2023年在建筑中鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

2023年在建筑中鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)摘要：建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)是建筑質(zhì)量的一個(gè)重要保證。隨著建筑領(lǐng)域的迅速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)已經(jīng)越來越受到建筑領(lǐng)域相關(guān)人士的關(guān)注和研究。本文主要對建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一定的闡述，分析了目前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所存在的缺陷，并對鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定的探索，旨在為提高我國建筑鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)水平而提供一些有價(jià)值的參考意見。

關(guān)鍵詞：建筑鋼結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定性；建筑

在建筑領(lǐng)域中，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用是十分廣泛的，同時(shí)也是十分重要的。鋼結(jié)構(gòu)直接關(guān)系著建筑的穩(wěn)定性以及建筑的質(zhì)量。通過調(diào)查研究可以發(fā)現(xiàn)，近年來由于建筑房結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)水平的問題，造成安全事故的產(chǎn)生現(xiàn)象頗為嚴(yán)重。所以，在今后的建筑領(lǐng)域的發(fā)展中，要加強(qiáng)對鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的研究，從而促進(jìn)我國建筑領(lǐng)域在鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)方面的發(fā)展和進(jìn)步。

一、建筑鋼結(jié)構(gòu)

1、鋼結(jié)構(gòu)的材料優(yōu)勢

鋼結(jié)構(gòu)是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成的。和混凝土等其它材料的結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有諸多優(yōu)勢。首先，鋼材的強(qiáng)度高，塑性和韌性好。強(qiáng)度高使其適用于跨度大或荷載很大的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)，而塑性和韌性好使這些結(jié)構(gòu)對動(dòng)力荷載的適應(yīng)性較強(qiáng)，不會(huì)輕易因超載而突然斷裂。鋼結(jié)構(gòu)還具有良好的吸能能力和延性，這賦予了鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)越的抗震性能。其次，鋼材內(nèi)部組織接近于勻質(zhì)和各向同性，在一定的應(yīng)力幅度內(nèi)鋼材的反應(yīng)幾乎是完全彈性的，加之冶煉和軋制過程中材質(zhì)波動(dòng)的范圍小，因此，鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況和工程力學(xué)計(jì)算結(jié)果比較符合，有助于提供設(shè)計(jì)施工的精確性。第三，鋼結(jié)構(gòu)是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成，成材加工且所用材料單純，因此制造簡便。其次，與混凝土相比，盡管鋼材的密度更大，但其強(qiáng)度與密度之比要比混凝土大得多，因此如果以鋼材代替混凝土來實(shí)現(xiàn)同樣的跨度承受同樣荷載，所用鋼材的重量僅為混凝土屋架的1/3到1/4，由于較輕而更方便吊裝和運(yùn)輸。

2、鋼結(jié)構(gòu)在建筑上的應(yīng)用優(yōu)勢。

鋼結(jié)構(gòu)所具備的上述特點(diǎn)使其在建筑應(yīng)用上具有磚混結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)所沒有的獨(dú)特優(yōu)勢。首先，鋼結(jié)構(gòu)自重輕，且延性好，因此所建建筑的抗震性能優(yōu)良，因其總質(zhì)量小，地震力效應(yīng)相應(yīng)也小，而其良好的延性也能對地震效應(yīng)起到緩沖作用?；炷潦┕r(shí)管道一般需要在梁底通過，這樣會(huì)占用較大空間，使樓層凈高減少。而使用鋼結(jié)構(gòu)可在梁腹板處開孔走管道，因此建造相同的樓層高度，采用鋼結(jié)構(gòu)可達(dá)到提高層間凈高的效果。此外，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要“肥梁胖柱”才能建造較大開間相比，由于鋼結(jié)構(gòu)輕質(zhì)高強(qiáng)，因此可以簡單實(shí)現(xiàn)大跨與復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造開放式住宅。其次，鋼結(jié)構(gòu)建筑還有其地域應(yīng)用優(yōu)勢。如鋼結(jié)構(gòu)施工速度快，對于冬季較長不利于施工的西部地區(qū)而言其優(yōu)勢明顯，在保證工期和施工質(zhì)量的同時(shí)還可以減少因冬季施工所帶來的溫度等方面的問題。北方地區(qū)住宅冬季需要室內(nèi)采暖，部分地區(qū)采暖期長達(dá)半年。因此對外墻的保溫措施要求較高。與傳統(tǒng)的磚墻相比，鋼結(jié)構(gòu)住宅的墻體通過選用相應(yīng)配套的板材而保證具有較好的保溫性能，滿足用戶居住需求，同時(shí)也有助于促進(jìn)建筑節(jié)能。

二、目前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所存在的缺陷探討

鋼結(jié)構(gòu)自身的一些特點(diǎn)，使得應(yīng)用在土木建筑過程中可以獲得比較好的收益。但是從長久的實(shí)踐來分析，鋼結(jié)構(gòu)也存在著一些不可避免的弊端，給建筑安全造成了一定的影響。這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，鋼材本身就存在著各種不足，比如在抗腐蝕性和耐火性方面，鋼材的耐受力并不高；在建筑工程施工過程中，要應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，就必須要進(jìn)行較為嚴(yán)密的防護(hù)，這樣所需要花費(fèi)的成本會(huì)更高；鋼結(jié)構(gòu)在施工過程中，如果溫度超過150℃，就已經(jīng)超過了鋼結(jié)構(gòu)的耐受力，這很容易使得鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生變形等，給施工造成一定的安全威脅。

三、鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)研究

由上述可知，我國建筑中鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的研究對于建筑領(lǐng)域的發(fā)展以及建筑質(zhì)量的提高等多個(gè)方面都有著不可忽視的重要作用。然而，我國建筑鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)方面確實(shí)還存在著一些缺陷和不足，嚴(yán)重的影響了我國的建筑質(zhì)量，所以，對于這一問題的研究不容忽視。筆者在此對鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)進(jìn)行了如下幾個(gè)方面的研究，希望可以為鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)水平的提高而做出一些貢獻(xiàn)。

1、穩(wěn)定性設(shè)計(jì)分析

鋼結(jié)構(gòu)容易發(fā)生失穩(wěn)的現(xiàn)象，這會(huì)對鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成很大的破壞。鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要是指鋼結(jié)構(gòu)的變形問題，鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部構(gòu)建所承受的抵抗力和外部所承受的和在兩者之間是不平衡的。因此，穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是要在不平衡的受力當(dāng)中，尋找一個(gè)相對比較平衡的契合點(diǎn)，以免鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生出比較大的變形，進(jìn)而造成鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，對建筑結(jié)構(gòu)造成很大的破壞。

2、鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)所應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持的基本原則

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，要綜合的考慮建筑的實(shí)際情況以及在進(jìn)行使用過程中的一些具體的要求，以最大限度的確保所設(shè)計(jì)的鋼結(jié)構(gòu)可以很好的符合標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)滿足穩(wěn)定性和強(qiáng)度的前提下，最大可能的減少鋼材的使用。減少鋼材的主要目的是減少本身的自重，以便可以在出現(xiàn)較大負(fù)荷的情況下，使得鋼結(jié)構(gòu)具備良好的承載能力。在開展施工的過程中，應(yīng)當(dāng)最大限度的減少不必要的安裝實(shí)踐和制造實(shí)踐，以便可以更好的運(yùn)輸和維護(hù)鋼結(jié)構(gòu)，使得總的成本能夠有效的降低。除此之外，所設(shè)計(jì)的鋼結(jié)構(gòu)還應(yīng)該具備一定的審美價(jià)值。

3、進(jìn)行穩(wěn)定性設(shè)計(jì)過程中所應(yīng)當(dāng)注意的問題探究

除了要做好以上兩個(gè)方面的工作外，進(jìn)行穩(wěn)定性設(shè)計(jì)過程中還應(yīng)該注意一些問題。就筆者來看，首先就應(yīng)該注意鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)區(qū)分高層建筑和低層建筑。通過研究發(fā)現(xiàn)。如果要想保持良好的抗震效果，建筑中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)該講樓層數(shù)控制在十二層以下。其次，鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)則性也是影響建筑抗震效果的一個(gè)重要因素。所以，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)時(shí)，要注意鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。其次，在科學(xué)技術(shù)的支撐下，鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性還要不斷的向著高科技方面發(fā)展，在設(shè)計(jì)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，在提高精確度的同時(shí)，也會(huì)提高設(shè)計(jì)工作的效率。

此外，要使鋼構(gòu)件受彎部分的板件維持在穩(wěn)定狀態(tài)，則可以采用以下方法。其一，對板件的厚度與寬度的比值進(jìn)行控制，從而使板件在屈曲時(shí)承載的能力達(dá)到極限，避免在鋼構(gòu)件出現(xiàn)整體失效之前，板件就已經(jīng)出現(xiàn)了屈曲現(xiàn)象，其二，如鋼構(gòu)件出現(xiàn)整體失效之前，板件就已經(jīng)發(fā)生了屈曲現(xiàn)象，則應(yīng)利用屈曲強(qiáng)度來增強(qiáng)構(gòu)件承載的能力。對翼緣板的厚度與其外伸自由寬度兩者的比值加以控制，或?qū)Ω拱宓暮穸扰c其計(jì)算高度兩者的比值加以控制，都能夠有效維護(hù)壓彎構(gòu)件以及受壓軸心構(gòu)件的穩(wěn)定。

小結(jié)：綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)雖然在建筑領(lǐng)域是一種不可缺少的重要建筑材料，但是，我們也不得不承認(rèn)鋼結(jié)構(gòu)在應(yīng)用的過程中也確實(shí)存在著很多的不足，并且這些不足直接關(guān)系著建筑的質(zhì)量。所以，在建筑領(lǐng)域的發(fā)展中，要加強(qiáng)對建筑鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重視和研究。一方面，鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)在專業(yè)技能方面的研究。使得自身具備較高的設(shè)計(jì)水平；另一方面，建筑領(lǐng)域的相關(guān)人士要加強(qiáng)在設(shè)計(jì)理論方面的研究。我們相信，在多方面共同努力下，一定會(huì)使得我國建筑領(lǐng)域中鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的水平不斷的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]高英華，席豐.受火作