鋼結(jié)構(gòu)中梁的整體穩(wěn)定和支撐

楊福志

浙江天工金屬結(jié)構(gòu)有限公司 浙江 金華 321000

1 鋼結(jié)構(gòu)的主要施工技術(shù)

1.1 建筑鋼構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)吊裝

建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工設(shè)備要符合施工的具體要求，在鋼構(gòu)件的吊裝過(guò)程中，一般鋼梁和鋼柱之間的重量應(yīng)該在2～4t之間，最高不超過(guò)5t，但是由于受一些不穩(wěn)定因素的影響，比如道路或者是施工環(huán)境，在進(jìn)行鋼構(gòu)件吊裝時(shí)需要使用25t的吊車，并且需要采用單點(diǎn)起吊的方式，但是如果是針對(duì)施工中次梁吊裝或者是拉條的工作，則需要使用8t的吊車。還需要說(shuō)明的是，在使用25t吊車進(jìn)行吊裝時(shí)，要注意連接好鋼柱和吊索，并且要把鋼管柱利用旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)行提升。在吊裝過(guò)程中，如果出現(xiàn)了扭曲或者是變形的情況，需要做到隨時(shí)調(diào)節(jié)鋼梁，在施工吊點(diǎn)中設(shè)置鋼絲，吊索和水平面之間的角度要控制在45～60度之間，最后施工人員需要保證鋼管柱處于水平或者垂直狀態(tài)。當(dāng)然如果在吊裝時(shí)部件比較復(fù)雜，可以利用雙機(jī)進(jìn)行臺(tái)吊，而且為了保證構(gòu)件受力均勻，可以讓螺栓穿入到構(gòu)件中來(lái)保證吊裝時(shí)施工的穩(wěn)定性。在完成吊裝工作后，還要進(jìn)行鋼管的質(zhì)量檢測(cè)。

1.2 螺栓連接

在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，由于螺栓連接操作方便，并且不需要耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，所以在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中被廣泛采用。螺栓連接在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中可分為高強(qiáng)螺栓和普通螺栓。針對(duì)不同的施工要求，還要對(duì)螺栓摩擦面的實(shí)際抗滑指數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，以高強(qiáng)螺栓為例，不僅要確定其廠家的生產(chǎn)批號(hào)，還要保證螺栓在鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)施施工過(guò)程中的應(yīng)用效果。一般高強(qiáng)螺栓在安裝時(shí)不能兼做安裝螺栓，應(yīng)先使用安裝螺栓和沖釘。另外在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工安裝過(guò)程中還要保證鋼結(jié)構(gòu)安裝的準(zhǔn)確性，保證栓孔之間相互對(duì)稱，螺栓連接要緊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

2 鋼結(jié)構(gòu)梁失穩(wěn)因素分析

鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是判斷建筑工程質(zhì)量和安全是否達(dá)標(biāo)的重要關(guān)鍵性指標(biāo)。在實(shí)際施工過(guò)程中，由于鋼結(jié)構(gòu)具有多種多樣性的特點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)的連接方式有多種不同方式，承載力也就有節(jié)點(diǎn)、梁柱和拱等不同的承載力，這也就使鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受很多不同因素的影響。具體來(lái)分析主要有以下幾點(diǎn)：①極值點(diǎn)失穩(wěn)。當(dāng)建筑鋼材制作的偏心受壓構(gòu)件的極限點(diǎn)在達(dá)到某個(gè)極限值后，失去穩(wěn)定性是比較常見(jiàn)的現(xiàn)象。所以說(shuō)在建筑施工過(guò)程中會(huì)普遍存在偏心受壓現(xiàn)象，尤其是在設(shè)計(jì)非對(duì)稱或者是某些特殊形狀載荷的時(shí)候，如果設(shè)計(jì)和應(yīng)用之間不能相匹配，也就容易產(chǎn)生不穩(wěn)定情況的發(fā)生。②分支點(diǎn)失穩(wěn)。分支點(diǎn)失穩(wěn)主要是由于在分支點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上不夠科學(xué)合理，從而導(dǎo)致局部鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。除此之外，完善直桿的軸心時(shí)會(huì)出現(xiàn)平板受壓面屈曲的情況，也屬于分支點(diǎn)失穩(wěn)。③躍越失穩(wěn)。這種失穩(wěn)主要是指鋼結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中，一段時(shí)間處于平穩(wěn)，一段時(shí)間處于失穩(wěn)狀態(tài)，在失穩(wěn)和平穩(wěn)兩種狀態(tài)中跳躍，從而造成整體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，這也會(huì)嚴(yán)重威脅建筑的質(zhì)量和安全。所以在實(shí)際建筑施工過(guò)程中，如果出現(xiàn)有這種跳躍失穩(wěn)情況發(fā)生時(shí)，就需要及時(shí)并調(diào)整鋼結(jié)構(gòu)的特性，保證整體穩(wěn)定后再進(jìn)行繼續(xù)施工工作。④其他失穩(wěn)情況。在鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，除了以上幾種失穩(wěn)類型外，還有這樣一些特殊情況，比如當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生了某些外力作用、變形、遭受腐蝕，或者是溫度條件的變化時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)整體的失穩(wěn)情況也會(huì)發(fā)生。

3 提高鋼結(jié)構(gòu)梁整體穩(wěn)定承載能力的幾點(diǎn)措施

為了保證鋼結(jié)構(gòu)梁不出現(xiàn)側(cè)向失穩(wěn)事故的發(fā)生，盡量提高鋼梁結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的承載能力。我們主要總結(jié)了以下幾點(diǎn)防止鋼梁失穩(wěn)的措施：①?gòu)?qiáng)化鋼梁側(cè)向的支撐體系。通過(guò)鋼筋混凝土和鋼板密鋪在梁的受壓翼緣，并將它們牢固連接，這不僅可以阻止梁受壓翼緣發(fā)生側(cè)向位移，還可以不計(jì)算鋼梁的整體穩(wěn)定性。還有一種情況也可以不計(jì)算鋼梁整體的穩(wěn)定性，就是針對(duì)H型鋼或者是截面工字型簡(jiǎn)支梁受壓翼緣自由長(zhǎng)度與其寬度的比不超過(guò)某個(gè)限定值時(shí)。當(dāng)然如果這些兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都不能滿足的話，就可以在鋼梁規(guī)定的范圍內(nèi)長(zhǎng)度設(shè)置幾個(gè)側(cè)向支撐或者扭轉(zhuǎn)支撐，如果設(shè)計(jì)支撐的剛度和強(qiáng)度達(dá)到了一定標(biāo)準(zhǔn)，就可以大大減小鋼梁的計(jì)算長(zhǎng)度，從而提高鋼梁側(cè)向失穩(wěn)的載荷臨界值。②鋼梁兩端的支撐條件。鋼梁容易失穩(wěn)還與鋼梁兩端的約束有關(guān)，約束越強(qiáng)穩(wěn)定性越差。因此，當(dāng)鋼梁支撐條件一樣時(shí)，用固支梁比簡(jiǎn)支梁具有更好的穩(wěn)定性。③ 科學(xué)合理設(shè)計(jì)截面類型和尺寸。造成鋼梁結(jié)構(gòu)側(cè)傾失穩(wěn)的一個(gè)重要因素就是橫截面的側(cè)向剛度比較小。所以科學(xué)合理設(shè)計(jì)橫截面的類型和尺寸，就可以提高橫截面的側(cè)向剛度，從而使鋼梁的整體穩(wěn)定承載力得到增強(qiáng)。④鋼梁的生產(chǎn)工藝和品質(zhì)。鋼梁的生產(chǎn)工藝和品質(zhì)也是影響鋼梁穩(wěn)定的重要因素，優(yōu)質(zhì)的工藝和品質(zhì)自然能是鋼梁的材料彈性模量能達(dá)到設(shè)計(jì)值，而且優(yōu)質(zhì)材料可以避免很多后期容易出現(xiàn)失穩(wěn)狀況。

4 支撐結(jié)構(gòu)方案分析

箱形截面對(duì)于桁吊梁以下鋼柱的承載強(qiáng)度較好，與熱軋H型鋼相比，箱形截面由于可以保證兩個(gè)方向受力，且受力比較均衡，所以在同等受力情況下，箱形截面平面內(nèi)截面尺寸較小，基礎(chǔ)短柱不會(huì)太大。另外，箱形截面由于沒(méi)有作為側(cè)向支撐力的墻面，所以為保證桁吊梁水平制動(dòng)和鋼柱側(cè)向穩(wěn)定，在桁吊南北運(yùn)行方向，桁吊牛腿標(biāo)高距離地面的中間位置，設(shè)置兩道橫梁。這樣不僅可以有效減小鋼柱的計(jì)算長(zhǎng)，而且減小了鋼柱的截面，同時(shí)也減少了材料用量。為了保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，如果在豎井內(nèi)立4根較長(zhǎng)的的立柱，可以采用橫梁朝兩個(gè)方向進(jìn)行拉結(jié)，這樣就可以形成比較穩(wěn)固的框架結(jié)構(gòu)體系。還可以在-16m標(biāo)高的地方用橫梁把截面和南北兩側(cè)的坑壁進(jìn)行拉結(jié)，橫梁的上方架起來(lái)鋼柱，用槽鋼進(jìn)行多點(diǎn)連接。箱形截面在選用時(shí)，處理了要計(jì)算單品鋼架建模外，還要驗(yàn)算水平和豎向載荷的單獨(dú)建模，使其都滿足支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，步伐越來(lái)越快的城市化進(jìn)程不僅帶動(dòng)了我國(guó)建筑行業(yè)的繁榮發(fā)展，也規(guī)范了建筑行業(yè)的質(zhì)量和安全。在建筑行業(yè)的規(guī)模和質(zhì)量不斷提升的背景下，鋼結(jié)構(gòu)梁的穩(wěn)定和支撐問(wèn)題就顯得尤為重要。建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)梁的問(wèn)題時(shí)，不僅要考慮鋼材料結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)，還要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)梁的穩(wěn)定和支撐做出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。因?yàn)檫@不僅關(guān)系到建筑的質(zhì)量和安全，更是涉及人民生命和財(cái)產(chǎn)，影響到整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益，所以設(shè)計(jì)人員要從人民生命安全角度考慮，努力進(jìn)行研究和探索，為我國(guó)建筑事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。