鋼結構設計中穩定性研究與探析

我國經濟飛速發展的同時，建筑行業也獲得了長足發展的機遇，建筑行業的迅猛發展促進了鋼結構技術的發展與革新，因其較強的性能以及優良的特性，鋼結構越來越多的受到建筑工程項目設計人員的青睞，鋼結構的自重較輕，實踐過程中在建筑設計中應用鋼結構，不但可以大大節約建筑施工資源與空間，還可以降低施工的費用支出，有利于建設單位提升企業經營效益，因此在建設工程項目實施過程中，鋼結構的應用范圍越來越廣。實踐過程中，應重點把握好鋼結構體系的穩定性設計，這是確保工程質量和防治人員傷亡的重要前提，因此鋼結構設計時務必需要做好鋼結構穩定性的設計，這樣不僅可以節約資源還能確保工程項目實施的質量與安全，根據筆者實踐相關經驗對鋼結構穩定性的相關概念進行簡要說明。

1 鋼結構穩定性設計的重要性

當前鋼結構雖然因其優良的力學性能而被諸多建筑工程項目所應用，但在很多建筑工程項目實施過程中，往往存在鋼結構穩定性能不夠理想，鋼結構施工質量差強人意等諸多問題，上述這些問題產生的主要原因是，鋼結構設計者并未將鋼結構體系中的結構以及材料力學性能做到足夠清楚，實踐中往往存在設計者缺乏穩定性設計相關概念，與此同時，在鋼結構的時間施工過程中也未能參照鋼結構相關施工規范進行施工，甚至部分工程項目通過偷工減料來實現降低成本的目的，一些關鍵部位未能按要求高質量的進行施工，進而導致鋼結構出現失穩的不良后果，嚴重的造成經濟損失甚至人員的傷亡。綜上所述，實踐中做好建筑施工中的鋼結構穩定性的設計就顯得尤為關鍵，鋼結構的穩定性設計不僅關乎工程的質量，也關乎著每一位居住者的生命財產安全，若不重視鋼結構穩定性設計，造成鋼結構失穩，重者則可能讓使得整個工程項目全部倒塌和造成人員傷亡。因此，實踐過程中務必作好鋼結構穩定性設計已經十分關鍵，所以在當前的背景下選擇研究鋼結構設計中的穩定性這一課題，是有實踐的價值和意義的。

2 鋼結構穩定性設計中存在的問題

2.1 鋼結構穩定性受到諸多因素的共同影響

鋼結構穩定性受到其構件承載的強度影響，與此同時還受到材料的應力、截面特征等諸多因素的影響。在進行穩定性設計的過程中必須要考慮整體結構的支撐力與抗扭力的性能，同時還應關注在設計建模設計過程中，為了對鋼結構進行分析所提出的有關數學模型、假設、邊界條件等，當然當前計算機無法模擬和考慮的其他諸多因素也應考慮周全，不能完全依賴計算機軟件來進行鋼結構設計，還應充分結合實踐過程中的經驗來輔助設計過程，這樣才能有效的將理論與實際的差異化充分考慮，只有充分考慮影響鋼結構穩定性的諸多因素才能做好鋼結構穩定性設計。

2.2 大跨度結構設計中如何反映軸力和彎矩的耦合效應

當前在鋼結構實際應用過程中遇到的復雜問題之一便是大跨度結構設計中如何反映軸力和彎矩的耦合效應，通常情形下，在進行大跨度鋼結構構件設計過程中假設一個穩定安全系數，通過計算機進行模擬，但實踐中并不完全能夠真實地反映出網殼結構的真實受力狀態，綜上所述，預張拉鋼結構體系中的穩定設計理論還不是很完善，基于這種狀況下，整體與局部的穩定性之間的相互作用關系仍然是值得從業者深入研究的重點問題。

2.3 對于鋼結構來說，穩定性理論體系不完善

鋼結構作為建設工程項目上一項新技術新工藝，其在應用和發展過程中，不可避免的會出現相關的理論體系的不完善，其中穩定性理論體系也不例外，因此因為理論體系的不完善，基于當前的理論體系去思考鋼結構設計穩定性的問題就存在很多不確定性因素，因此，實踐施工過程中，通常會因為大部分局限于結構參數的不確定性，進而導致結構響應的顯著差異，所以，鋼結構穩定性設計應著眼于考慮隨機參數的結構極值失穩、干擾型屈曲、跳躍型失穩問題的研究。唯有這樣，才能確保鋼結構應用的順利開展實施。

3 鋼結構設計穩定性問題的相關措施

針對當前鋼結構設計穩定性的問題，應當找出合理、科學的解決措施，這樣才能滿足設計的要求，降低因穩定性問題而導致的建設工程事故，基于筆者實踐相關經驗以下是筆者總結的一些具體實踐措施，希望能夠為實踐中鋼結構設計穩定性問題提供些許參考。

3.1 盡量減小不確定性因素的影響

鋼結構穩定性設計實施過程中，不可避免的存在諸多不確定性的因素干擾。實踐過程中唯有不斷地減少不確定因素對鋼結構進行力學性能的分析和相關的設計影響，可采取進行多個實驗進行對比，最終在多個實驗方案中選取一個較為合理的方案來確定相關因素與鋼結構穩定性之間的關系，唯有這樣才能確保滿足設計要求和目的。

3.2 重視局部穩定與整體穩定的關系

局部穩定與整體穩定之間有著非常重要的關聯，務必要高度重視兩者之間的關系，部分設計單位單獨為了圖省事，僅僅依據過去工程項目的經驗確定兩者直接的安全系數，忽略了局部穩定與整體穩定的關聯性，情況較為嚴重時，還會影響到設計結構的準確性，根本達不到設計的目的，也無法滿足穩定性的基本要求，因此，實踐中相關設計單位以及從業人員務必高度重視兩者之間的關系。

3.3 建立完善的預張拉結構理論體系

預張拉結構的分析理論體系的建立與完善對于鋼結構穩定性設計是極為關鍵的，在實施預張拉結構穩定性分析時，務必要有一套較為完善的預張拉結構理論體系，基于這個體系進行行之有效的分析，最終得出較為精準的結論，因此當前急需建立起一套完善的預張拉結構理論體系，為鋼結構的穩定性設計提供完善的理論支持。

4 結束語

我國經濟快速發展，建筑行業也贏來了告訴增長期，基于鋼結構所具備的優良性能，實踐生產應用過程中，在建筑設計中應用鋼結構，具有諸多優點，其不但具有較高的強度，還具有較好的穩定性。鋼結構設計的穩定性，分為結構體系的穩定性以及建筑構件的穩定性兩個層面。在建筑設計的過程中，相關設計人員有時會因為疏忽或者失誤，而導致建筑結構失穩。為了防止這一現象的發生，相關建設工程項目監理人員也應對設計方案進行嚴格的審核，還要保證鋼結構構件整體以及局部的穩定性，要運用正確的計算公式以及模型對結構后設計進行優化，還要掌握鋼結構設計中存在的問題，這有利于對結構的優化以及完善。本文基于筆者實踐相關經驗，探討了鋼結構穩定性設計的重要性、當前鋼結構穩定性設計存在的諸多問題，以及基于這些問題提出了相關的解決措施，通過本文的研究與探析旨在能夠對實踐應用中的鋼結構設計中穩定性問題提供參考與借鑒。

［1］李國強.鋼結構框架體系高等分析與系統可靠度設計［M］.中國建筑工業出版社，2006.

［2］童根樹著.鋼結構的平面內穩定［M］.中國建筑工業出版社，2005.

［3］陳驥編著.鋼結構穩定理論與設計［M］.科學出版社，2001.

［4］陳紹蕃著.鋼結構設計原理［M］.科學出版社，1998.

［5］李小偉.談建筑工程結構設計中存在的問題及應對措施［J］.建材與裝飾，2017（15）：84-85.