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【摘 要】钢结构具有很强的抗震性,自身重量较轻,在建筑领域的运用十分广泛.但是,钢结构存在很多关于稳定性的问题,如果不能妥善处理,将造成很大的经济损失和人员伤亡.本文对钢结构稳定性设计进行研究,为建筑领域的发展提供建议.

【关 键 词】钢结构稳定性设计

建筑行业中对于钢结构的运用存在很多缺陷,主要表现在对于钢结构的设计过程中存在的问题,使得钢结构出现失稳的现象,严重威胁生命和财产安全[1].我国在建筑领域不断发展,建筑项目持续增加,钢结构的稳定性设计越来越受到大家的关注.以下是对于钢结构稳定性设计的详细分析.

1钢结构不稳定的类别

1.1分支点不稳定

分支点不稳定是钢结构失稳的种类之一.当钢结构的轴心受压构件是完好无损的时候,如果端部受到负荷时,压力不大于某个限值,整个钢结构依然保持平稳,那么表示这个钢结构承受着均衡的压力[2].此时即使是沿轴线发生变化也只是压缩变形,那么假如出现相反现象,当压力大于某个限值,钢结构就会发生弯曲变形,从而造成分支点失衡的现象.

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1.2极值点不稳定

极值点失衡主要是指塑性伸展到一定程度时,钢材制作而成的偏心受压的部件失衡,导致平衡状态发生改变而出现失衡现象.与极值点相关的还有跳跃失稳,跳跃失稳指的是在钢结构的部件状态失去平衡性后,自动跳跃到其他的稳定性的状态中[3].

2钢结构设计失稳的原因

钢结构的稳定性问题主要是指该结构在受到外界的干扰的时候能否恢复到原来的状态的一种性能[4].钢结构的稳定性容易受到很多种因素的影响,存在很大的随机性.所以,影响钢结构设计失稳的原因需要考虑全面,在考虑自身的原因的同时要考虑到外界因素,这样才能很好的解决钢结构失稳的问题.

(1)钢自身构件的承载力.钢结构自身的承载能力对于其稳定性设计有一定程度的影响,这些结构包括材料的截面特征等.整个钢结构的整体的抗压性和支撑力度也是十分重要的因素.在设计建模时为了对结构进行更加详细的研究,在设计时期对于数学模型等提出的假设和现有的技术水平很难在前期的计算中得到十分准确的反应,造成出现计算值和实际的承载力相差极大的现象.(2)大跨度设计中的问题.目前对于钢结构稳定性设计中存在很大的问题就是在大跨度的设计中,对于如何反应轴力和弯矩的效应问题存在很大的缺陷.在通常情况下,大跨度设计时会提取一个安全系数,但是其并不能够准确的描述出网壳结构的现实受力的状态.所以,在预张拉结构体系不完善的情况下,钢结构整体和部分之间的稳定性相互关系也是影响钢结构设计失稳的重要原因.(3)稳定理论不完善.由于钢结构的稳定理论并不完善,但是很多设计师在进行钢结构稳定性设计的过程中,忽略了稳定性因素,因而造成钢结构不稳定的现象.在实际施工中,很多设计人员只局限在对于结构参数的一些不确定因素,这样就会引起结构上一些显著差异的出现.因此,钢结构的稳定性设计应该将随机参数考虑在内,并对干扰型屈曲等问题进行详细研究.


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只有不断发现钢结构设计中影响稳定性的原因,才能针对这些问题进行实质性的改善,采取有效措施进行技术的改进和理论的完善,才能从根本上完善钢结构的稳定性设计.

3钢结构稳定性设计应该遵循的原则

由于钢结构稳定性设计存在很多缺陷,造成在建筑工程的实际施工中经常出现一些损失,影响施工的进行并威胁生命安全.以下是对钢结构稳定性设计中应该遵循的原则进行详细分析.

3.1把握全局

设计人员在进行钢结构的施工安排和计划的时候,应该提前对整个钢结构的体系和各个部分进行稳定性考察.目前,很多钢结构的设计是以平面的形式进行的,所以想要保证平面结构的稳定性,应该将钢结构平面设计的整体性作为整个设计过程中的关键部分.而且,设计人员应该保证结构构件的稳定计算应该与实际安排相一致.所以,钢结构稳定性设计应该从整体上把握整个钢结构的构成,才能保证钢结构的稳定性设计获得成功.

3.2结合实际

钢结构需要进行计算的简图和实际钢结构的计算方式对应的简图一致.对于单层或者多层的框架结构设计中,要实行稳定性的计算才能得到框架稳定的相关柱长度的系数.并且通过稳定性的分析和计算,保证柱稳定性计算和框架的稳定性计算相一致.据我国相关文件表示,框架的稳定参数与杆件的设计和制定都来自于简化和假设.

3.3设计与计算一致

钢结构的稳定性设计和钢结构的稳定性实际计算相吻合.确保钢结构的稳定性设计和钢结构的稳定性实际计算是设计人员在进行设计的时候最应该关注的问题.所以,在考虑钢结构的构造的时候,应该从不同的强度进行全面布局.

4加固钢结构

由于钢结构的稳定性容易在实际的施工中出现问题,所以在设计期间应该提前对钢结构的稳定性进行加固.根据目前我国的实际情况,发现钢结构的稳定性设计应该从改变计算图形和加大连接强度等方面入手,保证施工的安全进行.

改变钢结构计算图形的方法主要是利用荷载的分布情况等,对附加的支撑点或者杆件进行增设,再施加相应的预先应力,从而进一步确保其稳定性.这类方法主要需要考虑到空间的协调能力,增加一定的增设点能够形成一个空间的结构,主要是利用刚度和承载力来增加其稳定性.

还有一种方法是通过受弯杆件来改变钢的界面内力来加固钢的稳定性.在增大截面加固钢的截面构件的时候,选择的界面方式应该对

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加固技术有帮助,而且要考虑到实际已存在的缺陷.

5结语

总之,钢结构稳定性设计的主要因素的承载力对于整个钢结构的稳定性设计具有决定作用.钢结构的稳定性直接关系到我国整体建筑工程的可持续发展,也就关系到经济的健康发展.基于钢结构稳定性的重要性,相关设计人员在进行钢结构稳定性设计的时候,应该充分考虑各种可能导致失稳的原因,并采取完善的加固措施,才能进一步保证施工的安全进行.

参考文献:

[1]万迎春.钢结构构件设计及节点设计分析[J].黑龙江科技信息,2010(14).

[2]关广军,汝明.钢结构设计简单步骤和设计思路[J].今日科苑,2009(08).

[3]李超,范希莹,李东岳.一个钢结构与混凝土结构混合建筑的结构设计[J].科技信息,2010(13).

[4]耿瑞峰.关于建筑施工中引起的几个质量问题的改进意见[J].民营科技,2011(06).

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