建筑工程钢结构设计的稳定性分析

2022-09-11

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引言

当今社会, 随着经济的不断发展, 城市化的也快速推进, 从而带动了我国工业化的进步, 尤其是在建筑行业, 开始兴建高层建筑与大型建筑, 而且在建筑工程中普遍采用具有优势的钢结构, 相较于混凝土而言, 钢结构具有以下优势, 其自重较轻、抗震性能好、施工周期短、施工相对方便等。为了使建筑工程的稳定性得到保证, 需要在设计之前了解结构设计的基本原则, 这样一来, 对完成之后的设计也起到了重要作用。

1 建筑结构设计中存在的问题

1.1 和物理的相关原理相冲突

众所周知, 对于钢材料最为显著的特点就是导热性能优良, 当然, 想要保证建筑室内温度恒定, 对建筑钢结构的设计一定要进行综合考虑, 又因为热量的传递不仅能从建筑外传到内部, 还可以依靠建筑中的玻璃进行热传递, 因此必须对建筑外墙周围能吸收的最大热量做好准确测量工作。对于那些室内保温性能较好的建筑, 需要保持温度事宜人体需求为主要目标。

1.2 在设计方面创新力度不足

关于现代建筑工程对于钢结构的某些环节过于传统且没有创新性。缺乏设计的创新性和自主性, 主要是因为设计者经验不足以及缺乏自信心, 导致了设计太过于传统。如果实际情况与设计之间缺乏对比, 就会导致造价成本超过预期范围, 因此, 在对钢结构进行设计的时候不能对相关系数随意加减, 焊接技术要依情况而定, 做任何的设计步骤都要与实际相结合, 这样才不会对成本造成浪费。在设计过程中, 就要把这些带有关联性当出现几率较大的因素全部进行考虑, 也是为了可以有效防止这些问题的发生, 不断强化专业知识和创新技能, 让设计更具有专业性和创新性, 挑战复杂的建筑设计项目也要具有创新型和专业性, 不然设计单位只能设计一些简单的, 传统的局限性和限制将得不到突破。

2 钢结构建筑的稳定性设计要点

2.1 优化稳定性设计

因为对于钢结构的整体而言, 距离标准化的要求还有很长的一段差距, 而且, 中间可能会发生失稳的情况, 这在很大程度上破坏了建筑结构, 基于此, 我们可以知道稳定性与强度之间的关联性并不大, 强度和应力却是紧密相关的。一般的, 我们对于强度的理解是, 处于平衡度较强的条件下的单个或是整体构件, 当所承载的应力达到一定的程度, 其强度极限就是钢结构整体的支撑点。另一方面, 稳定性问题也是值得深入探讨的问题, 与形变的发生关系密切, 把钢结构的整体一分为二, 处于平衡稳定的时候, 内部的抵抗能力和外部的荷载承受力处于持平状态, 这时候, 不存在失稳问题的发生, 但是, 当受到外界因素影响的时候, 利用自身所带有的稳定性能, 可以在最短的时间内找到平衡点, 如此一来, 能够最大程度的减小形变现象的发生, 有利于保护建筑整体结构的安全性。

2.2 稳定性设计的原则和要点

在对刚结构进行设计的过程中, 首先要考虑的因素是施工现场的实际和情况和使用阶段所需要满足的标准要求。尽量降低钢的自重, 这样, 即使荷载超出所能承受的范围, 还能够保证工程的顺利实施, 为建筑工程的顺利进行奠定坚实的基础, 在不耽误施工进度的前提下, 有利于科学合理的控制工程造价。不仅如此, 在现代化的钢结构设计过程中, 人们对于其美观度有了新的要求, 尤其是在建筑中不可避免会出现以下裸露在外面的结构, 此时, 就需要满足人们的审美要求进行设计。

设计时, 为了充分满足其稳定性要求, 需要从以下几个方面进行严格把控:

第一, 钢结构整体形式, 以满足整体性和稳定性为前提。迄今为止, 我们进行钢结构设计, 一般采用平面设计法, 最为常见的是框架结构, 因此, 想要合理把控平面钢结构稳定性数值, 在计算时, 需要与构件相一致。第二, 再进行计算的时候, 稳定设计图和结构设计图需要保持一致。在很多时候, 对于这两者的把控较为随意, 为了保证钢结构计算值的稳定, 需要做好对模型或简化模型的计算工作因为构件稳定值的计算是建立在模型的基础之上的, 所以要做好草图的计算工作。

2.3 稳定性设计中需要注意的问题

在设计住宅时, 钢结构类型的主要分为两种:高层住宅及低层住宅, 就别墅与公寓来说, 别墅属于低层住宅, 公寓属于高层住宅。为了保障住宅自身具有一定的抗震能力, 钢结构住宅建筑的住宅标准规定, 最好将其控制在12层以下, 另外, 还有做好钢结构的布置工作, 因为布置过程中单纯的规则性会直接对住宅建成之后的抗震能力造成影响, 正因如此, 为了防止在地震时建筑遭到破坏, 在进行钢结构平面的布置时, 要尽可能的保证钢结构的对称性以及规则性。

目前, 随着科技的进步, 我国已经进入信息时代, 因此计算机软件技术被应用到各个行业之中, 比如, 在建筑行业中, 为了可以实现钢结构的整体稳定以及平面构件的强度, 可以用计算机作为辅助工具进行设计, 这对相关工作人员也有一定的要求, 比如设计人员必须具备熟练的技术以及专业知识, 通过对计算机的合理应用, 从而精准的计算出钢结构的稳定水平以及结构的强度, 在保障钢结构稳定性的前提下, 提升工作效率。

综上叙述, 在实际的设计过程中, 想要保证钢结构的稳定性, 在设计阶段, 必须要按照相关的设计原则开展工作, 只有将存在的问题全面的了解, 并能够针对存在问题找出相关的解决方法, 那么才能够设计出一个完整的钢结构体系。

摘要：在现代化建筑施工中, 钢结构越来越被广泛的使用, 并且在建筑工程项目中能够得到较好的利用, 因此建筑施工中都将钢结构放到了首要的位置。近几年来, 由于建筑钢结构本身就具有不稳定性, 所以在建筑施工进行中出现的意外事故逐渐增多, 进而导致人们对于钢结构安全性能存在着一定的不信任。本文通过对建筑钢结构设计中较为稳定性的设计方法进行了深入性探究, 并由此提出相应的优化设计方案。

关键词：建筑工程,钢结构设计,稳定性