分析建筑工程項(xiàng)目中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的穩(wěn)定性

惠曉飛

（山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司 山西太原 030000）

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)建筑領(lǐng)域的發(fā)展也起到了良好的推動(dòng)影響和作用，建筑工程項(xiàng)目在規(guī)劃和建設(shè)過(guò)程中，不僅種類越來(lái)越多，范圍也越來(lái)越廣，規(guī)模越來(lái)越大。而無(wú)論是對(duì)于現(xiàn)代建筑物進(jìn)行建設(shè)或者是針對(duì)一些公路橋梁進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)，鋼結(jié)構(gòu)在其中都是必不可少的重要存在。鋼結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于其自身具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，比如強(qiáng)度高，性能堅(jiān)固穩(wěn)定等，所以在建筑工程的項(xiàng)目中應(yīng)用的相對(duì)比較廣。鋼結(jié)構(gòu)在應(yīng)用時(shí)，主要是將鋼作為主要材料，鋼結(jié)構(gòu)主要分為型鋼和鋼板這兩種不同的形式。在建筑工程項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)以及具體建設(shè)過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在其中具有不可替代的影響和作用。但是鋼結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，仍然會(huì)受到部分因素的影響，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性無(wú)法得到有效保證。所以必須要對(duì)現(xiàn)階段存在于其中的問(wèn)題進(jìn)行分析，這樣才能夠保證鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程項(xiàng)目中的應(yīng)用效果。

1 建筑工程項(xiàng)目中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏穩(wěn)定的主要因素

鋼結(jié)構(gòu)是近年來(lái)在建筑工程項(xiàng)目規(guī)劃和建設(shè)過(guò)程中非常重要的結(jié)構(gòu)類型之一，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量和水平，將會(huì)直接影響到建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量。要想從根本上保證建筑工程項(xiàng)目在規(guī)劃和建設(shè)過(guò)程中的質(zhì)量、安全性和穩(wěn)定性，就必須要將鋼結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性作為其中的主要判斷依據(jù)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。但是，如果是從設(shè)計(jì)、具體施工等角度出發(fā)，不難看出在實(shí)踐中由于結(jié)構(gòu)自身具有多樣性的特征，所以其自身的穩(wěn)定性也很難得到有效保證。鋼結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，與傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)自身需要利用多種不同類型的節(jié)方式，其中比較常見的就是梁柱承載力等，同時(shí)還要對(duì)會(huì)影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的諸多因素進(jìn)行判斷和分析。

1.1 極值點(diǎn)失去穩(wěn)定性

建筑工程項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中，由于鋼結(jié)構(gòu)在其中具有非常重要的影響和作用，會(huì)直接影響到整個(gè)建筑物的建設(shè)質(zhì)量。所以對(duì)于建筑鋼材制作而言，如果其自身的偏心受壓構(gòu)件相對(duì)應(yīng)的極限點(diǎn)在達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求或者是規(guī)定的程度之后，無(wú)法保證其自身的穩(wěn)定性，那么就會(huì)導(dǎo)致極限點(diǎn)出嚴(yán)重的穩(wěn)定性失衡現(xiàn)象[1]。與此同時(shí)，偏心受壓現(xiàn)象也會(huì)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)，尤其是在一些非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的構(gòu)建和具體應(yīng)用過(guò)程中更是如此。由此可以看出，由于在實(shí)踐中設(shè)計(jì)與應(yīng)用之間無(wú)法形成有效的匹配，那么勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致其自身的穩(wěn)定性無(wú)法得到有效保證。

1.2 分支點(diǎn)缺乏穩(wěn)定性

在對(duì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性失衡的諸多因素和條件進(jìn)行分析和研究時(shí)，不難看出分支點(diǎn)的穩(wěn)定性失衡也是其中比較常見的一種現(xiàn)象。導(dǎo)致這一現(xiàn)象出現(xiàn)的根本原因之一就是由于分支點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性和合理性，最終影響到局部的穩(wěn)定性狀態(tài)。除此之外，對(duì)于一些相對(duì)比較完善的直桿軸心而言，其與平板受壓面的屈曲現(xiàn)象，也會(huì)體現(xiàn)在分支點(diǎn)穩(wěn)定性失衡當(dāng)中。

2 建筑工程項(xiàng)目中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性的保證措施

2.1 靜力平衡法

眾所周知，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中非常重要的一部分，會(huì)直接影響到建筑工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量。要想最大限度保證鋼結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性，就必須要結(jié)合實(shí)際要求，對(duì)一些先進(jìn)的技術(shù)手段、控制方法等進(jìn)行合理的引進(jìn)和利用，這樣才能夠?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量提供有效保障。在具體操作過(guò)程中，可以對(duì)平衡法進(jìn)行合理的引進(jìn)和利用。這種方法當(dāng)中主要會(huì)分為兩個(gè)部分：①靜力平衡法；②中性平衡法。在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)平衡裝進(jìn)行分析時(shí)，其自身的穩(wěn)定性很難在實(shí)踐中得到及時(shí)有效的判斷和分析。在這種形勢(shì)下，就必須要結(jié)合實(shí)際要求，與外部荷載進(jìn)行有效結(jié)合，這樣可以對(duì)平衡法進(jìn)行合理利用，同時(shí)還可以對(duì)彈性結(jié)構(gòu)體系平衡路徑的最終分岔點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的臨界荷載等進(jìn)行最終確定。在具體分析和操作過(guò)程中，要提高對(duì)平衡分岔點(diǎn)彈性穩(wěn)定問(wèn)題的重視程度，同時(shí)還要對(duì)其進(jìn)行深入分析和研究。在經(jīng)過(guò)一系列的研究之后，發(fā)現(xiàn)分岔點(diǎn)通常會(huì)涉及到微小的變形結(jié)構(gòu)、原結(jié)構(gòu)狀態(tài)這兩種，這兩種狀態(tài)比較相似[2]。平衡法在提出以及具體應(yīng)用過(guò)程中，通常情況下必須要與結(jié)構(gòu)微小變形的應(yīng)力狀態(tài)來(lái)對(duì)其進(jìn)行分析，這樣有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)分岔屈曲荷載平衡方程合理的構(gòu)建，同時(shí)還可以對(duì)其中的最小解進(jìn)行計(jì)算和分析。要想保證該方法在應(yīng)用過(guò)程中的有效性和針對(duì)性，就必須要在具體的結(jié)構(gòu)構(gòu)建和利用過(guò)程中，獲取到符合實(shí)際要求的屈曲荷載，這樣可以為鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提供有效保障。

2.2 能量法

建筑工程項(xiàng)目在規(guī)劃和建設(shè)過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一直以來(lái)都是其中非常重要的一部分，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量和水平，將會(huì)直接影響到建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量，同時(shí)還會(huì)影響到建筑物在后期使用過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性。所以在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須要利用科學(xué)合理的方法，保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性。在對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)建和具體應(yīng)用時(shí)，不難發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)體系在最初的位置、或者是平衡狀態(tài)，勢(shì)必都會(huì)受到來(lái)自于臨界荷載不同程度的影響。在對(duì)臨界荷載進(jìn)行確定時(shí)，可以通過(guò)勢(shì)能駐值的條件來(lái)進(jìn)行確定。這種方法就是能量法，在該方法的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，總勢(shì)能的大小會(huì)直接對(duì)結(jié)構(gòu)體系的原始位置產(chǎn)生一定的影響。在對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行分析和研究時(shí)，不難發(fā)現(xiàn)如果外部負(fù)載相對(duì)比較小，同時(shí)又無(wú)法達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，那么總勢(shì)能在其中也會(huì)比較小。所以，在此時(shí)結(jié)構(gòu)體系的整體位置相對(duì)比較穩(wěn)定。但是如果外部荷載比較大，甚至已經(jīng)大于該定值，那么總勢(shì)能也會(huì)隨之越來(lái)越大。這樣就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)系的原始位置會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的不穩(wěn)定情況。在這種形勢(shì)下，可以結(jié)合實(shí)際要求，對(duì)勢(shì)能定理進(jìn)行科學(xué)合理的利用，同時(shí)還可以對(duì)臨界荷載值進(jìn)行計(jì)算，這樣可以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提供有效保障。

2.3 動(dòng)力法

結(jié)構(gòu)體系如果是處于平衡穩(wěn)定的狀態(tài)下，那么如果遭受到外部嚴(yán)重的荷載影響，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的振動(dòng)現(xiàn)象。動(dòng)力法在提出以及具體應(yīng)用過(guò)程中，其實(shí)該方法主要是將動(dòng)力學(xué)作為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的深入研究和分析。在這種影響之后，系統(tǒng)出現(xiàn)的位移幅度，將會(huì)直接影響系統(tǒng)的臨界荷載，速度的緩慢變化形勢(shì)也可以被看作是邊界的基本條件。如果外部出現(xiàn)嚴(yán)重的干擾現(xiàn)象，那么鋼結(jié)構(gòu)自身的外荷載無(wú)法達(dá)到極限值要求時(shí)，雖然出現(xiàn)了嚴(yán)重的變形現(xiàn)象，但是鋼結(jié)構(gòu)在此時(shí)的變形位移，通常其自身的方向會(huì)在相反的方向上進(jìn)行加速處理。也就是可以相互之間實(shí)現(xiàn)有效的抵消。如果變形方向與位移方向甚至是與加速度方向全部都一致時(shí)，那么相互之間可以實(shí)現(xiàn)相互促進(jìn)的狀態(tài)。在保證可以及時(shí)將外力清除的基礎(chǔ)上，可以促使運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)持續(xù)運(yùn)行，這樣鋼結(jié)構(gòu)就無(wú)法保證其自身的穩(wěn)定性。所以可以通過(guò)動(dòng)力法在其中的合理利用，得到鋼結(jié)構(gòu)在臨界狀態(tài)下的荷載，這樣才能夠保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語(yǔ)

建筑行業(yè)的整體發(fā)展?fàn)顟B(tài)普遍比較良好，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在其中具有非常重要的地位。所以在對(duì)建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)時(shí)，可以通過(guò)能量法、動(dòng)力法等各種不同類型的方法和手段，為鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提供保障，這樣才能夠?yàn)槿藗兲峁┌踩膱?chǎng)所。