(gòu)部位混合使用這些涂裝材料時應(yīng)科學(xué)選擇材料，防止涂料之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，影響使用性能。涂裝材料選擇是還應(yīng)注意材料耐久性。

3.5 對鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點進行科學(xué)設(shè)計

由于鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計是保證鋼結(jié)構(gòu)總體穩(wěn)定性的重要設(shè)計環(huán)節(jié)，進行節(jié)點設(shè)計時必須對節(jié)點施工要求進行全面設(shè)置，保證所選用的節(jié)點設(shè)計與鋼結(jié)構(gòu)總體使用需求相符，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中要對各種影響因素進行全面分析，并對鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點方案進行優(yōu)化規(guī)劃，從而保證整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時要對施工設(shè)計要求進行綜合考慮，對于結(jié)構(gòu)節(jié)點進行合理化選擇，并通多對施工技術(shù)的科學(xué)設(shè)置與把握提升建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點的綜合應(yīng)力效果，為建筑在施工與使用中的穩(wěn)定性優(yōu)化提供保障。

4 結(jié)束語

總之，在我國建筑行業(yè)發(fā)展中，結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性與建筑總體使用安全性緊密相關(guān)，在針對鋼結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，要對其結(jié)構(gòu)應(yīng)用需求進行全面分析，并通過計算對各節(jié)點應(yīng)力集中情況進行設(shè)置，提升鋼結(jié)構(gòu)總體應(yīng)力穩(wěn)定效果，為建筑總體結(jié)構(gòu)使用安全提供基礎(chǔ)條件。

參考文獻

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