钢结构建筑稳定性设计的要点分析

钢结构建筑稳定性设计的要点分析

赵洋

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摘要：我国科技水平和各行各业的普遍发展，我国建筑工程发展也十分快速。建筑钢结构在建筑行业的发展中，现阶段有着非常重要的地位。因钢材本身具有强度高、韧性较强、抗腐蚀性能好等优势，钢结构在建筑行业的应用越来越广泛，越来越受到建筑工程师的重视。钢结构因其自身重量比混凝土结构要小，在减小建筑物自身重量上面有着显著效果，在整体上提升建筑物的结构安全方面有着非常重要的作用。但是目前钢结构越来越复杂，结构越来越多样化，因此对钢结构的稳定性设计方法越来越受到重视，保证建筑结构的整体安全性。

关键词：钢结构；稳定性；设计；荷载

引言

作为一个企业，若想获得健康发展，发展是必不可少的道理，战略是重中之重。企业的发展需要战略的引导，一定要从战略的角度了解企业的发展趋势，确定企业的长远战略目标，推动企业获得稳定发展。结合实际工作经验并查阅大量的材料，详细分析了我国建筑行业的特征、发展趋势、发展战略目标，为我国建筑钢结构行业的未来发展提供帮助。

1钢结构的概念

钢结构是把钢材当作主要结构进行建筑建设，钢材作为钢结构最为重要的主要材料，使用钢梁、钢板和钢柱等不同型号的钢材预制件，通过刚性连接进行组装而成的。钢结构因其自身重量比混凝土结构要小，韧性也比较好，可以承受更大的力的作用，目前钢结构在大型建筑物建设中越来越多的采用钢结构。钢结构整体结构稳定好，不容易发生形变情况，可以为建筑物提供较高的稳定性。但是当钢结构承受过大压力和长期使用以后，可能会出现整体结构失稳现象。因此在钢结构设计之初，就要考虑钢结构的承力特点，避免结构弱点，更好地使钢结构的特点显露出来，使钢结构在建筑物中可以很好地发挥其作用。

2高层建筑钢结构的主要特点分析

目前，高层建筑钢结构的主要结构体系有：钢框架，钢框架－抗剪结构，带水平加强层的钢框架－支撑桁架结构，巨型结构，筒体结构等结构体系。这些结构体系有下列不同特点。（1）框架结构体系能够提供较大的内部使用空间，构造简单，施工周期短。因此，应用比较广泛。（2）机械性能较好。钢材体现出较好的可塑性及韧性，将其使用到钢结构施工中，可以提升高层建筑钢结构的塑性变形能力及延性变形能力。在出现偶然性的超载后，建筑钢结构被破坏的概率较小，能够增强钢结构的动力荷载适应能力。将钢结构使用于高层建筑，可以对建筑抗风能力及抗震能力进行提升，确保建筑的安全性。（3）有利于保护环境。在应用钢结构的时候，可以对拆除后的钢结构进行重复利用，提升钢材的使用率，降低环境污染，促进建筑业的绿色化发展。

3建筑钢结构施工技术要点分析

3.1横向悬挑桁架及支撑结构

在横向的主轴上设置了大跨度的悬挑三角主桁架，根部高度为4m，悬挑端为2m，桁架顶的宽度为2m。同时，对桁架根部设计有后支撑，该后支撑是用2根钢管柱和二层平台外侧的钢筋混凝土柱相连形成刚性杆V型支撑。而悬挑桁架中后部的支撑是用4根钢管柱制成的四角锥形支撑，并与看台外围柱列顶柱相连。

3.2空间结构的应用

空间结构通常是网架作为支撑主体、壳体辅助当作隔断的建筑结构形式，具备空间大、跨度大的特征，在厂房、体育场馆等众多大型建筑中获得广泛运用，充分满足这种建筑对于空间的基本需求。空间结构对于材料拥有很高的性能要求，具备很高的抗弯性和抗拉性，有助于消除大跨度对材料带来的影响，为建筑结构的稳定性提供保障。从建筑材料的角度来讲，钢材才是满足这种要求的材料，因此，空间结构的发展势不可挡。

3.3钢结构施工中的吊装施工

钢柱在高层建筑中起到了极为重要的支撑作用，需要选择吊装的方法完成钢柱施工，确保钢柱吊装的速度及质量，使工程整体的性能得到保障。在钢柱吊装中，若是出现施工问题，不仅会影响到工程质量，也将带来较大成本，所以要做好钢柱吊装的规划，先做好梁柱框架结构的安装，之后安装楼板结构，按照从中心向四周延续、从柱梁到次梁的顺序进行安装。同时，对第一节钢柱进行安装的时候，应做好预埋地脚螺栓的保护措施，防止钢柱就位对地脚螺栓造成破坏。在钢柱吊装前，需要做好挂篮及爬梯的安装，之后将钢柱吊点安装于连接耳板螺栓孔部位，通过吊索完成钢柱吊装，且需要重视垫板及钢楔校正，通过高强螺丝做好柱底与耳板连接处的加固处理。在钢梁吊装前，需要仔细检查柱脚的间距和标高，做好扶杆及扶手绳索的安装，使钢梁吊装中的人员安全得到保障。需要根据工程的情况对吊点的位置进行合理选择。在具体操作时，通过多头吊索对重量较小的多根小梁和次梁进行吊装，也可以将柱面和柱梁组合成排架之后，对其进行吊装，使工程的施工效率及施工质量得以提升。在安装好钢梁之后，应预留好焊缝的收缩距离，通过经纬仪来检查柱的倾斜度和垂直度，使其达到施工要求，并做好构件位置的调整，确保螺丝孔没有错位。同时，在放入临时高强螺丝后，做好临时固定，通过吊装的方法完成主梁施工，对高强螺丝进行加固。

3.4螺栓连接技术管理控制

在螺栓接头施工过程中，施工人员必须首先检查螺栓部件的质量和性能，并进行滑移系数测试和轴向力测试，以确定螺栓是否处于良好状态，螺栓需满足钢材施工中的连接标准，确保钢结构的稳定性和安全性。其次，施工人员需要检查螺栓连接的摩擦表面是否存在杂质，并使用砂纸、金属刷和其他工具清除表面的铁锈和油漆等杂质。加工后，施工人员应首先使用临时螺栓连接钢结构，及时修复弯曲的钢结构材料，然后使用高强度螺栓进行安装，以确保其螺母和垫圈的方向正确。安装完成后，施工人员应先拧紧螺栓，并在螺栓上进行标记，然后使用专用紧固键进行最终拧紧。

3.5做好钢结构焊接质量控制工作

在建筑钢结构施工过程中，很多施工单位过分关注钢结构组装工作而忽略了焊接环节的质量把控工作。结合大量的案例分析，如果未能充分做好钢结构焊接环节质量控制工作，也会对后期的建筑主体结构质量产生不良影响。鉴于此，可从以下几方面入手：首先，在钢材料焊接前要进行焊接工艺评定，施工方要根据钢构件的焊接要求，做好不同焊接材料、构件的工艺评定工作，根据具体的焊接工艺要求，应用合适的施工焊接材料。其次，在焊接过程中，施工方要科学选用焊接模式，以此来有效降低钢材料在焊接中出现变形的概率。举例来说，在建筑钢结构焊接过程中，针对焊缝需要应用引弧板和熄弧板，严格控制引弧板、熄弧板以及焊缝的长度，一般情况下，要求引弧板和熄弧的长度大于60 mm，而焊缝长度需低于25 mm。此外，在钢结构焊接期间，每条焊缝在收弧过程中需对弧坑进行认真的填满处理，避免后续施工期间弧坑出现裂纹。在构件角焊缝终止的情况下，要做好包角焊处理，保障焊缝的施工质量。每一个钢筋构件焊接施工完成后，焊工要对焊接质量做好自检工作，及时清理焊渣以及焊瘤，并及时处理焊缝缺陷等问题，最大限度地提升钢结构的焊接连接质量。

结语

在设计钢结构时要根据建筑物所处的地理自然环境，针对性的设计相关结构，选择合适的设计方法以及有效运用相关验算方法进行结构稳定性计算，使钢材组件在钢结构中的最大性能得到最大的释放，进一步推进钢结构在建筑领域的发挥其应有的积极作用，提升钢结构的整体安全稳定性。

参考文献

[1]李冠东.高层建筑钢结构施工技术及钢结构体系梁柱的连接节点设计[J].中国建筑金属结构,2022(11):139-141.