浅析钢结构的稳定性设计问题

郭 俊

福斯特惠勒(河北)工程设计有限公司

浅析钢结构的稳定性设计问题

郭 俊

福斯特惠勒(河北)工程设计有限公司

建筑钢结构的应用越来越广泛，其稳定性和重量轻的特点为建筑整体的稳定性起到了促进作用，避免建筑物的倒塌等事故的发生，但是就现状来看，建筑钢结构的整体稳定性还存在着一定的问题，因此加强对钢结构的稳定性研究具有重要的现实意义。基于此，本文将着重分析探讨钢结构的稳定性设计问题及控制措施，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

钢结构；稳定性；设计

1 、钢结构的稳定性设计问题分析

1.1 结构整体稳定性问题

在进行稳定性设计的过程中，需要立观大局，从钢结构的整体性出发，并且将杆件的稳定性纳入考量范围。在进行钢结构的设计过程中，遇到刚度以失稳性的问题时，首先采用折减系数以及临界压力的方法将轴心压杆的稳定性计算出来。同时，还需要将弹性的稳定性计算，在对它们计算的过程中，要充分的考虑到钢结构的整体性的稳定性，同时还需要做好二次设计，这主要是由于结构内力它会随着一些柔性的构件变化而产生变化；其次，还需要将应力问题与叠加原理问题纳入考量范围。因为弹性稳定性的计算在和叠加原理结构变化中，它们的关系比较复杂，当前对于这两者的计算还没一个明确的确定。

1.2 不确定性因素问题

在钢结构的设计过程中，其稳定性还会受到外界不确定因素的影响，其中比较突出的影响因素来自于物理以及几何方面。设计过程中，在对先关的稳定性因素进行确定时，一些设计人员比较喜欢按照自己的施工经验进行确定，缺少对实际问题的联系。此外，由于一些设计人员缺少专业知识，在进行钢结构的设计过程中，没有能够将符合当前需求的要素考虑，以至于在实际的计算过程中，得出的结构与设计要求相差甚远。

1.3 预张拉体系问题

在钢结构的稳定性设计过程中，预张拉体系是一个关键的内容，但是在实践的过程中，没能够得到一个合理的理论系统。在对预张拉结构稳定性的设计过程中，还是缺少有利的理论依据，因此，工程的稳定性想要得到保证基本上是比较困难。

2 、钢结构的稳定性设计措施

2.1 充分考虑整体与局部的稳定性

现阶段，国内大多数钢结构设计工作都是从平面体系的角度出发，桁架设计与框架设计便是如此。为了防止此类平面结构存在失稳的问题，应当充分考虑到整个结构的布局，设计出具有较强针对性的支撑构建。换句话来说，应当保证平面稳定设计计算与平面结构构件机构布置保持相同。例如说针对平面桁架构成的塔架来说，应当考虑到横隔设置和构件稳定性。

2.2 强柱弱梁设计合理

强柱弱梁更加关注设计过程中柱和梁的整体性问题，这主要是因为钢结构在承受较大荷载的情况下需要塑性铰存在于梁子上而非柱子上，如此才能够保证钢结构在实际的应用过程中不会出现瞬间损坏，同时在外力作用之下还可以在短期内快速恢复到初始形态。国家相关规定在此方面给出了相对明确的规则与条件，强柱弱梁设计应当对其弹塑形充分计算，唯有符合相关要求才判定其合格。

2.3 钢结构稳定性的计算

在实际计算方法的基础上，计算出稳定的设计图和结构图的结构稳定性的基础上和计算一致。一般而言，分析框架的稳定性和结构分析框架的工作是相当粗糙的。部分的施工工作，即使没有工作，是唯一稳定的框架柱的设计和计算。由于对构件的稳定值计算在模型的基础上，对模型的假设或简化模型进行了计算，从而保证了钢结构的计算值满足要求，进行了计算方法的基础上的稳定设计草图和保持相同水平的结构稳定的基础上的图计算。

2.4 重视整体稳定与局部稳定之间的关系

整体稳定性与局部稳定性有着非常重要的关系，一些单位为了尽可能减少故障，简单地根据以前的经验对安全系数进行了确定，这样的相关问题在分析中可能会导致较大误差，从而影响精度的结构设计，不能满足稳定性要求，因此两者之间的距离应给予充分重视。

2.5 尽量减小不确定性因素造成的影响

钢结构稳定性设计的不确定因素是不可避免的。因此，我们应该尽可能地让相关性和力学性能的分析，对钢结构设计的不确定因素尽可能减少，并更多的实验基础上选择一个科学的程序，以确定之间的相关性，以满足设计目标和要求。

2.6 其他注意要点

在进行设计住宅建筑的钢结构阶段，要着重注意钢结构类型的主要住宅分为两种：高层住宅及低层住宅。例如，别墅就归为低层住宅的范围，公寓则归为高层住宅。在相关的住宅标准中有效提出规定，对于钢结构住宅建筑的设计最好控制在12层以下，以此要预防抗压抗震的基本要求。对钢结构进行布置过程中单纯的规则性会直接影响住宅建成后的抗震能力，因此，在对钢结构平面进行布置时，要尽可能的做到做到钢结构的对称性以及规则性，有限预防在地震出现时，住宅遭到较为严重的破坏。

现阶段，我国对于计算机软件的应用技术的利用越来越广泛，所以，建筑行业可以在进行钢结构的设计时，有效的将计算机作为辅助工具来使用，并且能够成功的在计算机的辅助下实现钢结构整体稳定以及对平面构件的强度计算。钢结构稳定性的设计人员的工作只需要精准的计算出钢结构的稳定水平以及结构的强度。所以，计算机的有效利用有利于钢构设计的过程，并且有效的提高了设计的工作效率。

总而言之，城市化的快速推进，工业化的发展，越来越多的高层建筑和大型建筑。钢结构在钢结构中的应用越来越普遍，其优势在建筑面积中占有很大的比例。与混凝土相比，具有自重轻、抗震性能好、施工周期短、施工方便等优点。结构设计的基本原则应该是在设计之前就知道的，并且每个结构的稳定性能都被理解，完成后的设计继续改进设计，以此保证整体工程质量安全。

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