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钢结构稳定性的保证措施
钢结构稳定性的保证措施
浏览量: 161 作者: 广州固特嘉建筑工程有限公司 发布时间: 2022-08-20 10:51:23
为了提高建筑工程上的安全性,就需要保证钢结构稳定性,例如坍塌、倾斜都是没有做好钢结构的稳定性,这些原因会导致在外界条件变化时钢结构出现不稳定的情况,从而造成安全事故发生。因此如何做好钢结构设计中稳定性设计是目前建筑工程中需要重视的问题。
一、钢结构失稳类型

    1.分支点失稳


  分支点失稳也称之为平衡分岔失稳、分支点失稳主要包括直杆、圆环、窄梁等部位.这些部位在受到外界压力时会导致其支点严重不平衡造成失稳现象。在正常情况下,如果钢结构的轴心受压构件是完好无损的.那么其端部在遭遇到荷载压力且低于规定限值时.构建依然可以维持平直.只会压缩变形但不会造成失稳。


  但是如果端部的承载压力高于限值就会导致弯曲使轴心受压出现不平衡的情况.也就是平衡分岔稳定问题。从设计角度来看.这类屈曲破坏是可以被随免的。


  2.极值点失稳


  极值点失稳与分支点失稳有所不同.是无平衡分岔的问题、在建筑工程中属于常见的问题。这主要是由于偏心构件的材料历致.偏心构件的材料一般都会使用钢材.在经过长时间发展后其塑性会逐渐变得没有稳定能力.就会导致平衡形式产生变化.从而导致失稳问题。在处理极值点失稳时,一般会将其转变成分支点失稳进而进行处理。


  3.跳跃性失稳


  跳跃性失稳并没有极值点同时也没有平衡分岔点.一般会出现在扁壳、空间柘架中,这一类失稳主要是指扁壳或者是空间桁架在失去稳定平衡后从原来位置跳跃到另外的稳定平衡状态.即称之为跳跃性失稳。


  在进行钢结构稳定性设计时,这种类型的变形是被禁止的,所以需要在计算承载极限时,按照临界荷载来进行。


钢结构稳定性的保证措施

二、钢结构稳定性设计原则

  1.平面稳定设计计算要契合结构构件


  目前来说,国内钢结构在进行设计时都是以平面体系作为出发点.例如桁架、框架的设计.为了防止在平面结构上出现失稳、就需要在进行结构布局时具有统一性、整体性在进行支撑构件设计时.一定要具有针对性。


  从另一个角度来说.就是在进行平面设计计算时,需要和平面结构构件的布置完全契合,例如在设计塔架时.就需要确保横隔设置合理、构件保持稳定。


 2.结构计算要契合构造设计


  在进行钢结构设计时.保持设计结构的构造和构件的稳定计算一致一直都是设计人员关注的重点,在进行节点连接时要根据节点来设置相应的柔度和刚度.如果连接柘架节点.要尽量降低杆件偏心。


  在设计时,为了保持钢结构设计的稳定性、会对构件有所要求,因此在调整梁的整体稳定时,可以采取在平面内对梁进行转动的方式来确保梁的稳定分析与边界条件相一致。


  3.使用简图要契合结构计算简图


  大部分设计人员在设计单层和多层框架结构的时候,都不是十分注重框架的稳定分析,而是通过直接计算的方式来确定架柱的稳定。


  使用直接计算方法.首先要分析框架柱的整体稳定,然后会得出柱计算长度系数.通过这种方式得到的柱稳定计算可以保持和框架稳定计算相一致。但是由于框架的种类繁多.因此在设计时可以通过设置典型条件的方式来使计算工作更加便捷.在此可以参考GB一J17一88规范中的基本假设。


  但是在实际工程案例中,会出现两种框架的计算简图和使用简图不一致的情况,一种是附有摇摆柱的框架、一种是横梁承受了较大压力的框架.这两种情况不需要按照规定系数计算。


钢结构稳定性的保证措施

三、增加钢结构稳定性的加固方法

   1.更改结构计算图形


  通过改变结构计算图形的方式来对钢结构进行加固一般有四种方式,第一种是变更荷载分布情况.第二种是变更传力方式.第三种是变更节点性质.第四种是变更边界条件。使用更改结构计算图形的方式需要在原有的基础.上增加附加杆件和支撑.从而给结构带来预应力,同时还可以应用空间协调因素这样能够进一步加强钢结构的稳定性。具体方法是准备需要加固的构件,在其截面外将预应力筋布置上去.通过更改结构传力路径会使荷载效应有肪降低、另外.这一加固技术还可以优化梁的承载力、提高梁的变形性能。


  例如某工程经过检测发现.钢结构大厅里构件截面的选择十分不合理.这时候就需要对钢结构实施内力和位移进行再次验算.同时还要对现场材料和性能参数进行检测.综合以上数据.通过体外预应力技术加固不合理的构件。通过加固该工程的钢梁挠度和承载能力和规定完全相符.而且能够满足正常的使用要求。


  2.对连接点进行加固


  连接点加固技术就是对钢结构的连接点进行加固.使用工具一般是焊缝、高强度或普通螺栓、铆钔。在实际工程中.如果使用连接点加固技术.需要先深入分析加固目的、具体受力情况、构造情况等.在分析后最终确定出固件的连接方式。需要注意的是.使用焊缝进行连接时.要确保焊接工艺正确、连接材料符合要求.然后再进行加固.这样能够确保钢结构的稳定性。


  例如某工程需要对钢结构进行加固.施工人员根据规范标准全面地复核了钢管桁架T节点和K节点,发现其中有不符合强度规定的节点,因此对该节点进行全面加固分析、在分析后最终确定在T节点采用套管加固方式.在K节点采用肋板加固方式.在加固后.施工人员对节点强度进行了分析,确认在使用连接点加固技术后,加固效果十分有效。


  3.纤维复合材料加固


  在该加固技术中需要使用纤维复合材料.需要把这种材料粘贴到损坏的钢结构表面上,从而转移部分钢结构承受的荷载.这样复合材料就会承担这部分荷载,就能够降低受损构件的应力.达到钢结构加固的目的,同时.使用纤维复合材料加固的方式还可以起到延长结构构件寿命的作用。


  在进行钢结构加固时使用的纤维复合材料一般包含三种,一种是玻璃纤维材料.一种是碳纤维材料.还有一种是芳纶纤维材料.这三种材料都可以有效地对钢结构进行加固。


  使用纤维复合材料对钢结构进行加固具有很多优势:


  其一.可以让钢结构的强度与刚度变得更高.而且在加固后并不会过多改变原有钢结构的重量和尺寸。


  其二.纤维复合材料具有很好的耐腐蚀性而且具有很强的抗疲劳性.能够更好地保持钢结构的稳定。


  其三.纤维复合材料的柔韧性很好.在很多封闭性的钢结构中可以使用.而有一些钢结构的形状比较复杂是比较不好进行加固的.也能够使用纤维复合材料加固技术进行加固。


  其四.较之于其他加固方法.纤维复合材料加固技术的成本偏低,而且在操作上十分便捷.非常适合在现场进行修复作业。


  其五.由于使用纤维复合材料加固技术不会出现明火.所以可以在各类作业环境中进行使用.应用范围十分广泛。


  钢结构失稳的现象是普遍存在的,因此.钢结构设计工作者一定要充分认识到钢结构稳定性的重要性.最大限度地消除设计缺陷,促进建筑行业的发展。


 

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