鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計穩(wěn)定性原則及其設(shè)計要點綜述

李鋼 王杰

摘 要 隨著我國社會的不斷發(fā)展，建筑業(yè)也在不斷發(fā)展壯大，建筑工程也逐漸增多。同時由于生活水平提升，人們對建筑質(zhì)量的要求也越來越高，這就要求建筑工程項目必須整體提升建筑質(zhì)量和水平。針對這種狀況，為了更好地滿足發(fā)展需求，建筑師在建設(shè)中應(yīng)用了鋼結(jié)構(gòu)，加快了施工進度并提升了結(jié)構(gòu)性能。在設(shè)計建筑鋼結(jié)構(gòu)時，需要設(shè)計者落實穩(wěn)定性，并綜合考慮所有因素然后再合理設(shè)計，以保證建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全。

關(guān)鍵詞 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計;穩(wěn)定性原則;設(shè)計要點

我國建筑行業(yè)的建筑規(guī)模正在逐漸擴大，而鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可以有效縮短建筑工程的施工工期，提升建筑工程的經(jīng)濟效益。但在應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)時也要注意其設(shè)計的穩(wěn)定性，否則出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失衡會造成嚴重后果。因此在進行鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計時，設(shè)計人員要認真嚴謹，保證設(shè)計的穩(wěn)定性。

1鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計概述

我國的建筑工程中最常應(yīng)用的建筑材料是鋼鐵材質(zhì)，這類材料的硬度較高且韌性強，便于進行結(jié)構(gòu)性彎曲，因此在較大型的建筑工程中被廣泛應(yīng)用[1]。而鋼結(jié)構(gòu)則主要是用鋼作為主要材料，將鋼梁和鋼板等部位配件進行焊接或者利用螺絲連接起來，最終形成一個完整的鋼結(jié)構(gòu)。另外鋼結(jié)構(gòu)的負荷強度較好，將鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用在建筑工程中，可以有效提升整個工程的效率，并保障建筑物的質(zhì)量。

2鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性原則

首先，設(shè)計人員對鋼結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時要遵循其穩(wěn)定性原則，促使建筑物長久穩(wěn)定。由于鋼結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性較強且能夠長久保存，因此對于建筑工程來說是必不可少的。在實際的建筑工程施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)在受到外界重力作用時，因其自身的穩(wěn)定性在此情況下依然可以保持完整，因此設(shè)計人員在進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時要充分發(fā)揮其穩(wěn)定性作用。同時設(shè)計人員也要綜合考慮會對鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的因素，并進行合理規(guī)避。

其次，鋼結(jié)構(gòu)在保持其穩(wěn)定性的同時鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)性也較強，在進行鋼結(jié)構(gòu)實際應(yīng)用過程中，一旦鋼結(jié)構(gòu)部分發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，就會造成建筑物整體傾斜或者坍塌，這是因為鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)性特征造成鋼結(jié)構(gòu)一個部分出現(xiàn)問題其他設(shè)計結(jié)構(gòu)也會受到影響，導(dǎo)致整個設(shè)計結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性降低。

最后，在設(shè)計時要遵循統(tǒng)一性原則。設(shè)計人員在進行鋼結(jié)構(gòu)框架的設(shè)計時，要對其進行精確的計算，利用整體架構(gòu)中的平衡關(guān)系進行計算，這是較關(guān)鍵的部分。但在實際設(shè)計中，設(shè)計人員基本都是依據(jù)自己的設(shè)計經(jīng)驗進行設(shè)計，忽略其存在的關(guān)系，直接進行整體架構(gòu)的穩(wěn)定性計算，這樣對于整個設(shè)計來說并不全面，也會因此產(chǎn)生一定程度的安全隱患，必須將兩者同步結(jié)合進行計算，才能確保其統(tǒng)一性。

3鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計要點

3.1 鋼結(jié)構(gòu)在施工中的合理布局

在建筑工程施工中，鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性尤其重要。設(shè)計人員在進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，對結(jié)構(gòu)的局部和整體要進行科學(xué)合理的布置，增強其建筑穩(wěn)定性。我國目前在建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中要依據(jù)平面體系進行設(shè)計工作，所以框架結(jié)構(gòu)是建筑工程能夠順利施工的前提條件。而為了確保平面結(jié)構(gòu)在施工中的保持穩(wěn)定性，就需要對整體結(jié)構(gòu)進行合理的優(yōu)化且增加關(guān)鍵階段的支撐構(gòu)件，同時也要保證鋼結(jié)構(gòu)的位置與平面構(gòu)件的穩(wěn)定性一致，進而保證整個建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.2 載重設(shè)計

承重負載能力是鋼結(jié)構(gòu)在進行設(shè)計時首先需要考慮的問題。目前的鋼結(jié)構(gòu)主要采用T或者L字形的設(shè)計形態(tài)，在力學(xué)上認為這種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更高，將建筑整體的重量進行合理的分散，達到平衡支撐的效果。鋼結(jié)構(gòu)在建筑搭建中會在建筑外圍進行使用，并且要依據(jù)結(jié)構(gòu)需要在受力位置進行支撐。同時在使用時要做到對稱，使建筑物的整體作用力分散在每個鋼結(jié)構(gòu)上，避免出現(xiàn)個別鋼結(jié)構(gòu)承重超標。另外，施工人員在進行鋼結(jié)構(gòu)施工時，必須嚴格按照設(shè)計圖進行施工，并完全依照設(shè)計數(shù)據(jù)進行相應(yīng)位置的放置[2]。這就要求在施工中，各個部門都要進行協(xié)調(diào)配合，按設(shè)計標準、設(shè)計方案嚴謹施工，將建筑工程中的每一個細節(jié)認真落實。

3.3 簡體結(jié)構(gòu)

簡體結(jié)構(gòu)在我國目前的建筑工程結(jié)構(gòu)中的受力性極強，它可以承受水平力并具有較強的抗彎剛度，在建筑外墻或者內(nèi)墻進行應(yīng)用，可以起到多重抗震防線的效果。這種鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑中的應(yīng)用更為廣泛，例如我國首都北京的國貿(mào)中心，它的內(nèi)筒就是運用的鋼框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛度較均勻，也具有較好的延展性。

3.4 穩(wěn)定性

鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與所用鋼材料質(zhì)量有直接關(guān)系，必須保證鋼結(jié)構(gòu)整體用料符合設(shè)計標準。并且要維持鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，工程維修人員要對所用鋼材料進行仔細的檢查，同時針對鋼結(jié)構(gòu)承壓部分力度的極值點進行計算，若出現(xiàn)極值點誤差，及時進行調(diào)整，以確保鋼結(jié)構(gòu)在使用中保持穩(wěn)定[3]。

3.5 鋼結(jié)構(gòu)的防腐抗火

鋼結(jié)構(gòu)的選擇要注重穩(wěn)定性，且整體構(gòu)件的設(shè)計都要耐火。也可以將防火的涂料在鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點位置進行填涂，這就要求所選擇的涂料要有一定厚度，進而保證其防火性。而針對鋼結(jié)構(gòu)因為化學(xué)以及電化學(xué)導(dǎo)致的腐蝕，需要進行防銹漆的涂抹，并依據(jù)建筑工程的整體情況以及后期的養(yǎng)護工作進行防腐涂抹的選擇。

4結(jié)束語

綜上所述，在進行鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計時，要依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性原則進行設(shè)計，預(yù)防結(jié)構(gòu)失穩(wěn)造成的建筑事故。只有確保鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，才能保證建筑物的整體穩(wěn)定。因此，在進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時要注重穩(wěn)定性設(shè)計，不斷進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方案優(yōu)化，增加鋼結(jié)構(gòu)的建筑的整體穩(wěn)定性能，提升建筑工程的安全系數(shù)。

參考文獻

[1] 韓冬杰，賈林毅.淺談建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計穩(wěn)定性原則和設(shè)計要點[J].建筑建材裝飾，2017，（17）：152，155.

[2] 許靜波.建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性與設(shè)計要點分析[J].建材發(fā)展導(dǎo)向：上，2017，15（4）：159-160.

[3] 蔡濤濤.建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性研究及設(shè)計要點[J].環(huán)球市場，2017，（4）：311-311.

作者簡介

李鋼（1987-），男，江蘇省泰州市人;學(xué)歷：大學(xué)本科，工程師， 現(xiàn)就職單位長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限責任公司，研究方向：工程結(jié)構(gòu)設(shè)計、巖土工程設(shè)計。

王杰（1987-），女，湖北省宜昌市人;學(xué)歷：研究生;工程師， 現(xiàn)就職單位：長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限責任公司，研究方向：水工結(jié)構(gòu)、建筑結(jié)構(gòu)。