变电站钢构架稳定性设计研究

变电站钢构架稳定性设计研究

王春超

中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司 吉林 长春 130021

摘要：社会经济的快速发展，使得城市化逐渐走向深水区，相关人员需细化各个行业的技术来从根本上推动建设进程。以建筑行业为例，钢结构因其具有施工速度快、结构性能好等特点，被广泛运用于各类建筑物。

关键词：建筑工程；钢结构设计；稳定性原则；设计要点

前言

钢结构所采用的建筑钢材具有防变形、耐腐蚀、抗震以及符合环保要求等众多优点，因此能够在建筑设计领域得到广泛地应用。建筑工程采用钢结构时，其结构稳定性作为一个至关重要的指标，直接决定了建筑物的质量和使用寿命。本文结合笔者多年的建筑设计经验对建筑工程钢结构的稳定性展开讨论，已对相应问题提供参考。

1研究建筑工程钢结构设计稳定性原则与设计要点的现实意义

社会经济的快速发展，使得城市化逐渐走向深水区，相关人员需细化各个行业的技术来从根本上推动建设进程。以建筑行业为例，钢结构因其具有施工速度快、结构性能好等特点，被广泛运用于各类建筑物。但建筑行业发展进程过于追求速度，并未着重建设技术的先进化与细节化，这就导致涉及的设计技术与建筑操作手段，无法跟上快速发展进程。如，建筑工程钢结构设计稳定性目标，仍受随机因素等问题影响，且难以进行有效控制。

具体而言，建筑行业的高层化发展，对钢结构设计提出了更趋稳定需求。但设计技术的局限性无法满足这一需求，为此，研究人员应对以往工程进行钢结构设计情况分析统计，以找出达到稳定性工程建设目标的设计原则，并衍生出具体的设计技术方法，来提高钢结构建筑工程设计建设的稳定性。这是满足人们物质生活水平不断提升背景下，对居住环境安全稳定需求的关键，研究人员应将其重视起来，进而跟上市场环境的多元化发展进程。

2建筑工程钢结构设计的稳定性原则

2.1一致性

设计建筑工程钢结构时，应遵循构造与结构设计的一致性原则，来保证钢结构构建的稳定性，即与钢结构的细部构造保持一致。以节点连接设计为例，弯矩传递与否要进行区分，主要体现在刚度与柔度，进而保证基础的性能效果。设计桁架节点过程中，设计人员应尽可能减少杆件偏心，以保证构件细部构造设计的稳定性。如，工程建设对钢结构提出了稳定性要求，就应按照一致性原则，对细部构造设计进行相应的调整。以简支梁抗弯能力控制来看，需要在保证组织不动铰支座位移的情况，限定平面方向的移动。但因要保证钢结构梁的整体稳定性，还要对梁绕纵的扭转轴进行控制，以保证梁能够在水平面上转动。

2.2整体性

由于建筑工程钢结构是根据平面体系来进行设计控制的，因此，设计考虑因素不仅是桁架，还要涉及框架。设计过程，为保证平面结构不出现失稳，相关人员需遵循整体性布置原则，即通过构件的支撑设计。

3建筑工程钢结构的设计要点控制

3.1防火设计要点

由于建筑工程钢结构材料以钢筋材料为主，为此，防火设计人员不得不考虑钢材本身的不易燃烧且耐高温性能差等因素。即设计考虑当温度达到一定程度，钢材是否会出现断裂现象。何时，钢结构建筑整体会出现失稳。由此可见，与钢筋混凝土结构的建筑工程相比，钢结构建筑的防火性能较差。设计人员应通过设置保全板来预防火灾。此外，还可将不同厚度的防火涂料涂抹至钢结构不同位置。对于透明位置，可直接涂抹装饰漆来达到预期的工程防火性能。

3.2防腐设计要点

在建筑物中，钢筋材料会受自然因素影响且程度较大。如，钢筋材料长期处于室外环境，将出现锈蚀，不仅会影响钢筋材料的外观，还会降低钢筋材料质量。具体而言，一旦钢材受到外界环境的腐蚀影响，其具有性能效用的表面厚度就会减少，进而出现应力集中与钢结构应力下降等问题。为此，建筑工程钢结构防腐设计人员应综合考虑弯矩与屈曲后强度抗弯承载力比值，以及平面内外稳定应力比。如，建筑物钢结构的应力比超出限值，钢结构就会因失稳而增加整个建筑物的倒塌威胁。防腐设计技术就是通过涂抹防腐涂料，并保证涂料性能质量与所处工程建设要求一致，来达到预期的建设使用标准。

3.3钢结构的抗震设计

加强对钢结构间稳定性关系的掌握能够确保钢结构稳定性的一种设计，所以需要重视钢结构抗震构造。在进行钢结构设计的时候，钢结构需要尽量保证准确与简捷。进行钢构件连接的时候，需要依照想关实情开展操作。为了确保屋顶框架与屋顶板间有效连接，屋顶柱与梁充分稳定来增强钢结构抗震性，这能够提升建筑物安全性。其次，钢结构抗震强度由选用支撑的形式以及位置来决定，所以进行设计之时重视这些因素，尽最大努力降低这些因素在钢结构抗震性方面产生的影响。

3.4受力设计

钢结构的一个最重要的指标就是其受力水平，在进行设计时，钢结构的承重负载能力为首先考虑的问题。钢结构一般采用T字形或者是L字形设计，这是从结构的稳定性考虑，采用这两种形状可以很好地分散建筑的整体重量，达到平衡支撑的目的。在建筑工程实践中，钢结构是建筑物外围的一种常用结构，对建筑物起到受力支撑作用。在建筑物整体设计中，钢结构的使用尽量遵循对称原则，其目的是让每个钢结构均匀地承受整个建筑物的作用力，防止个别钢结构承受压力过大或过小。除此之外，对钢结构不同部位的受力及稳定性要求也不同。例如，对于钢结构中不动支座的要求是防止位移，因此对于这部分的支撑能力要求较高，但是对于钢梁架，除了要起到纵向支撑作用，还需要考虑在水平位置防止其发生扭转。钢结构不同部位的受力特点要在设计中体现出来，避免因考虑不足而出现失稳状况。最后，钢结构的具体施工操作也非常重要，现场施工人员必须按照设计图来严格执行，尽量减少施工误差，加强部门间相互配合，严格依据标准进行施工，加强细节管理。

3.5防腐设计

钢结构腐蚀类型主要分为化学腐蚀与电化学腐蚀两种形式，这两种腐蚀现象均会使钢结构耐久性与强度受到影响，，因此对于钢结构设计，还需要保证防腐设计合理性。借助防锈漆涂装可以保证钢结构腐蚀现象得到有效控制。基于建筑施工与工程经济情况考虑，开展防腐设计时，需要对维护与保养情况加以分析，以合理确定采用半永久性或是永久性涂装形式。设计前应该认真执行钢材防腐的市场调查工作，各个地区需要结合自身气候条件等因素合理制定防腐方案，进而保证建筑项目质量得到充分提升。

结语

综上所述，建筑工程钢结构设计易受所处施工场地的自然因素影响，出现腐蚀与性能质量下降等问题。设计控制，需通过涂抹防腐涂料，来隔断钢筋材料与外界环境的联系。而防火设计，需结合工程项目的建设要求与既定的规范标准，通过涂抹防火涂料，来提高钢结构建筑的防火性能，进而规避火灾风险。事实证明，只有这样，才能将钢结构更趋可持续性的建设状态作用于建筑行业，进而达到用户预期的安全性与舒适度效果。故，业内科研人员应将上述分析内容与研究结果更多地运用不同建设条件与建设要求的建筑工程，以满足高物质生活水平下的建筑用户居住需求。

参考文献

[1]郑然颉.浅谈建筑工程钢结构设计稳定性原则和设计要点[J].房地产导刊，2016，（6）：64-75.

[2]彭声美.标准化建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点分析[J].中国标准化，2017，（10）：25-31.

[3]蓝天.浅谈建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点[J].福建建材，2015，（12）：20-56.