建筑鋼結構穩定性設計研究

陳健輝

（中山盛興股份有限公司 廣東中山 528412）

1 鋼結構設計失穩的原因

1.1 設計剪力調整不均勻

近年來，我國建筑行業發生了巨大的變化，隨之而來的是建筑設計的復雜化、個性化，出現了很多在傳統眼光里的“異類”，比如不對稱建筑。然而，這種不對稱的建筑很容易發生傾斜現象，出現這種傾斜的原因是多種多樣的，其中，最為常見的是因為設計方面的因素。與傳統正統對稱類建筑相比，這種不對稱的結構對鋼結構的剪力有著嚴格甚至于苛刻的要求。

傳統設計師在新型不對稱建筑的鋼結構設計中，因技術水平有限簡化處理了部分內容，簡化的部分，雖然在傳統的建筑中影響不是十分巨大，但是在新型的特別是在不對稱的建筑中，對于整體的穩定性的影響是明顯的，有些甚至是非常嚴重的。因此，在設計時必須綜合考慮各方面的因素，對建筑鋼結構進行科學設計，最大程度地發揮其穩定性。

1.2 結構設計缺乏深度

在我國建筑相關的法律法規中，對于建筑設計人員作出了嚴格的的界定：從事建筑設計行業，必須有從業經歷并取得相應的專業資格。目前形勢下，中國的很多建筑單位都不具備相關的資質，其設計能力與水平與發達國家相比還有很大的差距。加之目前從業人員大多直接從學校走向建筑設計單位，缺乏到建筑行業一線的實踐經歷，理論與實踐結合不夠緊密。

1.3 強柱弱梁的設計

依據國家出臺的有關要求，在設計鋼結構的弱梁的過程中，需要重點計算弱梁的彈塑性，對其進行詳細的分析與設計。這是因為在具體的設計過程中，需要詳細考慮柱與梁之間的完整性。根據多年的實踐，我們可以看到相較于鋼結構的柱，鋼結構的梁是其塑形大小的根源。面對強烈震動，或者是建筑物在面臨超過其可承載能力的荷載時，其梁決定的建筑鋼結構的可塑性能夠很好的保護鋼結構的相對完整，使其不會瞬時崩塌，并且在壓力結束時更加容易回復至初始狀態。所以，設計鋼結構時，在保證強柱的同事，更應當加強對梁的抵抗能力。

1.4 鋼材自身設計選擇的缺陷

當前，我國的鋼產量已經處于世界領先行列。然而，由于各種技術原因以及各地區的差異，我國的鋼材在質量上并不完全一致，有些甚至還處于低級的生產模式。從統計的結果看，影響鋼材質量主要由以下因素：一方面在鋼鐵冶煉過程中各種元素的含量和作用不同，使得鋼材在質量上出現了差異；另一方面由于鋼材自身的耐熱及抗腐蝕性等不強，加上長期反復的使用，使得建筑鋼結構的穩定性受到了極大的限制。

2 進行建筑鋼結構設計中穩定性設計優化的相關策略

（1）優化設計鋼結構的穩定性。鋼結構的穩定性主要是其變形的極限能夠達到何種程度。這種標準是很難作出規范性的規定的，部分甚至很容易地喪失這種穩定性，從而影響整個建筑結構。但有一點是可以把握的，就是鋼結構自身承壓不同方向之間有一個相衡的范圍，在這個范圍內難免最大限度地保證穩定性。

（2）鋼結構設計中穩定性設計所遵循的原則和需要掌握的要素。

①鋼結構穩定性的設計原則。為了更好地確保穩定性，設計鋼結構的時候必須綜合考慮各種影響因素，特別是施工環境、工藝、進程等，從而嚴格保證鋼結構在穩定性方面符合建筑需要。施工中必須充分考慮鋼結構的穩定性，而成本等因素必須無條件服從這一需求，特別是在建筑總體架構中起關鍵性作用鋼材，更是不能輕易減少。

②穩定性設計涉及的基本要素。一方面，對鋼結構的設計樣式，要綜合考慮各方面的需要，特別是穩定性要求，必須經過合理、精準的計算和預演，構設出符合科學規律的構架結構，最大程度上保證鋼結構的穩定性。另一方面，在施工的過程中，具體的施工進程與工藝等必須要與設計的圖紙相一致，嚴格按照設計和計算出的圖紙進行施工，保持整體與具體細節中的一致性，施工方不得以任何理擅自更改圖紙與施工進度。

（3）進行鋼結構穩定性設計時要注意的幾個問題。

①對于鋼結構進行設計時，必須分別考慮不同建筑需求。高層建筑與低層建筑對于鋼結構穩定性要求顯然是不同的，必須分別進行計算和設計。一般而言，鋼結構設計應控制在12層及以下，這樣對于抗震抗壓才能保護較好的適應性。然而，當前我國的實際情況是高層建筑越來越多，特別是在大中城市，在這些高層建筑中，不可避免地會采用鋼結構。

②計算機技術的應用。當前，計算機越來越深入到人們的生產生活領域，并且發揮出了巨大的作用，極大地便利了人們的生產生活。建筑生業也不例外。通過充分利用計算機技術的發展成果，特別是對鋼結構進行計算與設計，能夠更加快捷并且精確地計算出鋼結構的穩定性和平面強度，從而設計出符合實際需要的鋼結構，不僅提升了效率，而且也保證了可靠性。

3 結束語

近年來，我國經濟不斷騰飛，建筑行業也隨之有了突飛猛進的發展，呈現出高歌猛進的勢頭。同時，建筑行業的發展也有了新的時代性特征，鐵骨錚錚結構對于建筑行業的發展起到了不可替代的作用。對于鋼結構，我們必須進行各方面的綜合考慮，通過精準的計算、科學的設計，并在施工進程中嚴格按設計的方案進行，最大限度地保證建筑的穩定性和可靠性，為我國建筑行業和城市化的發展發揮出應有的重要作用。

[1]王多祥，靳同良.鋼結構設計中穩定性分析探討[J].甘肅冶金，2014（03）：142～144.

[2]黃錦珊.對鋼結構加固設計及其穩定性的分析[J].建筑工程技術與設計，2014（9）：116.