建筑工程项目中钢结构设计中稳定性分析论文_杨学莲

建筑工程项目中钢结构设计中稳定性分析论文_杨学莲

天津市规划和自然资源局宝坻分局 天津 301800

摘要:改革开放后,我国的社会经济不断发展和进步,促进了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,在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,可以为业界人士提供一定有价值的参考。

关键词:建筑工程项目;钢结构设计;稳定性;分析

引言

随着近些年我国建筑事业的高速发展,不仅建筑规模、建筑数量得到大幅度提升,建筑类型也呈现出多样化发展趋势。钢结构建筑以其稳定性强、抗震性能好、经济效益高、可操作性强等特征得到广泛运用。随着钢结构建筑的增多,其结构设计问题愈发明显,急需加强结构设计及其相关问题的研究,进行处理,提升结构设计科学性、合理性,确保钢结构建筑优势的有效发挥。

1建筑结构设计的基本概念

建筑结构设计分为3步。

1.1建筑结构设计部分,包括外观以及内部构造,在设计过程中,要结合现场情况以及建筑要求进行设计,在设计上综合各方面因素,然后制订设计方案,最终完成设计目标,同时要考虑实际需求。

1.2具体的计算设计步骤,这个阶段主要是通过先进的科学技术手段来进行荷载效应组合下结构荷载计算,经过技术分析以及实际情况,对设计中存在的问题进行合理改进,以制作出符合实际需求的设计方案。

1.3施工图纸的再加工和处理,其中要对设计内容进行相应完善,优化相应设计内容,以降低在施工中出现的问题,避免出现因设计图存在不合理导致的施工问题。

2建筑工程施工中钢结构技术存在的主要问题

2.1钢结构技术标准不规范

由于受诸多因素的影响与各种条件的限制,我国部分建筑工程企业在钢结构技术应用中缺乏规范性。在相关钢结构技术应用方面经常存在不合理投入与实施。这些都体现在钢结构技术标准不严格、不规范等方面。甚至部分施工单位还处在相对传统陈旧的管理状态,对建筑钢结构技术与钢结构工艺的要求没有达成标准化,进而导致工程质量与进度受到较大影响。其次,对钢结构材料选购与投入方面也缺乏管控力度,在没能保证材料质量在合格情况下投入现场,对日后工程质量及安全埋下了隐患。

2.2结构焊接设计问题

钢结构建筑施工建设过程中,涉及到焊接内容相对较多,因此焊接工艺选用的科学与合理,对钢结构建筑结构安全与可靠存在直接影响。这就需要相关工作人员能够立足实际情况,结合建筑结构受力情况、钢材焊接性能,确定焊接等级。并在设计中,明确焊接工序、焊接控制变量、焊接质量检验方法,为结构焊接施工提供有益指导,确保焊接质量符合建筑项目建设要求。在结构设计中,由于存在图纸套用、设计审核形式化、设计程度不足等现象,易出现焊接等级选择不科学,焊接方案不合理问题,引发结构变形、坍塌等问题的产生。

2.3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。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。

3建筑工程项目的钢结构稳定性设计措施

3.1钢机构设计要确保各个层面的稳定性

现阶段,由于钢结构自身质量的特点,已经在我国建筑工程中广泛应用。钢结构的特性优点决定了在工程设计投入前期的复杂性与多变性。在钢结构应用到建筑工程施工之前,相关设计人员与技术人员必须对钢机构的质量与施工工艺进行严格的测试与检查。只有通过检查合格后方可投入施工现场。目前,我国对钢结构的测查主要是通过相关数据的抽取、整理与分析。其数据主要包括阻尼比、质量密度比、抗压抗震强度与水平载荷系数。其中在建筑工程中钢结构中的抗震计算的阻尼比十分重要,通常当偏心支撑框架部分承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时,其阻尼比可比可相应增加0.005。在罕遇地震下的弹塑性分析,阻尼比可取0.05。因此,在建筑工程钢结构应用中,应结合工程施工现场实际情况,对其地质、环境、气候综合考量后方可实施动工。坚决杜绝盲目跟从施工,进而导致工程质量出现严重问题。

3.2科学选择焊缝等级,加强施工节点工艺设计

在建筑工程的钢结构设计中,根据结构设计方案与建筑工程项目施工建设要求,进行建筑结构材料的科学选择,确保材料质量、性能能够满足实际需求。并在此基础上,根据钢材性能进行焊缝等级的科学选择,从而确定焊缝施工标准,进行焊缝工艺技术的优化,以提升焊缝质量。与此同时,根据钢结构体系、钢结构布局情况,做好施工节点设计工作,确保节点位置、节点连接方式的科学与合理。此外,在钢结构建筑的结构设计中,也应注重其他因素,如结构锈蚀、材料腐蚀等对建筑整体稳定性、安全性、耐久性的影响。加强钢结构防腐、防火设计,通过科学选用防腐材料与方法,提升结构设计质量。

3.3注意培养建筑工程设计人员的专业操作技术

建筑工程的设计人员的专业程度会影响他们设计作品的质量,设计的作品若不能合理地应用到建筑工程中,那设计质量无法得到有效控制。好的工程设计人员设计的建筑作品不仅要美观而且要可实施性强。建筑设计师若要设计出好的作品,需要与施工现场负责人沟通,将彼此之间存在的疑问沟通清楚才有利于将设计方案实施到工程建筑中。

3.4静力平衡法

静态平衡法和中性平衡法简称平衡法。它们是求解钢结构稳定极限荷载的重要方法。对于具有平衡分岔点的弹性稳定问题,分岔点有两个相似的平衡状态,也就是发生微笑变形结构平衡状态和原结构状态。平衡法是根据结构微笑变形后的应力状态,建立了求解分岔屈曲荷载的平衡方程,在大多数情况下,可以得到多个解。而分岔屈曲荷载是要取其中最小的解。然而,在具体工程的结构中,通常,只要得到结构的屈曲荷载就行。虽然无法准确判断钢结构平衡状态的稳定性,然而,当外部荷载达到一定程度时,平衡法可以确定弹性结构体系平衡路径分岔点对应的临界荷载。

结语

总而言之,当前阶段由于社会经济飞速发展,加之城市化进程发展速度较快,带动了我国建筑行业呈现出繁荣的发展势头,当建筑行业的规模和数量持续增加的同时,也需要重点关注安全问题,建筑设计师要充分考虑到这方面的问题。对于建筑钢结构稳定性的设计,并不是单纯的在施工阶段开始行动就行,而要从设计阶段就要将各方面工作做好,其任务十分艰巨,责任非常重大,会和人民的生命和财产安全直接挂钩,同时,也会直接影响到整个建筑工程自身的社会和经济效益,因此,相关的业界人士需要持续探寻和努力研究,最大程度的保证钢结构的稳定性,为人们健康、安全居住和使用提供保证。

参考文献:

[1]赵锐,郑文飞,崔德永,等.斜拉桥异型钢结构主塔整体稳定性分析[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2015(1):30~34.

[2]杨祖璋 . 建筑结构设计优化方法分析 [J]. 建材与装饰,2017(32):96–97.

论文作者:杨学莲

论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期

论文发表时间:2019/8/5

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