喻昌

（張掖市建工設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，甘肅張掖 734000）

在時(shí)代的發(fā)展過(guò)程中鋼結(jié)構(gòu)以其自身的穩(wěn)定性以及較強(qiáng)的硬度營(yíng)特點(diǎn)在建筑行業(yè)內(nèi)受到廣泛的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)相對(duì)較低，自身重量與混凝土相比較輕，但是其總體性相對(duì)較差，因此現(xiàn)階段建筑企業(yè)首要關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題就是如何提升鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性，為日后建筑工程項(xiàng)目施工提供更有力的保障。

1 鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)特征分析

1.1 全面的實(shí)情分析

在實(shí)際施工過(guò)程中基于建筑使用的安全性因素考慮，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)建筑材料的質(zhì)量、性能以及施工技術(shù)等因素進(jìn)行綜合分析和考慮，全面提高建筑項(xiàng)目的抗震能力以及使用安全性。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)將預(yù)留的多種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)合建筑項(xiàng)目的實(shí)際情況選擇更為恰當(dāng)和合理的設(shè)計(jì)方案，最大限度地保障建筑的整體質(zhì)量。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)形式的多樣化

鋼結(jié)構(gòu)形式并不單一，在新時(shí)代背景下誕生的輕型鋼結(jié)構(gòu)不僅造型美觀，而且承載力更強(qiáng)，且耗費(fèi)的剛材料更少，具有較強(qiáng)的韌性和塑性。不同形式和性能的鋼結(jié)構(gòu)所適用的建筑類(lèi)型存在較大的差別，各有其自身的優(yōu)勢(shì)，因此在設(shè)計(jì)以及實(shí)際施工過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑項(xiàng)目所處區(qū)域的環(huán)境、地理優(yōu)勢(shì)以及使用要求等因素進(jìn)行綜合考慮。但是無(wú)論選擇哪種類(lèi)型的鋼結(jié)構(gòu)，必須先保障鋼結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。一般來(lái)說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分為兩種：①局部穩(wěn)定性；②整體穩(wěn)定性，單個(gè)鋼構(gòu)件桿件的穩(wěn)定性無(wú)法滿足大型建筑物的施工要求，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，常常將多個(gè)單個(gè)鋼構(gòu)件桿件進(jìn)行組合，提高其承載力和穩(wěn)定性。確保穩(wěn)定若干小型鋼桿件組成較小構(gòu)件，雖然能夠承受來(lái)自于建筑物的壓力，逐層細(xì)分，也應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)之初對(duì)其進(jìn)行綜合考慮，防止在實(shí)際使用過(guò)程中因某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題而影響建筑項(xiàng)目的使用安全性。

1.3 重視局部連接安全

局部連接的安全性與建筑項(xiàng)目的整體穩(wěn)定性和安全性存在十分密切的聯(lián)系，因此，在設(shè)計(jì)和施工的過(guò)程中對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中的局部部件進(jìn)行深入分析，采取有效的施工方式將其聯(lián)系在一起，保障鋼結(jié)構(gòu)連接位置的穩(wěn)定性以及安全性，盡可能避免局部部件連接對(duì)建筑項(xiàng)目整體質(zhì)量的影響。因此，在實(shí)際施工過(guò)程中，施工人員應(yīng)當(dāng)對(duì)各部件連接部位進(jìn)行嚴(yán)格的安全評(píng)價(jià)與分析，有效提升鋼結(jié)構(gòu)局部連接的穩(wěn)定性與安全性。除此之外，施工人員還應(yīng)當(dāng)對(duì)細(xì)節(jié)部位的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，并對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)中鋼結(jié)構(gòu)局部連接質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的審核，防止在后期檢驗(yàn)中出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，盡可能避免二次返工，影響施工單位的經(jīng)濟(jì)效益，有效保障建筑項(xiàng)目后期施工的安全性。

2 建筑施工項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 布置以及對(duì)于材料的選擇

針對(duì)高層建筑工程項(xiàng)目若是選擇鋼結(jié)構(gòu)作為主要的施工材料應(yīng)當(dāng)對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文以及環(huán)境因素等進(jìn)行深入分析，并結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況編制合理的預(yù)算，了解對(duì)材料的需求。與此同時(shí)，在設(shè)計(jì)高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照因地制宜的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對(duì)不同的建筑部位采用不同的建筑材料，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也存在一定的差異性，主要是因?yàn)椴煌ㄖ课粚?duì)于力的需求也不同，如此一來(lái)，在滿足建筑工程項(xiàng)目對(duì)于力的需求前提下，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)[1]。

2.2 估算構(gòu)件截面

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成之后，應(yīng)當(dāng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)截面進(jìn)行計(jì)算，尤其對(duì)于建筑項(xiàng)目中尤為重要的部分，如鋼梁在設(shè)計(jì)時(shí)主要選擇焊接H型鋼截面以及槽鋼這幾種類(lèi)型。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算主要內(nèi)容包括以下內(nèi)容：首先是根據(jù)建筑翼緣寬度以及鋼結(jié)構(gòu)截面高度計(jì)算板件的厚度，其次是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)荷載以及支座的構(gòu)件部位進(jìn)行計(jì)算，仔細(xì)計(jì)算截面的高度以及翼緣的寬度，最后就是根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果合理選擇鋼梁。

2.3 設(shè)計(jì)構(gòu)件以及節(jié)點(diǎn)

（1）栓接，針對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑工程項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況選擇強(qiáng)度和硬度等級(jí)較高的螺栓作為連接樞紐，并選擇扭剪的螺栓，并增加連接處的摩擦力，保障鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[2]。

（2）焊接，鋼結(jié)構(gòu)的焊接尺寸、形狀以及施工等均必須嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）連接板，根據(jù)項(xiàng)目的承載力和結(jié)構(gòu)確定連接板的厚度，保障焊接的可行性。

（4）梁腹板，細(xì)致檢查栓孔位置處的梁腹板截面厚度，并將具有較強(qiáng)承壓能力的螺栓進(jìn)行正確連接，并確定孔壁的荷載能力。除此之外，在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)焊接以及螺栓等方面的施工工作。

3 影響鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的因素

3.1 分支點(diǎn)的失穩(wěn)

鋼結(jié)構(gòu)建筑工程項(xiàng)目出現(xiàn)失穩(wěn)的現(xiàn)象主要是由于在設(shè)計(jì)時(shí)未對(duì)分支點(diǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致的分析，究其根本原因在于直桿軸心與平板受壓面兩部位在調(diào)整和改善的過(guò)程中發(fā)生了問(wèn)題。

3.2 極值點(diǎn)的失穩(wěn)

直桿軸心偏心受壓構(gòu)件的主要材料是鋼材，若是設(shè)計(jì)不合理超出鋼材受力極值點(diǎn)范圍便會(huì)發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，影響建筑工程項(xiàng)目的穩(wěn)定性和工程質(zhì)量。建筑工程項(xiàng)目在實(shí)際施工過(guò)程中常常會(huì)發(fā)生偏心受壓的問(wèn)題，尤其是在設(shè)計(jì)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的建筑物以及設(shè)計(jì)差異性承載建筑時(shí)，除此之外，在實(shí)際施工過(guò)程中選擇的重量較大的附屬物，都會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑施工現(xiàn)場(chǎng)存在較大的出入，在一定程度上影響建筑工程項(xiàng)目的穩(wěn)定性[3]。

3.3 躍越失穩(wěn)因素

躍越失穩(wěn)因素屬于從失穩(wěn)狀態(tài)過(guò)渡至另外一種穩(wěn)定平衡的狀態(tài)當(dāng)中，也就是說(shuō)躍越失穩(wěn)因素是上述兩種失穩(wěn)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)而發(fā)展得出的結(jié)果，導(dǎo)致建筑工程項(xiàng)目整體表現(xiàn)出失穩(wěn)的問(wèn)題，對(duì)居住者的安全性以及項(xiàng)目質(zhì)量造成影響。若建筑工程項(xiàng)目一旦出現(xiàn)此種失穩(wěn)現(xiàn)象，施工單位應(yīng)當(dāng)立即采取有效的措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)，確保項(xiàng)目質(zhì)量符合施工標(biāo)準(zhǔn)方可投入使用。

4 鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計(jì)算

4.1 靜力設(shè)計(jì)法

靜力設(shè)計(jì)方法通常情況下是應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)彈性計(jì)算系統(tǒng)之內(nèi)，是計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)高層建筑項(xiàng)目最大承載力的算法之一。在實(shí)施彈性計(jì)算法時(shí)，必須保障鋼結(jié)構(gòu)彈性計(jì)算系統(tǒng)達(dá)到一定的力學(xué)與結(jié)構(gòu)假定。首先，建筑項(xiàng)目所采用的鋼建筑材料質(zhì)量應(yīng)當(dāng)滿足虎克定律的要求，材料應(yīng)變以及材料應(yīng)力兩者之間具備線性關(guān)系；其次，計(jì)算模型應(yīng)當(dāng)與建筑工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)保持一致性，能夠精準(zhǔn)反應(yīng)出建筑項(xiàng)目的實(shí)際彈性受力。最后，確保建筑現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)階段的施工的有序性，避免不科學(xué)的施工行為影響實(shí)際模型的計(jì)算結(jié)果。

4.2 塑性設(shè)計(jì)法

塑性結(jié)構(gòu)原理中明確規(guī)定了結(jié)構(gòu)元件的強(qiáng)度以及塑性應(yīng)當(dāng)高于標(biāo)準(zhǔn)的載荷設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上乘以安全系數(shù)。塑性設(shè)計(jì)法實(shí)際上主要應(yīng)用于建筑項(xiàng)目?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與硬度的分析，將建筑材料結(jié)構(gòu)進(jìn)入到可塑性之后再將結(jié)構(gòu)內(nèi)力根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和分配[4]。在此過(guò)程中應(yīng)當(dāng)保障材料結(jié)構(gòu)具有較大的可塑性。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)法蘭尺寸與橫截面進(jìn)行相應(yīng)的限制。這種設(shè)計(jì)方法存在一定的缺陷，也就是屬于非線性的，無(wú)法真實(shí)、準(zhǔn)確地反映建筑工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及采用的大致范圍。

4.3 鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

在建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)最大限度地保障鋼結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)便性與準(zhǔn)確性。在開(kāi)展鋼結(jié)構(gòu)連接工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合項(xiàng)目工程的實(shí)際情況進(jìn)行操作。舉例來(lái)說(shuō)，連接頂框架與屋頂板間時(shí)，應(yīng)當(dāng)保障屋頂柱與梁柱的穩(wěn)定性以此提升項(xiàng)目工程的抗震能力，切實(shí)保障項(xiàng)目的質(zhì)量與安全性。除此之外，鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與硬度常常由鋼結(jié)構(gòu)材料的支撐形式以及擺放位置兩方面因素所決定，因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)深入考慮這些相關(guān)因素，降低外在因素對(duì)建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量的影響[5]。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，建筑行業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中為了占據(jù)較大的生存和發(fā)展空間，應(yīng)當(dāng)采用先進(jìn)的施工技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)材料的選擇和施工，并利用合理的方式對(duì)鋼結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，全面提升建筑工程材料的穩(wěn)定性與安全性。