遵循“三項(xiàng)基本原則”,做好鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)
在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,穩(wěn)定性是必需要解決的一個(gè)主要問題。一旦鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)事故,不僅會(huì)造成人員的傷亡,而且還將帶來無法挽回的經(jīng)濟(jì)損失,所以,不論設(shè)計(jì)建造何種鋼結(jié)構(gòu)建筑,都需要把握好穩(wěn)定性這一重要關(guān)口。下面本文就來具體闡述下鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的三項(xiàng)基本原則,還望相關(guān)人員定要及時(shí)明確,以避免結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)構(gòu)件喪失穩(wěn)定的情況。
鋼結(jié)構(gòu)整體布置須考慮整個(gè)體系以及組成部分的穩(wěn)定性要求。目前結(jié)構(gòu)大多數(shù)是按照平面體系來設(shè)計(jì)的,如桁架和框架都是如此。保障這些平面結(jié)構(gòu)不致出平面失穩(wěn),需要從結(jié)構(gòu)整體布置來解決,亦即設(shè)計(jì)必要的支撐構(gòu)件。這就是說,平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的出平面穩(wěn)定計(jì)算須和結(jié)構(gòu)布置相一致。
鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖和實(shí)用計(jì)算方法所依據(jù)的簡圖相一致,這對(duì)框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計(jì)算十分重要。目前設(shè)計(jì)單層和多層框架結(jié)構(gòu)時(shí),經(jīng)常不作框架穩(wěn)定分折而是代之以框架柱的穩(wěn)定計(jì)算。在采用這種方法時(shí),計(jì)算框架柱穩(wěn)定時(shí)用到的柱計(jì)算長度系數(shù),自應(yīng)通過框架整體穩(wěn)定分析得出,才能使柱穩(wěn)定計(jì)算等效于框架穩(wěn)定計(jì)算。然而,實(shí)際框架多種多樣,而設(shè)計(jì)中為了簡化計(jì)算工作,需要設(shè)定一些典型條件。GBJl7-88規(guī)范對(duì)單層或多層框架給出的計(jì)算長度系數(shù)采用了五條基本假定,其中包括:“框架中所有柱子是同時(shí)喪失穩(wěn)定的,即各柱同時(shí)達(dá)到其臨界荷載”。按照這條假定,框架各柱的穩(wěn)定參數(shù)桿件穩(wěn)定計(jì)算的常用方法,往往是依據(jù)特定的簡化假設(shè)或者典型情況得出的,設(shè)計(jì)者須確知所設(shè)計(jì)的鋼結(jié)構(gòu)符合這些假設(shè)時(shí)才能正確應(yīng)用。在實(shí)際工程中,框架計(jì)算簡圖和實(shí)用方法所依據(jù)的簡圖不一致的情況還可舉出以下兩種,即附有搖擺柱的框架和橫梁受有較大壓力的框架。這兩種情況若按規(guī)范的系數(shù)計(jì)算,都會(huì)導(dǎo)致不安全的后果。所以所用的計(jì)算方法與前提假設(shè)和具體計(jì)算對(duì)象應(yīng)該相一致。
設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造和構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算須相互配合,使二者有一致性。結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造設(shè)計(jì)相符合,一直是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中大家都注意的問題。對(duì)要求傳遞彎矩和不傳遞彎矩的節(jié)點(diǎn)連接,應(yīng)分別賦與它足夠的剛度和柔度,對(duì)桁架節(jié)點(diǎn)應(yīng)盡量減少桿件偏心,這些都是設(shè)計(jì)者處理構(gòu)造細(xì)部時(shí)經(jīng)??紤]到的。但是,當(dāng)涉及穩(wěn)定性能時(shí),構(gòu)造上時(shí)常有不同強(qiáng)度的要求或特殊考慮。例如,簡支梁就抗彎強(qiáng)度來說,對(duì)不動(dòng)鉸支座的要求僅僅是阻止位移,同時(shí)允許在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。然而在處理梁整體穩(wěn)定時(shí)上述要求就不夠了。支座還需能夠阻止梁繞縱軸扭轉(zhuǎn),同時(shí)允許梁在水平平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)和梁端截面自由翹曲,以符合穩(wěn)定分析所采取的邊界條件。
其實(shí),不論何種類型的鋼結(jié)構(gòu),在實(shí)際設(shè)計(jì)中都會(huì)遇到穩(wěn)定問題,對(duì)于這個(gè)問題,如若處理不好,必將會(huì)造成不應(yīng)有的損失和重大人員傷亡,為避免上述情況的發(fā)生,還望相關(guān)設(shè)計(jì)人員定要秉承上述幾點(diǎn)基本原則,強(qiáng)化鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)。