建筑钢结构稳定性设计研究

秦海锋

引言

随着当前经济的快速发展，建筑工程规模也在不断的发展和有效完善，因为钢结构在施工中工期比较短，并且钢结构在设计以及施工方面的能力也有效提升，所以，其有着很好的经济性，作为当前建筑工程的主要结构方式。在建筑设计当中相关设计人员需要对钢结构的稳定性原理有效掌握，并且提出相应的钢结构失稳措施。

1　钢结构稳定性的原理与原则

钢结构的稳定性原理主要来自三角形的稳定性，随着对钢结构的不断深化研究，建筑结构的材质以及受压等因素对其稳定性有着很大的影响。所以，在对钢结构整体布局当中就需要和建筑整体体系和相关组成部分其实际的稳定需求进行思考。由于现阶段很多钢结构建筑基本上都是按照平面体系来设计的，所以，对于平面钢结构构件稳定性在计算中就需要和钢结构的布置保持一致。并且，对钢结构的计算简图以及稳定性的计算中其方法需要和简图相符合，若是其之间有差异存在，就会造成计算出现失误等，为了保证简图在计算中准确，就需要按照相应的简化来实施简化，防止失稳产生。因为钢结构稳定性比较特殊，其自身的稳定性对于强度的要求也是不同的，因此需要做好专项设计，同时对于钢结构细部构造在设计以及稳定计算方面实现良好的配合，使得其之间的关系确保和谐。

2　钢结构在建筑上的应用优势

在建筑工程中，对于钢结构来讲，其有着和砖混结构以及混凝土结构相同的优势，这主要是其上述相关特点来决定。由于钢结构自重比较轻，很好的延性能够使得建筑的抗震性能良好，在主要是由于地震力效应在一些质量比较小的状况下会变的很小，地震效应通常还会由于结构自身有着很好的延性而减弱。另外，在传统的建筑工程施工中为了能够实现对大跨度以及复杂结构的应用，这就产生了一些自重比较轻以及强度比较高的特点，在对开放式住宅的创造中就非常便利。

在地域方面，钢结构能够体现出其他相关结构很难相比的优势。在一些西北地区，由于冬季时间很长，所以，在建筑工程施工中就非常的困难，为了能够施工进度以及质量的提升就需要采用钢结构来施工。

3　建筑工程的钢结构稳定性设计要点

3.1　确保工程施工的合理性

在对于建筑钢结构设计当中，首先需要强化对钢结构科学合理的布局，以此来有效的满足钢结构整体或者局部对稳定性的要求，从而将稳定性合理的提升。现阶段，在很多钢结构建筑来讲其基本上都是按照平面体系来实现设计的，所以在工程当中也采用框架结构。为了确保平面结构在实际的应用中不会产生失稳，这就需要对结构实施处理，对支撑构件进行增加，将建筑的稳定性提升。并且，相对于平面结构的稳定性在计算中也需要和结构布置确保一致。

3.2　实用计算方式和结构计算简图保持一致性

在对建筑钢结构设计当中，相对于单层或者多层框架结构实施设计中，通常需要采用框架柱来对其稳定性加强计算，在这当中，不需要对框架结构的稳定性实现分析。

应用这种设计方式在一定意义上能够确保框架柱的稳定，并且还能够对长度系数做好了解。在对框架整体稳定性数据分析中，保证框架结构在计算中科学合理。并且在计算中，设计人员还需要保证设计的结果能够和虚拟假设条件能够满足，并且在实际的应用中，不会对钢结构的稳定性产生影响。

3.3　建筑钢结构的稳定计算需要和钢结构内部构件的设计保持一致

在对构件实施稳定计算当中，也需要在一定意义上确保钢结构当中的构件在设置中一致，并且这也是建筑工程当中钢结构设计最为主要的一个环节。并且在钢结构设计当中为了能够实现其稳定，就需要加强对不同强度的构件有效掌握，所以，在实际的设计中就需要对其分别对待。

3.4　筒体结构

在当前的建筑工程结构中筒体结构受力性能比较强，在外墙以及内墙中都能够形成强度比较高的抗弯刚度，所以其所承受的水平力也很好，并且还能够起到两道抗震防线的作用。对于这种结构就是我们通常较为熟悉的美国希尔斯大厦，其不但是美国当前最高的建筑，也是筒体结构建筑中较为典型的一种结构形式。还有我国北京的国贸中心，其主要就是三十多层的筒中筒结构，外框和希尔斯大厦有一些差别，国贸中心的外框是密柱网壳构成的空间，而内筒采用的是钢框架结构，在整体结构当中有着很好的延展性，并且其自身的刚度也比较均匀。图1就是希尔斯大厦的结构形式。

图1　希尔斯大厦

4　结束语

总之，在钢结构的设计中建筑钢结构的稳定性设计非常重要。因此，设计人员就需要对钢结构的稳定性进行了解，并且对不同的建筑采用相应的设计方式，以此来防止设计方案在实际的施工中产生失稳情况。因为钢结构稳定性设计方案通常需要因地制宜，所以在设计中就需要对其稳定性概念有效明确，同时深化建筑需求，将钢结构稳定设计相关理论不断完善，有效的将其稳定性能不断提升。

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