建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性與設(shè)計要點分析

徐飛

摘? ? 要：在我國建筑工程的發(fā)展中，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點分析，始終是一項非常關(guān)鍵的工作。在建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)充分關(guān)注建筑主體部分與細(xì)節(jié)部分之間存在的關(guān)聯(lián)性，并有效的協(xié)調(diào)這種關(guān)聯(lián)性，綜合把握各方面的設(shè)計要點，進(jìn)而實現(xiàn)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中技術(shù)與工藝的有效融合，最終實現(xiàn)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的順利實施，提高建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。因此，在建筑工程施工中，重視建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點分析，具有積極地現(xiàn)實意義。本文對建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性與設(shè)計要點進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：建筑工程;鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計;穩(wěn)定性;設(shè)計要點

1? 前言

伴隨著我國建筑領(lǐng)域的不斷發(fā)展，我們對建筑工程質(zhì)量要求的不斷提升，提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性是十分有必要的。基于此，相關(guān)主體應(yīng)當(dāng)重視這一工作，全面、科學(xué)的分析鋼結(jié)構(gòu)的受力狀況;做到具體問題具體分析，應(yīng)用與實際情況相符的設(shè)計方案與設(shè)計技術(shù)。相信相關(guān)主體從以上幾點入手，不斷改進(jìn)自己的工作，就一定可以有效提升建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為人們帶來更好的居住和使用體驗，助力我國建筑事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2? 鋼結(jié)構(gòu)的材料優(yōu)勢

鋼結(jié)構(gòu)主要具備以下三種優(yōu)勢：①較高的強(qiáng)度和延性。對于跨度或者荷載比較大的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)，廣泛地使用鋼材正是因為這種優(yōu)勢，另外鋼材所具備的良好塑性和韌性使這種材料的適應(yīng)范圍更廣，即使在超載的情況下，也不用擔(dān)心會發(fā)生脆性斷裂。另外鋼結(jié)構(gòu)還具備良好的抗震性能，其吸能能力和延性決定了在地震作用下不至于發(fā)生超出預(yù)期的破壞;②鋼材內(nèi)部組織呈現(xiàn)出來的性質(zhì)幾乎是各向同性。當(dāng)鋼材處在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)時，幾乎是完全彈性的。用工程彈性力學(xué)計算的結(jié)果作對比，不難發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的實際受力情況和這個結(jié)果幾乎是一致的，由此設(shè)計施工的準(zhǔn)確度就有了保證。除此之外，鋼材在冶煉過程中，由于工藝的成熟，其性質(zhì)變化和波動的范圍是很小的，這也保證了材質(zhì)的可靠性;③鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)相對于混凝土較輕。事實上，混凝土強(qiáng)度和密度的比值是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼材的比值的，因此在其他條件相同的情況下，在同樣的跨度內(nèi)承擔(dān)相同的荷載，鋼結(jié)構(gòu)屋架的重量僅是混凝土屋架重量的三分之一到四分之一，那么在吊裝、運輸和安裝的過程中就會很方便，從而縮短了施工工期。

3? 建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計要點分析

3.1? 塔吊的技術(shù)

在建筑工程施工中，塔吊設(shè)備有著重要的作用，塔吊適用于不同強(qiáng)度、高度和重量的起重中，這種技術(shù)應(yīng)用價值高。但在實際施工中，為了保障施工操作的安全性，當(dāng)建筑物的高度逐漸增加，無法再采用附著式的塔吊，需要及時改換成內(nèi)趴式塔吊，旨在降低工程人員的施工風(fēng)險，同時避免塔吊設(shè)備損壞，增加設(shè)備使用的成本。此外，施工人員需要要嚴(yán)格遵守使用塔吊的安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，盡可能在保障安全的情況下，提高建筑工程的效益。

3.2? 吊裝的技術(shù)

這種技術(shù)主要是塔吊運輸和安裝鋼結(jié)構(gòu)的總稱，是鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)建筑工程的一項內(nèi)容。在進(jìn)行吊裝時，相關(guān)操作人員需要嚴(yán)格根據(jù)工程設(shè)計圖對吊裝區(qū)域進(jìn)行劃分，在全面分析建筑物內(nèi)部構(gòu)造、塔吊具體位置、具體數(shù)量基礎(chǔ)上，執(zhí)行吊裝。在吊裝運輸過程中，若鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)細(xì)微的形變，施工人員應(yīng)按照施工情況進(jìn)行矯正。在鋼料吊裝施工時，工程對于吊裝方案的要求不是特高，在確定吊裝方案以及相關(guān)安全措施，即可進(jìn)行吊裝工作。

鋼柱吊裝需做好相關(guān)保護(hù)工作，旨在保護(hù)鋼柱不被損壞與保護(hù)好柱腳部位的螺栓。腳螺栓位置的確定工作，應(yīng)嚴(yán)格控制好地腳螺栓預(yù)埋的位置，防止工程中鋼結(jié)構(gòu)定位受到影響，引起錯誤判斷以及吊裝錯位等影響。地腳螺栓的預(yù)埋標(biāo)高誤差應(yīng)當(dāng)控制在5 毫米以內(nèi)，位移誤差在2 毫米以內(nèi)，預(yù)埋工作順利完成之后，還應(yīng)當(dāng)反復(fù)測量，降低隨機(jī)誤差。在安裝時要嚴(yán)格遵守操作規(guī)范，所有的螺栓從同一個方向穿入，穿入時，保證墊圈朝向正確且保持一致，固定螺栓時，先初擰，再復(fù)擰，最后終擰，使螺栓穩(wěn)固不松脫。處理好這些細(xì)節(jié)問題，才能保證整體鋼結(jié)構(gòu)更加符合力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，能夠承受更多的重量。安裝結(jié)束之后，需要用砂布打磨鋼筋外側(cè)，待其光滑后涂抹油漆或防銹涂料，避免鋼筋材料腐蝕，同時還要防止油漆進(jìn)入到柳釘當(dāng)中，造成鋼筋固定配件的松脫滑動。

3.3? 建筑的檁條以及屋面板設(shè)計技術(shù)

在建筑工程中，檁條、屋面板屬于非常重要的組成部分，其鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計也非常關(guān)鍵。在傳統(tǒng)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，鋼結(jié)構(gòu)檁條主要以等間距的方式進(jìn)行布置，且在等間距布局狀況下，屋面板、檁條之間會形成一個等跨支座，可大大簡化整個計算過程。然而此種結(jié)構(gòu)局部，在承載力方面并不太合理，在做等間距布置檁條的過程中，通常屋面板都是根據(jù)5 跨度的等跨連續(xù)梁進(jìn)行設(shè)計，此種設(shè)計方法的屋面板端跨跨中彎矩，和中跨跨中彎矩相比，會有很大的跨度。因此，設(shè)計人員在選擇建筑工程的屋面板尺寸以及厚度的過程中，若僅僅依靠端跨的跨中彎矩來進(jìn)行計算，則所計算出的結(jié)果尺寸會偏大，且端跨的屋面板可較好地滿足整個荷載的要求，其中跨的屋面板應(yīng)進(jìn)行超值計算，這就會浪費相應(yīng)的資源。

3.4? 焊接的技術(shù)

在實際施工時，需要遵循以下要求：做好焊前準(zhǔn)備，包括坡口的制備、焊接部位的清理、焊條的烘干、焊前預(yù)熱等;在確定焊接工藝參數(shù)時，盡量選擇較大直徑的焊條，較大適宜的焊接電流，保證較高的焊接生產(chǎn)率;焊件的厚度較大時，一般采用多層焊。每層焊縫的厚度對焊縫質(zhì)量和焊接應(yīng)力的大小有著一定的影響，為了保證焊接質(zhì)量，每層焊縫的厚度應(yīng)控制在 4mm～5mm;焊接速度要均勻，在保證焊縫的厚度適當(dāng)基礎(chǔ)上，避免焊件打底焊焊透和不燒穿。此外，在焊接高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)時應(yīng)當(dāng)開展對稱性施工，按照建筑對稱美學(xué)理念，保證高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)整體的對稱性，反過來建筑物的對稱結(jié)構(gòu)也可以保障其安全穩(wěn)定性，即使鋼結(jié)構(gòu)在不斷地增高，不會受到它自身重量和整個建筑構(gòu)造重量的影響，從而創(chuàng)造一個安全的施工環(huán)境。

3.5? 鋼結(jié)構(gòu)牢固加固方式

關(guān)于工程建筑之中鋼結(jié)構(gòu)加固，一直都是業(yè)界比較重視的一個問題，近幾年，逐漸形成兩種相對成熟的加固方式;第一種，加設(shè)預(yù)應(yīng)力的拉桿;第二種是把撐桿變桁架用作撐桿式的結(jié)構(gòu)。就加大界面的加固鋼結(jié)構(gòu)來看，施工人員應(yīng)該在選定鋼構(gòu)件過程中，需要應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)牢固性加強(qiáng)的技術(shù)，并且充分考慮鋼構(gòu)件損傷與缺陷的狀態(tài)。在鋼結(jié)構(gòu)的鉚釘連接、鋼結(jié)構(gòu)的連接方式以及焊接方式選擇時，相關(guān)人員應(yīng)該充分考慮施工條件、目標(biāo)與結(jié)構(gòu)條件等各種因素，確保鋼結(jié)構(gòu)的連接方式與預(yù)應(yīng)力滿足相關(guān)規(guī)定。尤其在各種新型技術(shù)不斷更新與發(fā)展過程中，迫切需要施工人員應(yīng)用各種新技術(shù)來加固鋼結(jié)構(gòu)，繼而保證工程建筑施工質(zhì)量與提高其可靠性。

綜上所述，隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)當(dāng)前已被廣泛應(yīng)用到了其多方面的設(shè)計中，然而其設(shè)計的穩(wěn)定性對于建筑工程整體質(zhì)量的影響還是不能夠被忽視的。因此，必須明確這一重要認(rèn)識后，結(jié)合實際情況，對其展開科學(xué)高效的分析，促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計穩(wěn)定性的提高。選擇應(yīng)用最適合的穩(wěn)定性計算方法和分析方法，吃透設(shè)計要點，明確應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量及穩(wěn)定性，推動我國建筑行業(yè)的進(jìn)一步長遠(yuǎn)健康發(fā)展。

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