建筑钢结构设计中稳定性的设计方法研究

杨艳

摘 要：新时代建筑项目施工中，钢结构被广泛运用于其中，且在土木建筑项目中可以获得很好的运用，为此建筑项目建设企业均会把钢结构放到首选位置。最近几年，因为建筑钢结构自身的不稳定性缺陷，在建筑项目施工时引起的意外安全事故逐步提升，从而造成百姓对钢结构安全性存在一定程度的疑惑。该文深入探索与分析建筑钢结构设计中稳定性的设计方式，并提出针对性的完善设计方案，以供同行业的参考与帮助。

关键词：建筑项目;钢结构设计;稳定性标准

引言

钢结构设计对建筑项目施工过程起到至关重要的意义，其结构自身具有一定程度的优点，例如：其自身的强度大、自身较轻，因此在土木建筑项目中运用钢结构获得较为显著的作用。近几年，伴随着不断完善与优化有关制度及重点建筑工程的研发，推动钢结构的进一步发展与进行。不过钢结构本身引发的安全事故的逐年增加，对其自身进步与发展带来极为严重的影响，为此更进一步研究钢结构稳定性设计变得尤为重要。

1钢结构技术发展现状

自改革开放以来，国内钢铁产能一直位于持续增长阶段，特别是近几年，国内的钢产能均会已每年400万吨以上的速度持续增长，钢产能如此的增长速度，使得中国成为全球钢产能大国之一，伴随着我国钢结构建筑业的飞速发展，不过因为国内建筑业起步比较晚，相关技术人员对其不够了解，导致我国钢结构建筑行业发展较为落后。按照不完全统计，现阶段中国大多数特殊钢结构建筑都是外国设计师的作品，中国独立设计比较少。其次，为提升中国钢结构建筑物的施工量，中国在一些钢结构建筑施工过程中操之过急，在没有充分了解钢结构知识的背景下对其建筑进行设计和建设，导致中国建筑并未获得进步与发展，反而出现退后的现象。在这过速发展的建筑领域中，因为钢结构设计不够完善与健全，导致建筑钢结构不够稳定，从而引发建筑项目的使用寿命缩短，建筑领域发展停滞不前。因此，若想较好的推动中国建筑领域的发展与进步，对于建筑钢结构的不稳定性及怎么让通过设计提升建筑的稳定性，已成为中国当前建筑领域研究的重要方向，其处理也是刻不容缓。

2钢结构提升设计稳定性的标准

2.1配合性标准

整体钢结构是由众多单个钢结构部件采用焊接、螺丝及铆接固定等连接手法组合而成，最后成为一个大型建筑结构。所以，在设计钢结构进程中，需充分考量每个结构部件的配合情况，不论是大组件或是小组件均需互相配合，最后才可以完美形成一个稳固的钢结构。在设计钢结构时，不可只考虑单个钢結构部件的稳定，还需充分考量整体部件的情况，通过精密的组合运算，每个部件需进行完美的配合，才可完成整体结构的稳定性，尽可能将每个部件的价值体现出来，确保钢结构的整体强度。

2.2稳定性标准

钢结构设计的稳定性标准是指在进行钢结构设计制作平面图环节，需按照不一样建筑物的针对性需求实行钢结构平面设计图制作，主要保障钢结构平面设计图中的支撑位置，保障支撑位置平面的稳定性。钢结构平面的稳定性是钢结构整体稳定性的重心与根本，只有保障钢结构的构件在平面维持稳定，才可在进行后的立体搭建进程中，防止出现某个位置不稳定的现象。

2.3一致性标准

精准计算是实行钢结构设计的根本与前提，在进行钢结构框架设计过程中，需按照实际框架和框架间的平衡联系来确认计算方式与预期参数，该环节时整体钢结构设计受力运算的重要流程。但实际操作进程中，大部分设计师过于依赖自身经验，按照自己经验直接对钢结构框架的稳定运算，忽视平衡运算流程，该操作方式缺少合理的运算数据，极易引起稳定关系计算失误，从而导致钢结构设计无法实现建筑物结构强度需求，进而导致安全隐忧。为此，平衡运算与稳定运算需一致进行操作，两者必不可少。

3现阶段建筑工程钢结构存在的不足

3.1分析钢结构的不足

3.1.1钢结构本身不具有相关耐火本质，为此在部分建筑结构项目施工时需对其实行对应的防火保护措施，防止引发安全事故的产生。

3.1.2对于耐热环节，钢结构虽具备一定的承载力，但若建设进程中气温大于150°C，则会超出钢结构本身可承受水平，导致钢结构出现变形状况，因此需选择隔热层作为其重要保护手法。

3.1.3钢结构强度较高，但由钢结构制作出来的建筑构件强度相对应较低，其重要因素是钢结构普遍采用薄壁方式存在，组建横截面积较小，在施工过程中一旦受力过大，其稳定需求与强度需求无法达成。

3.2钢材自身存在不足

3.2.1钢材自身的耐热及耐腐蚀水平相对而言较差，极易形成各类型裂纹。

3.2.2钢材自身化学成分存在不足。化学成分对钢材形成过程起到至关重要的价值。比较常见的低碳钢由C、Mn、Si、S、P、O、N、H等8种化学成分，C、Mn、Si等比较有益的化学元素，但不可产出用量，、P、O、N、H均属于有害性化学元素，为此，钢材额化学成分在制作时存在一定程度的缺陷。

4 钢结构稳定性设计的重要要点

4.1防腐设计要点

建筑物在不同环境下应用会遭受不同的自然腐蚀，例如：潮湿、盐雾等独特的应用背景下，因为金属自身存在的特征，极易被腐蚀，对其稳定性造成不良影响。一般情况下，金属原材料极易受到化学与电化学腐蚀两大类的影响。新时代材料合理针对建筑用金属的应用环境，已研发出不一样环境背景的防腐蚀涂料。针对于比较潮湿环境，可在钢结构表面涂抹防腐蚀涂料，能够隔绝水与空气这两种产生金属腐蚀的因素，避免钢结构遭受腐蚀。针对于高盐度背景下运用钢结构，极易和海水中的钠离子发生电化学腐蚀，按照电化学反应机理，把金属原材料当做生成物方，通过该方式能够较好处理钢结构腐蚀现象，进而确保钢结构自身的强度，完成钢结构稳定性的目标。

4.2稳定性设计要点

在进行钢结构设计施工进程中，在进行稳定性运算的同时，还需增强对整体钢结构检测作业，严格检测时保障钢结构原材料达标且符合设计需求的重要环节，临界压力计算方式时预测钢结构具体应用时承受压力值的一贯手法，时常运用与钢结构检测。若钢结构承受压力检测值大于临界值，则表明其稳定性已破坏，需第一时间进行调整钢结构受力设计，防止引起失稳现象发生。着重分析与研究钢结构内部每个组建的受力情况，完善零部件受力细节，防止出现受力不平衡的现象，对整体结构安全造成不良影响。

4.3受力设计要素

钢结构受力能力是其最为关键的指标之一，在进行钢结构设计过程中，首先需充分考虑钢结构的承受负载水平问题。普遍情况下，钢结构选择T字形或是L 字形进行设计，是站在钢结构稳定性的角度出来，选择这两类形状能够较好分散建筑物的整个重量，从而实现平衡支撑的目标。在建筑项目施工进程中，钢结构广泛应用于建筑物外围建设，对建筑物起到支撑价值。在进行建筑物整体设计时，应用钢结构时需严格遵守对称标准，其主要因素是使得各个钢结构均匀承受整体建筑物的作用力，避免某个钢结构承受压力太大或太小。其次，不同部位的钢结构受力与稳定性的需求也不一样。例如：钢结构中不动支座的需求时避免出现位移现象，为此针对于这一环节的支撑水平要求较为严格，针对于钢梁架，不仅需起到纵向支撑的作用，而且还需充分考量到水平位置时避免其出现扭转现象。不同位置的钢结构受力特征需在设计过程中呈现出来，防止由于考量不到位而引发失稳现象。最后，钢结构的实际建设操作也是尤为重要，现场工作人员需严格根据设计图纸来进行操作，尽可能降低施工失误概率，加大部门与部门间的互相配合力度，严格按照相关规范进行操作，强化细节管理力度。

5结束语

总的来说，与钢结构稳定性强与重量轻的特征相结合，在进行钢结构稳定性设计进程中，不可单独选择统一的设计手法，必须和建筑项目实际状况相结合，在精准判断长细比、剖析阻尼数值的背景下，高效采用多种设計手法进行受力、组件及防腐蚀等设计，这样才可将钢结构应用于建筑物中的重要意义呈现出来，进而促进建筑领域的可持续健康发展。

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