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。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:建筑工程项目;钢结构设计;稳定性
1导言
在进行钢建筑设计的时候,必须要遵从设计原则,保证所设计的结构具有一定的规范性和合理性,既安全又可靠。另外所设计的结构设计需要满足建筑的实际需求,必须有较强的强度、稳定性以及持久的耐性。在设计的过程中还要能够保证材料的节约,减轻钢结构的重量,并在设计过程中还要注意尽量减少制造以及安装时间,减少不必要的成本,只有这样才能够保证建筑工程项目中钢结构设计中稳定性。
2建筑钢结构应用优势
2.1建设速度快,承受应力能力强
建设速度快是钢结构建筑工程的一项优势,钢结构建筑方式由于很少使用混凝土等物质,不需要等待这些物质的凝结时间而可以不间断进行建造。并且钢结构建造方式的建造原料都是一些钢材,只需要使用铆钉等物品将其合理地连接起来,因而建设速度快。同时由于钢材具有重量轻,抵抗拉压扭等应力强的特点,使其在进行建筑的过程中已经凸显了其建筑的优势。我国在进行高楼建设的过程中均采用钢结构的建设方式,因为钢结构质量轻、承受应力强的特点,使其成为构建大楼主体材料的不二选择。
2.2钢结构质量轻,且可以拆卸
钢结构工程建设由于建设时是将多个钢材进行拼接才完成了工程,这也就促进了钢结构建筑的另一项特点。即拆卸方便刚才可以多次利用避免浪费,传统使用的混凝土钢筋结构建设完成后混凝土便无法再使用,并且当其废弃时,想要将其拆卸就成为了一个很大的问题。而钢结构建筑进行拆卸方便,并且钢材还可以回收进行二次利用。
3钢结构失稳因素分析
想要判断相关建筑工程的质量和安全,需要以钢结构的稳定性作为评判的关键性指标。然而,站在实际设计和施工角度,钢结构具备多样性特点。相比于传统钢结构混凝土结构,钢结构可以采用多种连接方式和结构特点,包括节点承载力、梁柱承载力、拱承载力等,还需要考虑更多影响钢结构稳定性的因素。站在实践视角,钢结构容易发生失稳的具体原因一共有四点:首先,极值点失稳。对于建筑钢材制作的偏心受压构件,极限点到达到一定程度后将失去稳定性,这是极限点失稳最常见的现象。偏心受压现象在实际工程施工中普遍存在,特别是在非对称结构或特殊形状荷载的设计中,或如果在以后的建筑使用中引入高质量的配件等,因设计和应用之间的不匹配,从而产生不稳定情况。其次,分支点失稳。这种情况主要是由于分支点结构设计不合理而导致局部失稳。完善直杆轴心时与平板受压面的屈曲等现象也包含在上述分支点的失稳中。再者,跃越失稳。此种类型和前两种理性不同,其既不是极值点又不是平衡分支点,是从平稳丧失后又想另个稳定平衡点跳跃的状态。简单来说就是这种失稳使以以上两种失稳结构为基础的一次性发展的结果,从而使总体结构都出现不稳定的情况,会严重的威胁到建筑的安全性。如果实际工程项目中有跳跃失稳状况产生时,需要立即进行加固处理并适时调整钢结构特性,只有当总体稳定性评估和标准要求相符合后方可再进行应用。最后,其他失稳。刨除上面说的三种主要类型,在钢结构中,若某些连接件发生变形、腐蚀,或钢结构某些主要部件在如外力作用和温度条件下遭受到损坏,也会使得整体结构出现失稳现象,其也就成了失稳的关键性因素。
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4建筑工程项目中钢结构设计中稳定性控制方法
4.1静力设计法
静力设计方法主要应用于钢结构弹性计算系统,又被称之为欧拉方法,是用于计算钢结构稳定极限承载力的基本方法。弹性计算方法确定微分计算方程时,需要满足一定的结构和力学假定如下:钢结构材料需要满足虎克定律基本要求,即材料的应力和应变之间成线性关系;计算模型应与实际结构保持一致,可以反应实际结构的弹性受力;确保施工过程的准确性,避免不合理施工导致实际模型与计算模型不一致。
4.2动力法
在钢结构体系的平衡状态下,若遭受到外部荷载的小扰动,就很容易产生振动现象。而所谓的动力法则是以动力学观点为基础来研究钢结构稳定性问题的。小扰动后,系统的小位移幅度决定了系统的临界载荷,而缓慢的速度变化是边界条件。当外部干扰后,钢结构的外荷载小于稳定极限值时,尽管发生了变形,但钢结构的变形位移和方向却在相反的方向上加速。存在互相抵消的态势,此时,当外部干扰消除后,当外部载荷消失时,移动将缓慢停止,钢结构将恢复平衡稳定状态;在外力干扰下,如果外荷载大于稳定极限值,钢结构也会发生变形。但其变形方向和位移方向与加速度方向相同,并呈现互相促进的态势,此时,将外力干扰解除,运动会持续运行不能停止,这时,钢结构失去平衡和稳定性。在振动频率为零的情况下,采用动力法可以得到钢结构在临界状态下的临界荷载。
4.3塑性设计法
塑性结构的原理意味着结构元件的塑性和强度高于标准载荷的设计乘以安全系数。钢塑的分析和一阶塑料的分析通常用于构建内部强度的结构分析。塑性分析的方法允许在材料结构进入可塑性之后重新分配内力,但是材料的结构必须具有很强的可塑性。设计时,限制法兰的尺寸和横截面。塑性设计方法是非线性的,但不能反映结构设计中的结构特征和材料范围。
4.4加强钢结构的防腐设计
钢结构在稳固性和经济性上虽然优于其他建筑结构,但是钢结构如果长期暴露于空气中非常容易受到潮湿环境的腐蚀,被腐蚀的钢结构的构件截面会因锈蚀减小,由此减小使钢结构的使用寿命。这就要求,设计者在进行钢结构设计的同时注意防护设计,防腐材料要能够充分阻绝氧气和水分对钢结构的侵蚀,具有较强的附着力。室内钢结构防腐材料的厚度一般在100μm左右,暴露于空气部分的钢结构防腐材料厚度一般在200μm左右,地面下钢结构材料需要特别采用混凝土进行包裹,在腐蚀性较强的环境中,则需要适用专门的防酸漆防止腐蚀。
4.5钢结构抗震设计
彻底了解钢结构之间的稳定性关系可以保证钢结构稳定性的设计,因此应该注意钢结构的抗震结构。在设计钢结构时,钢结构应尽可能简单和正确。连接钢构件时,应根据实际情况进行某些操作。为了使屋顶框架和屋顶板之间的连接,屋顶梁和柱足够稳定以改善钢结构的抗震性,可以提高建筑物的安全性能。此外,钢结构的抗震强度还取决于所选择的支撑形式和位置,因此在设计中应考虑这些因素,以减少这些因素对钢结构抗震性的影响。
5结论
总而言之,当前我国建筑业的发展已达到一定水平,其施工工艺和设计质量有了很大提高。基于对组合的钢结构在中国施工现场的实际情况,采取适当的措施,以优化钢铁结构,由此当项目由分析和讨论加速稳定性提高的稳定性的稳定特性的建设的基本结构。应用科学合理的优化策略和解决方案,更有效地确保未来建设项目的整体质量。
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论文作者:邓蓉芳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/21
标签:钢结构论文; 稳定性论文; 中钢论文; 结构论文; 建筑论文; 工程项目论文; 结构设计论文; 《基层建设》2019年第16期论文;