鋼結(jié)構(gòu)中梁的整體穩(wěn)定和支撐

楊福志

浙江天工金屬結(jié)構(gòu)有限公司 浙江 金華 321000

1 鋼結(jié)構(gòu)的主要施工技術(shù)

1.1 建筑鋼構(gòu)件現(xiàn)場吊裝

建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工設(shè)備要符合施工的具體要求，在鋼構(gòu)件的吊裝過程中，一般鋼梁和鋼柱之間的重量應(yīng)該在2～4t之間，最高不超過5t，但是由于受一些不穩(wěn)定因素的影響，比如道路或者是施工環(huán)境，在進(jìn)行鋼構(gòu)件吊裝時需要使用25t的吊車，并且需要采用單點起吊的方式，但是如果是針對施工中次梁吊裝或者是拉條的工作，則需要使用8t的吊車。還需要說明的是，在使用25t吊車進(jìn)行吊裝時，要注意連接好鋼柱和吊索，并且要把鋼管柱利用旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)行提升。在吊裝過程中，如果出現(xiàn)了扭曲或者是變形的情況，需要做到隨時調(diào)節(jié)鋼梁，在施工吊點中設(shè)置鋼絲，吊索和水平面之間的角度要控制在45～60度之間，最后施工人員需要保證鋼管柱處于水平或者垂直狀態(tài)。當(dāng)然如果在吊裝時部件比較復(fù)雜，可以利用雙機(jī)進(jìn)行臺吊，而且為了保證構(gòu)件受力均勻，可以讓螺栓穿入到構(gòu)件中來保證吊裝時施工的穩(wěn)定性。在完成吊裝工作后，還要進(jìn)行鋼管的質(zhì)量檢測。

1.2 螺栓連接

在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，由于螺栓連接操作方便，并且不需要耗費(fèi)較長的時間，所以在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中被廣泛采用。螺栓連接在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中可分為高強(qiáng)螺栓和普通螺栓。針對不同的施工要求，還要對螺栓摩擦面的實際抗滑指數(shù)進(jìn)行檢測，以高強(qiáng)螺栓為例，不僅要確定其廠家的生產(chǎn)批號，還要保證螺栓在鋼結(jié)構(gòu)的實施施工過程中的應(yīng)用效果。一般高強(qiáng)螺栓在安裝時不能兼做安裝螺栓，應(yīng)先使用安裝螺栓和沖釘。另外在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工安裝過程中還要保證鋼結(jié)構(gòu)安裝的準(zhǔn)確性，保證栓孔之間相互對稱，螺栓連接要緊實標(biāo)準(zhǔn)。

2 鋼結(jié)構(gòu)梁失穩(wěn)因素分析

鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是判斷建筑工程質(zhì)量和安全是否達(dá)標(biāo)的重要關(guān)鍵性指標(biāo)。在實際施工過程中，由于鋼結(jié)構(gòu)具有多種多樣性的特點，鋼結(jié)構(gòu)的連接方式有多種不同方式，承載力也就有節(jié)點、梁柱和拱等不同的承載力，這也就使鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受很多不同因素的影響。具體來分析主要有以下幾點：①極值點失穩(wěn)。當(dāng)建筑鋼材制作的偏心受壓構(gòu)件的極限點在達(dá)到某個極限值后，失去穩(wěn)定性是比較常見的現(xiàn)象。所以說在建筑施工過程中會普遍存在偏心受壓現(xiàn)象，尤其是在設(shè)計非對稱或者是某些特殊形狀載荷的時候，如果設(shè)計和應(yīng)用之間不能相匹配，也就容易產(chǎn)生不穩(wěn)定情況的發(fā)生。②分支點失穩(wěn)。分支點失穩(wěn)主要是由于在分支點的結(jié)構(gòu)設(shè)計上不夠科學(xué)合理，從而導(dǎo)致局部鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。除此之外，完善直桿的軸心時會出現(xiàn)平板受壓面屈曲的情況，也屬于分支點失穩(wěn)。③躍越失穩(wěn)。這種失穩(wěn)主要是指鋼結(jié)構(gòu)在施工過程中，一段時間處于平穩(wěn)，一段時間處于失穩(wěn)狀態(tài)，在失穩(wěn)和平穩(wěn)兩種狀態(tài)中跳躍，從而造成整體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，這也會嚴(yán)重威脅建筑的質(zhì)量和安全。所以在實際建筑施工過程中，如果出現(xiàn)有這種跳躍失穩(wěn)情況發(fā)生時，就需要及時并調(diào)整鋼結(jié)構(gòu)的特性，保證整體穩(wěn)定后再進(jìn)行繼續(xù)施工工作。④其他失穩(wěn)情況。在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，除了以上幾種失穩(wěn)類型外，還有這樣一些特殊情況，比如當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生了某些外力作用、變形、遭受腐蝕，或者是溫度條件的變化時，鋼結(jié)構(gòu)整體的失穩(wěn)情況也會發(fā)生。

3 提高鋼結(jié)構(gòu)梁整體穩(wěn)定承載能力的幾點措施

為了保證鋼結(jié)構(gòu)梁不出現(xiàn)側(cè)向失穩(wěn)事故的發(fā)生，盡量提高鋼梁結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的承載能力。我們主要總結(jié)了以下幾點防止鋼梁失穩(wěn)的措施：①強(qiáng)化鋼梁側(cè)向的支撐體系。通過鋼筋混凝土和鋼板密鋪在梁的受壓翼緣，并將它們牢固連接，這不僅可以阻止梁受壓翼緣發(fā)生側(cè)向位移，還可以不計算鋼梁的整體穩(wěn)定性。還有一種情況也可以不計算鋼梁整體的穩(wěn)定性，就是針對H型鋼或者是截面工字型簡支梁受壓翼緣自由長度與其寬度的比不超過某個限定值時。當(dāng)然如果這些兩個標(biāo)準(zhǔn)都不能滿足的話，就可以在鋼梁規(guī)定的范圍內(nèi)長度設(shè)置幾個側(cè)向支撐或者扭轉(zhuǎn)支撐，如果設(shè)計支撐的剛度和強(qiáng)度達(dá)到了一定標(biāo)準(zhǔn)，就可以大大減小鋼梁的計算長度，從而提高鋼梁側(cè)向失穩(wěn)的載荷臨界值。②鋼梁兩端的支撐條件。鋼梁容易失穩(wěn)還與鋼梁兩端的約束有關(guān)，約束越強(qiáng)穩(wěn)定性越差。因此，當(dāng)鋼梁支撐條件一樣時，用固支梁比簡支梁具有更好的穩(wěn)定性。③ 科學(xué)合理設(shè)計截面類型和尺寸。造成鋼梁結(jié)構(gòu)側(cè)傾失穩(wěn)的一個重要因素就是橫截面的側(cè)向剛度比較小。所以科學(xué)合理設(shè)計橫截面的類型和尺寸，就可以提高橫截面的側(cè)向剛度，從而使鋼梁的整體穩(wěn)定承載力得到增強(qiáng)。④鋼梁的生產(chǎn)工藝和品質(zhì)。鋼梁的生產(chǎn)工藝和品質(zhì)也是影響鋼梁穩(wěn)定的重要因素，優(yōu)質(zhì)的工藝和品質(zhì)自然能是鋼梁的材料彈性模量能達(dá)到設(shè)計值，而且優(yōu)質(zhì)材料可以避免很多后期容易出現(xiàn)失穩(wěn)狀況。

4 支撐結(jié)構(gòu)方案分析

箱形截面對于桁吊梁以下鋼柱的承載強(qiáng)度較好，與熱軋H型鋼相比，箱形截面由于可以保證兩個方向受力，且受力比較均衡，所以在同等受力情況下，箱形截面平面內(nèi)截面尺寸較小，基礎(chǔ)短柱不會太大。另外，箱形截面由于沒有作為側(cè)向支撐力的墻面，所以為保證桁吊梁水平制動和鋼柱側(cè)向穩(wěn)定，在桁吊南北運(yùn)行方向，桁吊牛腿標(biāo)高距離地面的中間位置，設(shè)置兩道橫梁。這樣不僅可以有效減小鋼柱的計算長，而且減小了鋼柱的截面，同時也減少了材料用量。為了保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，如果在豎井內(nèi)立4根較長的的立柱，可以采用橫梁朝兩個方向進(jìn)行拉結(jié)，這樣就可以形成比較穩(wěn)固的框架結(jié)構(gòu)體系。還可以在-16m標(biāo)高的地方用橫梁把截面和南北兩側(cè)的坑壁進(jìn)行拉結(jié)，橫梁的上方架起來鋼柱，用槽鋼進(jìn)行多點連接。箱形截面在選用時，處理了要計算單品鋼架建模外，還要驗算水平和豎向載荷的單獨建模，使其都滿足支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求。

結(jié)束語：綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，步伐越來越快的城市化進(jìn)程不僅帶動了我國建筑行業(yè)的繁榮發(fā)展，也規(guī)范了建筑行業(yè)的質(zhì)量和安全。在建筑行業(yè)的規(guī)模和質(zhì)量不斷提升的背景下，鋼結(jié)構(gòu)梁的穩(wěn)定和支撐問題就顯得尤為重要。建筑設(shè)計師在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)梁的問題時，不僅要考慮鋼材料結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)，還要對鋼結(jié)構(gòu)梁的穩(wěn)定和支撐做出科學(xué)合理的設(shè)計方案。因為這不僅關(guān)系到建筑的質(zhì)量和安全，更是涉及人民生命和財產(chǎn)，影響到整個社會的經(jīng)濟(jì)效益，所以設(shè)計人員要從人民生命安全角度考慮，努力進(jìn)行研究和探索，為我國建筑事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。