建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性原則與設(shè)計(jì)要點(diǎn)構(gòu)架

范可燃 郁明

浙江中南建設(shè)集團(tuán)鋼結(jié)構(gòu)有限公司 浙江杭州 310051

由于我國(guó)自改革后就注重工業(yè)發(fā)展，這就增大了各大企業(yè)對(duì)廠房的需求，眾所周知，城市土地資源是有限的，建筑企業(yè)想要提高土地資源的利用率，就只能優(yōu)化和調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)。由于鋼結(jié)構(gòu)相較于傳統(tǒng)砌體結(jié)構(gòu)、砼結(jié)構(gòu)，其在力學(xué)和材料等方面優(yōu)勢(shì)大，所以，鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程行業(yè)運(yùn)用更為廣泛。它的穩(wěn)定性決定了建筑物使用周期的長(zhǎng)短，對(duì)此，探討鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用情況是必要的，對(duì)我國(guó)建筑領(lǐng)域的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。

1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性概述

建筑工程的鋼結(jié)構(gòu)特征比較多，它的穩(wěn)定性在很大程度上是取決于鋼結(jié)構(gòu)承載設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)此，建筑企業(yè)的工程師在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中要多分析鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這是由于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，建筑結(jié)構(gòu)就很容易變形，一旦負(fù)荷太重，建筑物坍塌的概率就很高，即便是只在局部有瑕疵，整體建筑物的穩(wěn)定性也會(huì)受到影響，從而縮短建筑物的使用壽命。

2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性原則

2.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)原則

由于鋼結(jié)構(gòu)的工藝較為復(fù)雜，建筑工程師要確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，就要在設(shè)計(jì)施工圖時(shí)，充分考慮結(jié)構(gòu)本身及建造地點(diǎn)的外部情況，選取相對(duì)應(yīng)的抗震系數(shù)，荷載情況等等。同時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)也要考慮到后期現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境施工可能會(huì)出現(xiàn)的各種情況，從水平層面上充分保障鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，不然也容易對(duì)建筑物的使用埋下安全隱患，嚴(yán)重的話甚至?xí)o各業(yè)主方造成生命威脅。

2.2 剪力調(diào)整設(shè)計(jì)原則

現(xiàn)如今，伴隨著高層建筑物層數(shù)的增多，建筑工程結(jié)構(gòu)愈發(fā)的繁瑣，尤其是現(xiàn)在多數(shù)業(yè)主對(duì)建筑物的形態(tài)有了更個(gè)性化的要求后，不對(duì)稱設(shè)計(jì)開始在建筑領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。這也讓不對(duì)稱建筑風(fēng)格在國(guó)內(nèi)掀起一陣建筑潮流，基于此背景下，斜柱在建筑工程中使用率越來越高。對(duì)比垂直構(gòu)件來說，它的設(shè)計(jì)難度更大，想要確保建筑物的穩(wěn)定，在設(shè)計(jì)時(shí)就要注意剪力問題。回顧我國(guó)諸多建筑工程師的建筑風(fēng)格，有些建筑師為了讓建筑物顯得簡(jiǎn)單、大氣，會(huì)把垂直構(gòu)件整體設(shè)計(jì)為柱子，把斜柱設(shè)計(jì)成斜桿，此種設(shè)計(jì)手法雖說不破壞建筑物的穩(wěn)定性，卻會(huì)對(duì)剪力的調(diào)整產(chǎn)生影響。尤其是針對(duì)斜柱來講，它會(huì)承載水平壓力，就連垂直方向也有壓力，若設(shè)計(jì)師遺漏了垂直方向的承載力，必然會(huì)出現(xiàn)剪力誤差，從而降低建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以，設(shè)計(jì)師在規(guī)劃時(shí)要重視剪力調(diào)整設(shè)計(jì)原則，以此來提高鋼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

2.3 強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)原則

建筑工程師要提高鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，就要堅(jiān)持強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)原則，這是由于水平承載力太大亦或是荷載強(qiáng)，構(gòu)件會(huì)局部進(jìn)入塑性狀態(tài)，塑性鉸會(huì)出現(xiàn)在梁上。若不遵守該原則，其可能會(huì)率先出現(xiàn)在柱子上，這對(duì)結(jié)構(gòu)不利。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)承載過大的荷載時(shí)不會(huì)輕易變形，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)立即回復(fù)原有狀態(tài)，對(duì)此，建筑工程師要重點(diǎn)分析和計(jì)算水平承載力，確保塑性鉸出現(xiàn)在梁上，這樣才可確保地震來臨時(shí)建筑物不會(huì)輕易地坍塌，保障業(yè)主的安全。

3 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 材料選擇

為了確保建筑物鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，建筑企業(yè)工程師要提前了解業(yè)主的建筑要求，結(jié)合建筑部門發(fā)布的建筑材料標(biāo)準(zhǔn)選取合適材料。對(duì)于特殊位置，要特別注明鋼材的強(qiáng)度等級(jí)，以便于采購(gòu)部門嚴(yán)格按照要求選取合適的廠商合作，這樣可從根源上去控制鋼材料的質(zhì)量。同時(shí)，還要安排相關(guān)專業(yè)負(fù)責(zé)人檢測(cè)鋼材，對(duì)于不符合建筑要求的材料，必須做退回處理，絕不允許任何一根劣質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)在建筑物中，最大限度的確保施工的質(zhì)量，避免出現(xiàn)返工，影響企業(yè)信譽(yù)。

3.2 結(jié)構(gòu)選型

建筑物工程設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)建筑物時(shí)必須重視鋼結(jié)構(gòu)的形態(tài)，這是由于建筑物外觀是否美觀和鋼結(jié)構(gòu)有著很大的關(guān)系，只有選擇了合適的鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系才可確保設(shè)計(jì)圖紙能夠順利落實(shí)。同時(shí)，設(shè)計(jì)師還要考慮建筑物力學(xué)關(guān)系，從而確保鋼結(jié)構(gòu)選型的合理性，避免因結(jié)構(gòu)選型的不合理而破壞整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.3 構(gòu)件設(shè)計(jì)

在鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中，構(gòu)件設(shè)計(jì)屬于其中的核心部分，建筑工程師只有確保鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，選擇高質(zhì)量的材料，才可讓建筑物的施工環(huán)節(jié)順利落實(shí)，同時(shí)，在對(duì)建筑物主體框架設(shè)計(jì)時(shí)，為了避免建筑物檢測(cè)不達(dá)標(biāo)，就要選擇高于國(guó)家建筑材料標(biāo)準(zhǔn)的鋼材，以先進(jìn)的技術(shù)去優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)截面，從而讓建筑物外形塑造更美觀。

3.4 涂裝設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)的涂裝設(shè)計(jì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)壽命以及性能有著較大的影響，建筑工程設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)要注意防腐、防火，更要避免火、酸性等物質(zhì)侵蝕鋼材料，縮短鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命。一般來說，設(shè)計(jì)師可先涂抹防腐涂料再繼續(xù)涂抹防火涂料，目的是防止化學(xué)反應(yīng)破壞結(jié)構(gòu)，為了提高涂抹的質(zhì)量，施工人員在涂抹前，要清理干凈鋼材表面的灰塵和油污等雜質(zhì)。

3.5 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)能夠把工程建筑物的安全性和穩(wěn)定性提高，工程設(shè)計(jì)師在施工人員過程中要增強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)管，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件情況適當(dāng)調(diào)整圖紙，避免在施工過程中因環(huán)境因素而耽擱施工進(jìn)度。另外，工程設(shè)計(jì)師在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)還要重視對(duì)節(jié)點(diǎn)的施工問題，調(diào)查現(xiàn)有施工技術(shù)，避免節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要求遠(yuǎn)超施工企業(yè)的水準(zhǔn)。

4 結(jié)語

由于當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)比較發(fā)達(dá)，在抖音、微博等平臺(tái)我們經(jīng)常能夠看見各種建筑大樓因鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題而最終爛尾。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來說，這不利于我國(guó)建筑行業(yè)的健康發(fā)展，因?yàn)橐坏┙ㄖ餇€尾，就意味著工程建設(shè)失敗了，不僅浪費(fèi)了城市中本就有限的土地資源，更令建筑施工企業(yè)之前的辛苦都付之東流，就連企業(yè)形象也嚴(yán)重受損。對(duì)此，建筑工程師在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)一定要注意穩(wěn)定性設(shè)計(jì)原則和要點(diǎn)問題，不可忽視任何一個(gè)設(shè)計(jì)問題，唯有如此，才可確保施工人員能真正的參照設(shè)計(jì)圖紙來完成施工任務(wù)，為業(yè)主和廣大人民群眾提供優(yōu)秀的建筑物。