探討鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)與施工分析研究 土木工程管理專(zhuān)業(yè)

探討鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)與施工摘要：本文主要從鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工方面闡述其在建筑中的應(yīng)用，不僅在設(shè)計(jì)上達(dá)到要求，也要在施工技術(shù)得到保證，使得鋼結(jié)構(gòu)的綜合性能在建筑上的應(yīng)用越來(lái)越穩(wěn)定。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；施工一、鋼結(jié)構(gòu)建筑主要的特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)的一些自身特點(diǎn)之前一直應(yīng)用與非居住的建筑研究中。其中我們所要論述的鋼結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)非常適用于現(xiàn)代的住宅建筑，下面就詳細(xì)的介紹下鋼結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性，我們都知道在地震的時(shí)候，能量的釋放就在一瞬間內(nèi)，它的破壞性是非常大的主要的破壞方式包括有非延性破壞、延性破壞和脆性破壞。之前常用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在抗震方面，存在著各種各樣的不足，鋼結(jié)構(gòu)本身就具有重量輕的特點(diǎn)，拿一個(gè)六層輕鋼的住宅來(lái)說(shuō)它的重量同一個(gè)四層的磚混結(jié)構(gòu)住宅的重量幾乎相同，所以說(shuō)，自身承受地震的力量相對(duì)較小；同時(shí)，鋼材他本身的高延性，可以很好的將地震的能量消耗一些，較少抗震產(chǎn)生的危害我們可以說(shuō)鋼結(jié)構(gòu)住宅具有良好的抗震性。鋼結(jié)構(gòu)可以根據(jù)客戶(hù)需求，進(jìn)行功能區(qū)間的布置，之前的傳統(tǒng)住宅使用材料大部分都是鋼筋混凝土所以對(duì)空間的布置有了很多限制。例如說(shuō)我們希望開(kāi)間大一些，那么相應(yīng)的樓板厚度就有增大，也就是說(shuō)梁柱的截面積就要增大，這樣對(duì)室內(nèi)的美觀程度會(huì)產(chǎn)生影響，土建方面的投資也增加了。而鋼鋼材就有強(qiáng)度高這樣的特點(diǎn)，這樣就在布置上可以采用大空間柱網(wǎng)的方式，將建筑平面進(jìn)行靈活分割；鋼結(jié)構(gòu)還具有連接簡(jiǎn)單這樣的特點(diǎn)，躍層、錯(cuò)層結(jié)構(gòu)也變得更加方便；鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面相對(duì)較小，使使用面積提高，得房率也就相應(yīng)提高了；鋼結(jié)構(gòu)墻體相對(duì)較薄，也就是說(shuō)墻體的占用面積相對(duì)也小，墻體占有面積同之前的磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，大概減少了60%，也就是說(shuō)使用面積增加了。在施工上具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，之前的現(xiàn)澆混凝土需要施工要連續(xù)，而我們國(guó)家的北方大部分地區(qū)在冬季施工都會(huì)受到影響。而鋼結(jié)構(gòu)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)的量相對(duì)較小，施工方面的臨時(shí)用地也相應(yīng)較小，同時(shí)減少了施工作業(yè)對(duì)周?chē)h(huán)境的污染也相應(yīng)提高了施工在機(jī)械方面的利用率。鋼結(jié)構(gòu)自身具有勁性結(jié)構(gòu)可以承擔(dān)施工荷載和結(jié)構(gòu)荷載，在施工的過(guò)程中節(jié)省了拆模、支模材料的使用，從而達(dá)到降低成本的目的。同時(shí)使工期縮短，使施工速度加快。可以更好地適應(yīng)現(xiàn)代住房產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)的具有較高的商品化程度高，也就是說(shuō)適合進(jìn)行批量的工業(yè)化生產(chǎn)。二、設(shè)計(jì)穩(wěn)固性質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)固性質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu),在不同類(lèi)別的鋼結(jié)構(gòu)里，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定性而引起的事故傷亡等危險(xiǎn)經(jīng)常發(fā)生，便于更好地確保鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)固設(shè)計(jì)里構(gòu)成要件不至于失去穩(wěn)固性，確保工程質(zhì)量與安全生產(chǎn)，對(duì)于設(shè)計(jì)穩(wěn)固性質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)，進(jìn)行具體的探索與討論有著非常的必要。1.穩(wěn)固性質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)的定義。鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)硬度不夠或者失去穩(wěn)固性，都會(huì)引起其結(jié)構(gòu)的損壞，可是強(qiáng)硬度與穩(wěn)固是兩個(gè)不同的定義，前者是指力度問(wèn)題，是在穩(wěn)固均衡的情形下單一構(gòu)成元件或者架構(gòu)因其負(fù)荷而產(chǎn)生的最大性的應(yīng)對(duì)力度是不是有大于建材本身的極限受力度，鋼材一般都以征服點(diǎn)當(dāng)成是其極限的受力度。可后者是相對(duì)于扭曲變形的方面，構(gòu)成元件能夠受到外部負(fù)荷同結(jié)構(gòu)里抵抗力度之間有著不穩(wěn)固性，主要在于尋找到這不穩(wěn)固性的均衡點(diǎn)，以免出現(xiàn)扭曲迅速增長(zhǎng)且出現(xiàn)失去穩(wěn)固性而導(dǎo)致?lián)p壞的現(xiàn)象。2.設(shè)計(jì)穩(wěn)固性質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)主要方面。在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)前需要滿(mǎn)足相關(guān)的一般準(zhǔn)則，需要確保穩(wěn)固性質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)要達(dá)到如下的條件：（1）布置鋼結(jié)構(gòu)需要從整體與每個(gè)構(gòu)成部分的穩(wěn)固性質(zhì)需求統(tǒng)一考量，如今大部分的鋼結(jié)構(gòu)都是依照平面整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如框架與桁架，確保平面架構(gòu)不會(huì)在平面以外失去穩(wěn)定，平面架構(gòu)的構(gòu)成元件必須在計(jì)算平面穩(wěn)定時(shí)，需要同架構(gòu)布置統(tǒng)一，比如加上必須的支持構(gòu)成元件等。（2）依照簡(jiǎn)略圖的計(jì)算方法必須與架構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)略圖統(tǒng)一，在設(shè)計(jì)較多層的框架結(jié)構(gòu)時(shí)，其分析穩(wěn)定性一般都是忽略不計(jì)，只是計(jì)算部分的穩(wěn)定性如框架柱，因?yàn)橛?jì)算框架內(nèi)每個(gè)柱體其桿件的穩(wěn)定性常用力法與相關(guān)系數(shù)等都是根據(jù)相關(guān)的假設(shè)者或者簡(jiǎn)化情形而得，所以，設(shè)計(jì)都需要確保全部條件吻合假設(shè)后方能使用。3.設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的建筑(1)搜集相關(guān)資料：在進(jìn)行設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)程前，需要對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行搜集。應(yīng)有不同的環(huán)境資料、有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范等。如今國(guó)內(nèi)實(shí)施的是GB50017-2003的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)還要對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的常用做法進(jìn)行了解，依照以前的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)給出最佳的設(shè)計(jì)方案。(2)明確柱網(wǎng)及體系結(jié)構(gòu)：明確鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)重點(diǎn)從兩方面考慮：縱向與橫向結(jié)構(gòu)體系。前者通常有相關(guān)系的構(gòu)成元件比如壓架、支撐、車(chē)梁及桁架、制動(dòng)梁與墻梁等構(gòu)成，柱網(wǎng)必須依照經(jīng)濟(jì)柱距、建筑使用需求、建筑美觀及跨度等要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，而其它還需要考慮安裝制作難度、跨度及造價(jià)等。后者通常從剛度與建筑使用要求、材料選擇與受力情形等綜合來(lái)考量。三、鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)1.結(jié)構(gòu)的平面布置與選型比較平整、勻稱(chēng)及較小凹凸幅度的平面布置，選擇鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)比較合適，可易出現(xiàn)大幅度扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)開(kāi)較多的軸線(xiàn)及距離大的形心與質(zhì)心的平面建筑，設(shè)計(jì)其鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)該對(duì)外力比如風(fēng)及地震等負(fù)荷影響下的水平位置上的位移，需要進(jìn)行把控，進(jìn)而必須主要考量其建筑抵抗側(cè)力架構(gòu)方面的設(shè)計(jì)。通常情形里，設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的建筑一般會(huì)把墻體（樓梯及電梯間的）設(shè)計(jì)成抵抗側(cè)力的重要架構(gòu)，如果水平方向位移把控成效不能取得最低的標(biāo)準(zhǔn)，就能夠把每個(gè)單元里的廚房、墻體及衛(wèi)生間的一部分當(dāng)成抵抗側(cè)力架構(gòu)。2.明確柱網(wǎng)一般情形之下，明確柱網(wǎng)需要依照分割平面的詳細(xì)情形，同截面的距離及梁位結(jié)合，還需要與隱蔽鋼梁的方法一同確定。柱網(wǎng)的確定最主要是外墻位里的柱距上，需要處理好外墻上的鋼梁同窗上皮的距離度，這樣柱網(wǎng)能夠基本定下。3.選擇結(jié)構(gòu)體系建筑在六層之下，可選用框架——支持系統(tǒng)或框架系統(tǒng)，而在六層以上則可使用框架——剪力墻混凝土（核心筒）系統(tǒng)或框架支持系統(tǒng)。除此之外，高層房一般使用雙重系統(tǒng)。框架柱，重點(diǎn)分成鋼管砼柱、鋼骨砼柱、H型鋼柱，其中鋼管砼柱與鋼骨稱(chēng)為組合柱。相較于小戶(hù)型的高層建筑，與H型鋼柱相比，使用組合柱可以節(jié)約較多鋼材。與鋼支持比較，剪力墻的延展性質(zhì)偏低，若出現(xiàn)地震，延性偏低會(huì)使得地震力度大，延性偏高會(huì)使得地震力度小，就抵抗震性的能力上說(shuō)，鋼支持性能高于砼剪力墻。砼剪力——鋼框架墻體屬于混合架構(gòu)，目前為止，研究其抵抗震的性能還不夠成熟，并沒(méi)將其選入抗震標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)實(shí)使用的進(jìn)程里，需要認(rèn)真研究建筑的特性，能夠有對(duì)應(yīng)性的選擇。而核芯筒便于在小鋼柱里用于加強(qiáng)，所以便于安裝。4.層數(shù)與層高的確定在建筑工程里，可選擇不同多種的結(jié)構(gòu)方式，而全部結(jié)構(gòu)方式都擁有其最好的高度與適用范圍。鋼結(jié)構(gòu)方式在些高層與較高層的建筑里有明顯的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楦邔拥慕ㄖ?duì)其地震設(shè)置防御的條件偏高，在同等條件下，與柱鋼架構(gòu)梁、混凝土鋼筋梁相比，其柱雖斷面偏小，可對(duì)于住宅建筑來(lái)說(shuō)，其室與屋里，柱梁的出現(xiàn)卻成為尷尬。比較后，對(duì)于住宅建筑來(lái)說(shuō)，人們覺(jué)得鋼結(jié)構(gòu)方式的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在使用于中高層、多層建筑工程里。5.變形限制取值建筑抵抗側(cè)力架構(gòu)可適用于鋼結(jié)構(gòu)與混凝土鋼筋架構(gòu)。若作用鋼桁架成為抵抗側(cè)力架構(gòu)的形成純鋼架構(gòu)時(shí)，依據(jù)國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：若有風(fēng)力的影響，層間可以有位移在1/400，頂點(diǎn)可以有位移在1/500；若有地震的影響，層間可以有位移在1/250，頂點(diǎn)可以有位移在1/300。所以，如果建筑的抵抗側(cè)力架構(gòu)運(yùn)用鋼桁架的話(huà)，就會(huì)有可能大幅提高出現(xiàn)運(yùn)用鋼指標(biāo)，進(jìn)而加大工程造價(jià)。如果是依據(jù)1/300的鋼架構(gòu)限制取值進(jìn)行抵抗側(cè)力架構(gòu)體系剛度的把控，若出現(xiàn)地震時(shí)待鋼架構(gòu)運(yùn)用后，混凝土鋼筋剪力墻就會(huì)受到架構(gòu)的損壞，這樣的考量比較不夠安全與欠缺?？墒侨绻勒?/800的混凝土鋼筋剪力墻限制取值進(jìn)行抵抗側(cè)力架構(gòu)的體系剛度把控時(shí)，鋼梁、