建筑工程中钢结构设计的稳定性探讨

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:张金忠
[导读] 摘要:以钢结构为基材的建筑工程设计,其稳定性是建筑设计中的重要环节,决定着建筑结构的整体安全性和可靠性,同时对建筑结构的质量也有着重要的影响。
        中都工程设计有限公司  650000
        摘要:以钢结构为基材的建筑工程设计,其稳定性是建筑设计中的重要环节,决定着建筑结构的整体安全性和可靠性,同时对建筑结构的质量也有着重要的影响。在我国经济飞速发展的推动下,城镇中的建筑业发展迅猛,工商企业、名宅、基建等建筑项目逐渐增多,在保障建筑的质量和安全的前提下,对建筑设计者们也提出了更高的要求。本文旨在通过钢结构设计的要求和促进稳定性的关键因素进行探讨,以期为推进建筑行业的蓬勃发展提供理论依据。
        关键词:建筑工程;钢结构;稳定性
        Abstract:the stability of building engineering design based on steel structure is an important part of building design,which determines the overall safety and reliability of building structure,and also has an important impact on the quality of building structure.Driven by the rapid development of China's economy,the construction industry in cities and towns is developing rapidly.Industrial and commercial enterprises,famous houses,capital construction and other construction projects are gradually increasing.On the premise of ensuring the quality and safety of buildings,higher requirements are put forward for the architectural designers.The purpose of this paper is to discuss the requirements of steel structure design and the key factors to promote stability,in order to provide a theoretical basis for promoting the vigorous development of the construction industry.
        Key words:Construction Engineering;steel structure;stability
        引言
        二十一世纪以来,我国城市化发展迅速,加快了城市建设进程,城市内的各种建筑拔地而起。在科学技术的推进下,建筑工程中钢结构的设计方法发生了变化。如今,建筑工程施工中钢结构被广泛应用,使得钢结构的设计日趋系统化、科学化、合理化。但是,在当下的建筑工程中,钢结构设计还存在一些不足,需要及时加以解决,否则会影响钢结构的稳定性,使得建筑施工要求不能达标。
        一、钢结构设计的要求
        首先,钢结构的总体设计方案一定要对组件以及整个系统的稳定性达到要求标准。目前现代建筑设计将稳定性构建在平面系统中。从构建的框架表面结构看是不会引起表面不稳定的,必须将设计必要的支撑原件从总体布置中分离。其次,实际计算方法和结构计算方案要尽量简化,这对于计算框架结构的稳定性非常关键,在实际的设计方案中,梁框架和梁受到较高压力的框架可能存在不一致。再次,要协调项目结构的详细结构和组件可持续性的计算,使得结构项目和结构计算两者保持一致性,在不传递弯矩的情况下传递弯矩所需的接头应具有足够的刚度或柔韧性,这些问题是设计人员在处理结构细节时要重点考虑。
        二、建筑工程中钢结构稳定性的设计特点
        (一)钢结构的多样性
        钢结构的稳定性受到钢结构多方面设计的影响,可以认为钢结构在各方面的设计能够决定钢结构的稳定性,在设计的过程总需要对各个环节进行充分的思考,最重要的是钢结构中有关的受压部位。有些建筑工程的钢结构会出现结构的变形,这一过程所承受的压力,容易导致钢结构失去稳定性。
        (二)钢结构的整体性
        钢结构实际上是一个有机组合的整体,是由多种部件组合而成。如果当中某个部件出现问题或者是变形,那么就会使得其他的部件产生连带反应,从而使得钢结构整体失去稳定性。


        (三)失稳与整体刚度
        钢结构中的基材刚度对稳定承载能力有着密切联系,而钢结构是否具有较好的刚度取决于它的整体构成,其稳定是关于结构整体的重要问题。在实际的建筑设计中,对建筑稳定性的具体问题处理时,必须坚持整体结构的稳定性,是因为钢结构的各个组成部分能够保证稳定性对于整个结构整体产生影响。钢结构内部构建基材出现了细微的变形,会对整个支撑内力的分布所影响,导致局部发生弱化,而受到弱化的局部又反过来影响整体的承载能力[1]。
        三、建筑工程中钢结构稳定性的设计原则
        钢结构建筑设计要具有稳定性,确保整体建筑结构的整体安全,尤其要确保钢结构设计中各部件的稳定性。
        (一)确保各个组件的稳定性
        从当下我国的建筑工程特点来看,决定建筑工程质量的优劣是钢结构的优劣,并且钢结构的优劣是建筑结构整体稳定性的重要指标。所以,在钢结构建筑设计中,要严格把控钢结构的稳定性,确保钢结构不会出现失稳现象。钢结构的前期设计非常复杂,设计者们需要利用专业的数据分析以及先进的技术设备,对钢结构的各项技术指标进行严格的检测。钢结构在多项指标质检达标后,才能投入使用。而具体的技术参数指标包括水平荷载系数、抗震强度系数和结构的阻尼比等。以水平荷载为例,建筑工程在理想的施工环境之下,只有确保竖向荷载为零,水平荷载才能够为零,但是在实际施工中,荷载的程度会有所不同,尤其是风荷载,会对建筑的水平方向的稳定性带来定的影响[2]。
        (二)剪力调整问题
        现代建筑在设计上越来越复杂,不再是以对称为设汁主流,在建筑设计中出现多种多样的形式,尤其是运用斜柱来进行建筑建设。其与垂直部件相比,棱角更分明,更具有倾斜度,因此,对于建筑构建的剪力要求也有所提高。设汁者们通常为了方便,直接将垂直构件作为柱子,将斜柱作为斜杆,虽然这有一定的不合理性,好在对于建筑的整体结构稳定性的影响并不大。然而,要进行框架柱的剪力调整,就会有严重的影响[3]。
        (三)强柱弱粱的设计
        在具体钢结构建筑设计时,需要考虑到柱和梁之间的整体性。运用科学合理的钢结构设计,使得钢结构具有较强的承受力,在遇到强震或者是水平荷载较大时,梁可以承受大部分的压力,而减少柱子的承受力,这样可以保障建筑在遇到强震和重大压力的时候不致予瞬间就垮塌。粱的设计要具有强大的抗压性,能够较容易的恢复到原始的形态,这样能够极大的减轻压力,保障钢结构的稳定性[4。]
        四、增加节点连接设计中的稳定性分析
        在过去的建筑钢结构计算中,设计流程通常被设计人员进行简化,将建筑钢结构中的相关柱梁连接简化为刚性连接或者理想的铰接。这样做出现的问题是,一方面将这些梁柱连接简化为刚性连接,显著的缺点是其夹角不会发生形变;另外一方面,如果将结构的梁柱视为理想化的铰接那么在后期计算中这些梁柱则不会对建筑钢结构的弯矩进行传递。因此,如果将这些梁柱简化为完全刚接则会使得建筑设计框架的侧移量估计值减少,梁柱连接的刚度估计值过高;但如果将这些梁柱简化成为理想铰接,则会导致后续建筑钢结构计算时框架侧移量过多,梁柱的连接刚度的相关估测值过高,使得建筑钢结构柱体的稳定承载力理论值过大,导致最终建设的建筑物由于并没有如此巨大的稳定性,因而在设计过程中应当适当加强对建筑钢结构节点连接设计中的稳定性分析[5]。
        结束语
        改革开放以来,我国现代化城市建设的快速发展,钢结构设计在建筑设计中越来越重要。确保工程质量达标,必须对建筑钢结构设计稳定性加以足够的重视,它是人民群众的生命安全的基本保障。设计师在钢结构设计时,要重点了解结构构件的稳定性,以确保建筑工程的稳定性。
        参考文献:
        [1]王益民.建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点探究[J].建材与装饰,2019(35):102-103.
        [2]张旭,佟欢,董巍,辛明,韩刚.建筑结构中关于钢结构设计的问题探讨[J].居舍,2019(35):93-94.
        [3]樊哲琳.建筑工程项目中钢结构设计中稳定性分析[J].江西建材,2019(11):50-51.
        [4]张谊平.建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点分析[J].门窗,2019(21):140+142.
        [5]周劲.建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点探究[J].门窗,2019(21):141-142.
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