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摘要:现阶段,由于我国社会经济的蓬勃发展,社会各阶层的生活都朝着更好的方向发展,工程项目种类繁多,正在继续施工。无论是在现代建筑还是公路桥梁施工中,钢结构都得到了广泛的应用。因钢结构具有自重较轻且强度较高等优点,在各种工程的施工领域中被广泛的应用着。所谓的钢结构主要指的是以钢为主要建筑材料的现代建筑结构。型钢和钢板是钢结构的主要形式。其构件间主要是通过铆钉和焊缝等方式进行的连接,从而才能够形成轻度高和结构特性的钢结构部件。因为钢结构通常会应用在桥梁建筑等中,所以钢结构对稳定性的要求极其高,如果稳定性失衡则将会引发严重的事故,使财产和人身安全受到严重的损害,所以,在钢结构的发展中,最关键的一个问题就是如何提升钢结构的稳定性,有待遇业界人士持续的研究和探索。
关键词:钢结构设计;稳定性;分析
前言
现阶段,随着社会经济以及科技的持续发展,建筑功能性也逐渐趋于多样化,而因为钢结构有较大的空间热性,所以,在一些商业、工业建筑中应用较广。又因钢结构有较低的节点,整体性能不及钢筋混凝土,因此,钢结构的稳定性成为了有关设计和施工单位主要强化的一个指标。从目前的研究现状来看,稳定性失稳的来源分析和稳定性失稳的处理占了较为主要的地位。然而,对结构设计的稳定性分析和设计原则、结构设计中内容的关键领域的研究还较为稀少。为此,文章将以此为基础,详细阐述了建筑工程项目中钢结构设计中的稳定性,以期可以为业界人士提供一定有价值的参考。
1钢结构稳定性设计的特点
1.1设计同实际状况统一
对于实际的建筑物在设计时,通常要对多种因素进行充分的考虑,如建筑性能、钢结构的搭配材料质量、施工对施工水准、施工环境、楼层高度以及抗震性等。如果要使钢结构具备良好的安全、稳定性,则需要充分考虑影响钢结构设计的这些因素,从而科学的制定出一套经济合理、符合多种因素的最理想的结构设计方案。
1.2钢结构形式多样化
钢结构的形式呈现多样化形式,和普通钢结构的自重相比,其自重较轻;预应力钢结构的承载力明显高于普通钢结构,但钢耗较低;与普通钢结构相比,它更美观,节省了大量钢材;与普通钢结构相比,钢结构的整体强度和塑性韧性有了较大的提高,钢耗降低,目前钢筋混凝土组合结构得到了广泛应用等。不同的建筑物会应用不同的钢结构,具有各自的优点,在对建筑进行设计时,应根据建筑物的实际需要选择最佳的使用。不管何种钢结构,都必须考虑其稳定性。钢结构的重量、塑性、强度、韧性和工业化程度都很好,然而,刚度保证了低稳定性,这通常需要验算。钢结构稳定性包括局部稳定性和整体稳定性。单钢构件对大型建筑的承载力影响不大,它必须以许多单独的刚性构件连成一个整体而进行受力,不同的连接方式有不同的受力范围,需要科学的分析、讨论和研究。但,站在局部角度看,钢结构构件是由多个效的钢杆件组成,它还承受一定的压力,并逐层细分。在钢结构设计中,还需要充分考虑防止由于小错误导致整个钢结构的倒塌。
1.3局部连接安全影响钢结构整体稳定性
许多构件通过各种施工技术组装成钢结构。构件连接的稳定性影响着局部结构的安全,因此,它威胁到整体安全,只有处理好细节,才能充分保证结构的整体安全。在进行实际施工时,需要安全评估部件连接处的施工工艺,从而选择出最佳的方案开展施工,另外,要详细记录施工细节,从而为后期查验和复核奠定基础,为了防止返工问题的发生,钢结构的经济性和安全性必须统一。
2钢结构设计中的稳定性分析
当前阶段,随着建筑技术的持续进步,高层与超高层建筑不管数量亦或是规模都呈现增多的趋势,并且在多数高层建筑中,广泛的应用着非对称式的设计,鉴于此种形势下,在工程建设中越来越多的应用斜柱,其相比于垂直构建,斜柱的倾角较为显著,这在一定程度上使得建筑构建的剪力设计难度更大。需要重点关注的问题是,在对钢结构进行设计时,很多设计者为了方便操作,经常将垂直构件简化成柱子,另外,将斜柱简化成斜杆,这样,尽管操作变得简单了,然而在剪力调整时,会严重影响到设计方案,斜柱虽然使为了支撑水平方向的,然而在具体应用中斜柱同样也会对相应的水平荷载进行支撑,在对剪力进行调整时,若将斜柱简化成斜杆,对这些问题加以忽略,将产生较大的偏差。想要解决上述问题,则需要严格根据有关规范标准去开展设计,避免对设计流程进行盲目简化,并对多方面因素加以综合考虑,从而为钢结构的稳定性奠定基础。
2.2强柱弱梁设计中的稳定性
一般而言,在钢结构建筑中,最无法获缺的构件就是柱、梁,在对钢结构进行设计时,若要更好的分析钢结构的稳定性,则需要对柱、梁的整体性进行全面的考虑,而需要对一点加以明确:当遇到强震亦或是有较大的水平荷载时,钢结构的塑性铰不在柱子上,而是在梁上,只有这样,才能最大程度确保钢结构的稳定性,防止破坏钢结构。所以,设计者需要在设计时对国家相关规定进行严格的遵守,特别是在设计强柱弱梁时,要详细的计算弹塑性,从而确保塑性铰在梁上而非柱上,若和上面的标准无法符合,则要对原因进行及时找出,并合理的加以调整,然后再计算弹塑性,一直到塑性铰在梁上为止。
2.3节点连接设计中的稳定性
在之前的钢结构设计中,为了使设计流程简化,设计者通常将梁柱节点的连接看作是完全刚接亦或是理想铰接,然而,需要重点关注的是,对于完全刚结而言,框架在经过负荷变形后,梁柱夹角不会出现变化,理想铰接即为梁柱不会出现传递弯矩。随着当前钢结构节点连接形式的提取丰富,在对钢结构进行设计时,不能一味的将某一部分的节点看作为完全刚接或理想铰接。举个例子,在进行施工时,应用较为广泛的的就是半刚性节点连接,若在进行设计时把半刚性节点连接看作为理想铰接,将会使得框架的侧移量估计太高,而导致梁柱连接刚度估计偏低,最终使得柱的稳定极限承载力有过低的理论值,假如将半刚性节点连接看作为完全刚接,则将会使得框架侧移量估计偏低,而且梁柱的连接刚度有偏高的估计,进而使得柱有较高的稳定极限承载力理论值。所以,设计者需要根据具体情况严格的对节点连接刚度进行设计,防止对设计流程进行简化,从而使钢结构的稳定性更强。
结束语
总而言之,在现阶段,钢结构的应用十分广泛,对钢结构稳定性的提升,既能够最大程度确保项目工程施工质量,同时,也可以为未来安全使用保驾护航。所以,现关部门需要深化认识钢结构的稳定性设计,并且强化对钢结构的设计管理,从而使设计者的思想认知水平得以有效提升,并且最大程度的确保钢结构的设计者能可以严格按照相应的设计规章标准开展具体的设计工作,同时,还能够结合具体情况详细分析、了解工程的情况,进而使钢结构稳定性得以有效的提升,从而为我国钢结构工程行业的健康、有序、可持续发展奠定坚实的基础。
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