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建筑工程项目中钢结构设计的稳定性探究

2020-06-09王欣

中国房地产业·中旬 2020年12期
关键词:钢结构稳定性建筑工程

王欣

摘要:随着我国综合实力的不断提升,社会各行业各领域都取得了长足的进步。而面对现代化城市建设进程逐渐加快的情况,建筑行业积极实施改革和创新,从而提升自身竞争实力,满足社会发展需要。本文针对建筑工程项目中的钢结构设计的稳定性,展开了合理的分析和研究,从而找寻到有效提升钢结构稳定性的措施。

关键词:建筑工程;钢结构;稳定性;探究

1  引言

随着科学技术的发展,大量的科技成果运用到了社会生产中,其中在建筑领域中,新型的建筑材料投入到建筑工程中,这极大的提升了建筑行业的发展。而钢结构作为新型的建筑方式,已经成为现代工程项目建设的重要组成部分,其具有众多的优点例如,施工周期短、施工工序简单、抗震性能强和自重轻等。但是由于钢结构建筑方式还处于开发阶段,所以在工程建设中含存在着诸多问题,例如钢结构的稳定性问题,就是严重影响钢结构建筑发展的重要因素。因此,为了使钢结构建筑方式更好的服务于社会,就应该针对其稳定性,进行合理的改进和创新,从而使钢结构的稳定性符合现代建筑的要求。

2  钢结构失稳的原因分析

建筑工程中的钢结构在受到外界因素的影响下,能否快速的恢复到原来的平衡状态,被称之为钢結构的稳定性。众所周知,建筑物在外界因素的作用下,会导致内部钢结构出现失稳现象,从而使整体建筑物的结构受到损伤,这不仅会影响建筑物的使用寿命,还有可能导致建筑物发生倒塌。因此为了保证钢结构具有良好的稳定性,必须对其失稳原因进行详细的分析和研究。

2.1  钢结构疲劳破坏导致失稳

钢材在长期的荷载作用下,会产生疲劳破坏现象,而疲劳破坏通常一会发生在钢结构和钢构件中,此种现象会严重影响建筑工程的质量。而在对钢结构疲劳分析中可以得出当循环次数N<105时,可以称之为低周疲劳,当N>105时可以称之为高周疲劳。例如,在建筑工程实际施工中,吊车梁、桥梁等都长期的受到了荷载作用,所以循环应力通常会超过105,此种状态下的钢结构处于疲劳破坏状态中,因此会导致建筑工程出现失稳现象。另外,钢结构疲劳破坏还会受到钢材质量的影响,当钢材质量部符合标准时,就会使钢材的抗疲劳性能减弱,从而使钢材不具备较强的承载力。此外,影响钢结构疲劳破坏的原因还有很多,例如钢结构构件加工时存在缺陷、结构构件中较大应力集中区等。

2.2  钢结构构件局部稳定性较差导致钢结构失稳

2.2.1  钢结构构件的稳定性不满足建筑要求。例如T型和槽型等截面的翼缘宽厚比和腹板的高厚比大于限值时,就会发生局部失稳。因此,为了保证构件局部稳定性满足要求,就应该特别注意组合截面构件的设计方式。

2.2.2  局部受力部位加劲肋构造措施不合理。当构件的局部位置受到外力时,而没有设置支撑加劲肋,从而使外力直接作用到较薄的腹板,进而造成了钢结构构件局部失稳现象。另外,如果钢结构构件运输单元的两端,以及较长构件的中间没有设置横隔时,截面的几何形状难以保持不变,并且容易导致钢结构构件丧失稳定性,从而发生局部失稳的现象。

2.2.3  吊装时吊点位置选择不合理。在建筑施工中时长需要进行吊装作业,而在进行吊装作业时,由于吊装人员的疏忽大意,会导致吊点的选择有失合理性。在这种情况下,会对钢结构局部位置造成较大的压应力,如果钢结构具有较大自重时,就会造成局部失稳现象的发生,甚至会使钢结构发生严重的变形。因此钢结构在设计时,应该在图纸上标注出吊点的位置,同时还要对吊装作业的施工方法,进行详细的注解,从而保证开展吊装作业时,不会造成钢结构局部失稳现象的发生。

3  钢结构建筑稳定性设计改进措施

3.1  钢结构稳定设计的准则

首先,结构的整体结构和布置,必须结合整个建筑体系和组成部分的稳定性要求。现代钢结构建筑设计主要是进行平面设计,所以在设计时要确保平面结构构件的出平面稳定计算,和结构布置保持一致[3]。其次,钢结构在设计中应该保证结构计算简图与实用计算方法所依据的简图保持一致。这一点对于钢结构稳定性设计具有重要意义,简图如果不同,就会导致计算结果出现误差,所以设计师在设计时,要明确简图的准确性,并且要严格按照简化要求进行简化,以免造成钢结构建筑失稳。最后,钢结构设计中,还应该保证设计结构的构件和细部构造,这两者的稳定计算要相互配合,并且要具有一致性。

3.2  结合现场施工情况合理的进行钢结构稳定性设计

工程项目在设计环节应该对施工现场进行实地考察,从而使设计师能够全方位的了解现场情况,从而有效的结合实际完成钢结构建筑的设计方案。而通过施工现场的实地考察可以对现场环境、地质和工程需求,进行一定的了解,从而为增加钢结构稳定性提供依据。另外,工程建筑设计人员,在制定设计方案时,应该针对施工过程中,有可能造成结构变形和下沉的因素,实施有效的预防措施,并且根据预测分析对设计方案实施有效的整改。

3.3  不同的建筑应该采取不同的设计方法

现代工程项目具有复杂多样的特点,并且工程项目的职能也不同,所以在设计环节中,建筑设计师应该根据工程项目的职能,以及建设过程中的要求,采取与之相应的设计手法,从而保证工程建筑的安全性和可靠性。例如,钢结构的稳定性,与建筑的高度密切相关,在我国建筑行业中,通常十二层以下的建筑可以采用钢结构,并且在采用钢结构时,应该将建筑设计成对称的形式,从而可以提高建筑的稳定性[4]。另外,由于现代建筑越来越复杂,所以在设计时针对复杂的计算和布局,可以充分的利用相关的计算机设计软件,以此提升设计质量和精准度。

4  结语

综上所述,建筑工程项目中钢结构的稳定性,是决定整体建筑的基础。由于钢结构具有众多的建筑有点,所以在建筑行业中得到了良好的运用,但是由于稳定性的限制,严重阻碍的钢结构建筑方式的发展。为有效提升钢结构的稳定性,就需要在设计环节进行相应的改革,同时为了提升设计方案的质量和精准性,建筑设计师应该多去施工现场进行实地考察,然后针对施工现场有可能出现的问题,在设计方案上实施有效的避免措施。

参考文献:

[1]季园园,杨洁.建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点分析[J].中国住宅设施,2020(01):12-13.

[2]彭声美.标准化建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点分析[J].中国标准化,2017(20):167-168.

[3]毕凌宇.浅析钢结构设计的简单步骤和设计思路[J].城市建设理论研究(电子版),2017(03):49-50.

[4]郭宪刚.浅议建筑钢结构的稳定性设计[J].山东工业技术,2015(12):90.

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