建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点分析

■文平军 ■东莞市金陵钢结构工程有限公司，广东 东莞 523000

建筑工程钢结构设计中存在问题及对策

1．1 钢结构设计防火方面的问题及对策

钢结构建筑主要采用的建筑材料为钢材，属于不易燃材料，但是钢材又具有不耐高温的特点，一旦温度达到相应程度，钢材会出现断裂情况，从而对整个钢结构建筑产生巨大的安全隐患，所以对钢结构建筑产生最大威胁的就是火灾，若是在进行钢结构设计时没有充分考虑这一因素，导致防火方面存在缺陷，那么必将造成严重的后果。钢结构建筑发生火灾而造成巨大的经济损失和人员伤亡例子也很多，因此，在钢结构建筑设计时必须充分考虑其防火问题。钢结构建筑在防火性能上要弱于钢筋混凝土结构建筑，通常在钢结构建筑设计中采用的防火措施有以下两种:第一种，采用保全板，将其合理设置在钢结构建筑中，以此起到防火作用;第二种，在钢结构的不同部位涂抹厚薄不均的防火涂料，并采用装饰漆涂抹露明部位。当然这只是常规的方法，为了更好地确保钢结构防火性能的提升，就必须加强防火墙、防火门的设置，并配备自动喷水灭火系统和独立的水幕以及防火带等进行防火分区的设置，并在此基础上加强防火涂料的应用，以达到对钢材进行防火保护的目的，且在火灾探测报警技术和烟气控制技术的帮助下及时的发现和处理可能出现的火灾，确保其防火性能得到有效的提升。

1．2 钢结构设计防腐方面的问题及对策

钢材受自然因素影响较大，一旦长时间暴露在室外环境中，就极易被锈蚀，不仅钢材的外观会深受影响，钢材的质量也会大打折扣。因此，在钢结构建筑设计中钢材防腐问题也是必须引起高度重视。当前，钢结构建筑设计中对于防腐方面问题的解决方法通常是采用涂抹防腐涂料的措施。设计人员会根据钢结构建筑的要求选用合适的防腐涂料，并要求施工人员在施工中严格按照相关要求规范进行操作。此外，对于钢结构构件也有不同的要求，例如有的构件在出厂前需要涂刷一层底漆。在钢材上涂抹防腐涂料就目前来看是最为有效的防腐措施。但是这样做只是基础性的防腐，因而为了提高钢结构的防腐效果，就必须选用耐候钢作为钢结构建筑的首选材料，并利用热浸镀锌技术对其进行处理，利用镀层，达到保护钢结构不被腐蚀，尤其是应加强有机涂料配套技术的应用，以及阴极保护技术的应用，才能更好地确保其防腐性能得到有效的提升。

1．3 钢结构设计在物理方面的问题及对策

1．3．1 噪声问题及对策

噪声问题是现代建筑中最为常见的问题之一，且一直没有得到彻底的解决。怎样有效降低噪声已经成为当前建筑学中的重要研究课题之一。人类耳朵能够听到许多种声音，而这些声音又大致能够分为两类，一类是无害悦耳的声音，例如音乐声、鸟鸣声等;另一类则是有害的噪声，例如各种机械发出的轰鸣声，刺耳的喇叭声等。一般情况下，建筑使用功能的不同对隔音的效果要求也不同，例如大型商场建筑，其隔音效果要求较低;寻求安静的住宅建筑隔音效果要求就较高，这就需要设计人员根据建筑使用功能以及隔音效果的不同要求进行专门的设计。在钢结构建筑设计中所采用的隔音措施主要有:使用隔声门、隔声窗，并在建筑或需隔音的房间外墙上使用隔声性能较好的材料。

根据建筑使用功能的不同，其对吸音的效果要求也不相同。例如音乐厅类型的建筑，其主要使用功能就是让人类的耳朵吸收发出的音乐声，所以在音乐厅类型的建筑中通常会在顶棚增加反射板用来反射声音，若是音乐厅中的声音无法反射，那么人类的耳朵所听到的声音就会有缺失，甚至是听不到声音。当前，解决吸音问题的主要措施有两种:第一种是科学的设计吸声结构，例如孔石膏板吊顶。第二种是采用先进的吸声材料，例如玻璃、岩棉等吸声性能较好的材料。

2 建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点

2．1 建筑工程中钢结构稳定设计的特点

建筑工程中钢结构稳定设计的特点主要表现为:第一，钢结构的多样性。建筑工程中钢结构设计方面的问题直接影响着钢结构的稳定性，特别是承荷载力大的钢结构部位，在进行这类钢结构部位设计时必须进行多方面的考虑，并对钢结构的稳定性进行认真分析、探究。第二，钢结构的整体性。钢结构建筑是由多种构件共同组成的一个整体，任何一个构件所具有的作用都是不容忽视的，若是当任意一个构件出现问题，例如失稳、变形等情况，那么必定会对其他构件造成影响，最终导致钢结构整体稳定性出现问题［1］。

2．2 钢结构稳定性的计算方法

(1)整体刚度计算。在现行的钢结构计算规范中，通用的计算方法是轴心压杆稳定计算方法，其主要采用是折减系数方法和临界压力求解法。其中，临界压力由欧拉公式给出。(2)整体稳定性分析。钢结构建筑是由多种构件共同组成的一个整体，其整体稳定性受各种构件的制约较大，各构件之间是否具有良好的稳定性，是确保钢结构整体稳定性的前提基础。所以，应对其整体稳定性进行分析。(3)其他特点的稳定计算。钢结构的各种组成构件又能分为两大类，为弹性构件和柔性构件，因而，在进行钢结构稳定性时应重视这一特点。由于柔性构件容易发生变形，进而导致钢结构内部也发生变化，最终对钢结构整体稳定性产生严重的影响，所以，必须重视柔性构件的分析。

2．3 钢结构稳定性的分析方法

(1)静力法。静力法的分析原理是结合已经出现了微小变形后的一些结构受力的条件，并根据这些条件来建立相对平衡的微分方程。通过建立的微分方程仔细的计算出构件受力的临界相关荷载。在实际中应用静力法构件平衡微分方程时，应遵循相关设定，具体表现为:直杆构件应该为截面，其压力应始终遵循之前的轴线进行作用。(2)动力法。当钢结构的结构体系处于平衡状态下时，若是受到一定的干扰，那么整个结构体系就会产生振动，这时应采用动力法对钢结构的稳定性进行分析。钢结构整体稳定性与其所承受的荷载有着密切关联，在钢结构出现变形以及钢结构振动加速时，这种联系更加紧密。若是钢结构所承受的荷载值低于钢结构自身稳定性的极限荷载值时，会出现加速度和之前的钢结构变形的具体方向相反的状况。(3)能量法。若是在实际应用中钢结构载着保守力并且已经具备结构变形的相关受力条件，那么就能以此条件构建总体势能。如果要计算钢结构的总体势能，则必须满足一个前提条件，即钢结构处于相对平衡的状态下［2］。

3 结语

总之，建筑工程的快速发展，促使钢结构广泛应用于建筑工程中，然而钢结构设计的稳定性直接影响着钢结构建筑的整体质量，因此，本文对建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点进行了认真分析与探讨，希望能为所需者提供借鉴。

［1］唐文智．建筑工程中钢结构设计的稳定性分析［J］．城市建筑，2013，16:186．

［2］陈飞．浅谈钢结构厂房设计现状及优化对策［J］．城市建筑，2014，01:44．