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1、淺析鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計的特點與原則【摘要】鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對于鋼結(jié)構(gòu)建筑物的安全性有著重要的影響。設(shè)計過程中，由于設(shè)計者的經(jīng)驗不足，對鋼結(jié)構(gòu)的整體性和鋼結(jié)構(gòu)各個構(gòu)件穩(wěn)定性分析不夠全面，容易造成鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的事故。文章在對鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與穩(wěn)定性所存在的相關(guān)問題分析的基礎(chǔ)上，就鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計及加固方法進(jìn)行了深入的探討，旨在為豐富鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計的理論。 【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)設(shè)計；加固 引言 隨著我國社會和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑規(guī)模和速度有了很大的提升，鋼結(jié)構(gòu)的使用越來越多。鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定
2、性對于鋼結(jié)構(gòu)建筑物的安全性有著重要的影響。在施工圖設(shè)計過程中，因為設(shè)計者的經(jīng)驗不豐富，對鋼結(jié)構(gòu)的整體性和鋼結(jié)構(gòu)各個構(gòu)件穩(wěn)定性的設(shè)計不夠完善，很容易產(chǎn)生鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)造成的事故。因此我們要加強(qiáng)對鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計特點和原則的研究，以保證鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中的安全性?！ ?鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定的區(qū)別分析 鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度問題指的是鋼結(jié)構(gòu)或者單個構(gòu)件處于穩(wěn)定狀態(tài)的時候，荷載所造成的最大應(yīng)力是不是超出了建筑材料的極限強(qiáng)度。所以我們得出這一應(yīng)力的問題。鋼結(jié)構(gòu)的極限強(qiáng)度是由其材料的特點所決定的，對于混凝土這類脆性的材料
3、來講，可以取其最大的強(qiáng)度，對鋼材常取它的屈服點。鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和強(qiáng)度有著差異，通過找出外部負(fù)荷與結(jié)構(gòu)背部的抵抗力之間的不穩(wěn)定平衡狀態(tài)，即變形開始發(fā)生急劇變化的狀態(tài)，是一個變形的問題。比如軸壓柱因為失去穩(wěn)定性，側(cè)向撓度使柱中增加很大的彎矩，因而柱子的破壞荷載可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于它的軸壓強(qiáng)度?！ ?鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究中存在的問題 當(dāng)前，大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時取一個統(tǒng)一的穩(wěn)定安全系數(shù)，不能夠反映整體穩(wěn)定與局部穩(wěn)定的關(guān)聯(lián)性，梁-柱單元不能夠真實反映X殼結(jié)構(gòu)的受力情況，這里存在的問題在于怎樣反映軸力和彎矩的耦合效應(yīng)，在
4、大跨度鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，其整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定需要我們進(jìn)行深入的研究。鋼結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性研究中有很多不確定的因素產(chǎn)生的影響。當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)的隨機(jī)影響分析所處理的問題，很多都是局限于確定的結(jié)構(gòu)參數(shù)、隨機(jī)荷載輸入等這樣一個格局范圍，但是在實際施工的過程中，因為鋼結(jié)構(gòu)參數(shù)的不確定性，會引起結(jié)構(gòu)相應(yīng)的顯著差異，因此，我們應(yīng)著眼于考慮隨機(jī)參數(shù)的跳躍型失穩(wěn)等問題的分析。 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論的不完善，設(shè)計的過程中大部分是將鋼結(jié)構(gòu)看作成一個完善的結(jié)構(gòu)體系，在設(shè)計的過程中沒有對一些不可預(yù)料因素的影響進(jìn)行考慮，多數(shù)情況下
5、將影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性隨機(jī)因素分為三種：物理、幾何不確定性。統(tǒng)計的不確定性；模型的不確定性等等。 3鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則 3.1結(jié)構(gòu)整體布置必須考慮整個體系以及構(gòu)件局部穩(wěn)定性的要求 保證平面結(jié)構(gòu)不致出現(xiàn)平面失穩(wěn)，需要從結(jié)構(gòu)整體布置來解決，亦即設(shè)計必要的支撐構(gòu)件，平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件得出平面穩(wěn)定計算必須和結(jié)構(gòu)布置相一致，例如平面桁架組成的塔架，需要注意桿件的穩(wěn)定和橫隔設(shè)置之間的關(guān)系?！ ?.2結(jié)構(gòu)計算簡圖和實用計算方法所依據(jù)的簡圖必須一致 目前，在設(shè)計單層和多層框架結(jié)構(gòu)時，經(jīng)常不作框架穩(wěn)定分析而是代之以框
6、架柱的穩(wěn)定計算，在采用這種方法時，計算框架柱穩(wěn)定時用到的柱計算長度系數(shù)，通過框架整體穩(wěn)定分析得出,才能使柱子的穩(wěn)定計算等效于框架穩(wěn)定計算。然而，實際框架多種多樣，而設(shè)計中為了簡化計算工作，需要設(shè)定一些不符合實際的條件?！ ?.3細(xì)部構(gòu)造結(jié)構(gòu)的設(shè)計和構(gòu)件的穩(wěn)定計算必須一致 對要求傳遞彎矩和不傳遞彎矩的節(jié)點連接，應(yīng)分別賦與它足夠的剛度和柔度，對桁架節(jié)點應(yīng)最大程度上降低桿件偏心，這些都是設(shè)計者處理構(gòu)造細(xì)部的時候要做到的，然而，當(dāng)涉及到鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能的時候，鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)造上經(jīng)常出現(xiàn)不同于強(qiáng)度的要求，支
7、座還要能夠阻止梁繞縱軸扭轉(zhuǎn)，與此同時要允許梁在水平平面內(nèi)轉(zhuǎn)動和梁端截面自由翹曲，以實現(xiàn)穩(wěn)定分析所采取的邊界條件。 4鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計特點 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計的特點主要有：失穩(wěn)與整體的剛度，當(dāng)前的規(guī)范通用的軸心壓桿的穩(wěn)定計算法，指的是臨界壓力求解法與折減系數(shù)法；穩(wěn)定性整體分析：鋼結(jié)構(gòu)的桿件是否可以保持穩(wěn)定，關(guān)系到整個鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性分析需要我們從系統(tǒng)的角度出發(fā)；另外，在彈性穩(wěn)定的計算過程中，在考慮鋼結(jié)構(gòu)整體性能的同時，別的一些特點也需要我們予以足夠的重視，例如首先要處理的二階分析等。 5對
8、鋼結(jié)構(gòu)加固方法的研究 當(dāng)前對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的主要辦法為：減輕鋼結(jié)構(gòu)所受到的荷載、對鋼結(jié)構(gòu)的計算圖形進(jìn)行改變、對原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面的連接強(qiáng)度進(jìn)行加大、阻止裂紋的擴(kuò)展等等?！ ?.1改變結(jié)構(gòu)計算圖形 改變鋼結(jié)構(gòu)計算圖形的加固方法，指的是通過使用改變荷載的分布、荷載的傳力途徑、各個節(jié)點的性質(zhì)等，增設(shè)附加桿件與支撐等措施，對鋼結(jié)構(gòu)做出科學(xué)加固的方法，增加支承產(chǎn)生一定的空間結(jié)構(gòu)，并根據(jù)空間結(jié)構(gòu)做出驗算，加設(shè)合理的支撐提高鋼結(jié)構(gòu)的剛度，或者通過有效的對自振頻率進(jìn)行調(diào)整，以更好的實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)承載能力和結(jié)構(gòu)動力性
