建筑鋼結構穩定性設計研究

秦海鋒

引言

隨著當前經濟的快速發展，建筑工程規模也在不斷的發展和有效完善，因為鋼結構在施工中工期比較短，并且鋼結構在設計以及施工方面的能力也有效提升，所以，其有著很好的經濟性，作為當前建筑工程的主要結構方式。在建筑設計當中相關設計人員需要對鋼結構的穩定性原理有效掌握，并且提出相應的鋼結構失穩措施。

1　鋼結構穩定性的原理與原則

鋼結構的穩定性原理主要來自三角形的穩定性，隨著對鋼結構的不斷深化研究，建筑結構的材質以及受壓等因素對其穩定性有著很大的影響。所以，在對鋼結構整體布局當中就需要和建筑整體體系和相關組成部分其實際的穩定需求進行思考。由于現階段很多鋼結構建筑基本上都是按照平面體系來設計的，所以，對于平面鋼結構構件穩定性在計算中就需要和鋼結構的布置保持一致。并且，對鋼結構的計算簡圖以及穩定性的計算中其方法需要和簡圖相符合，若是其之間有差異存在，就會造成計算出現失誤等，為了保證簡圖在計算中準確，就需要按照相應的簡化來實施簡化，防止失穩產生。因為鋼結構穩定性比較特殊，其自身的穩定性對于強度的要求也是不同的，因此需要做好專項設計，同時對于鋼結構細部構造在設計以及穩定計算方面實現良好的配合，使得其之間的關系確保和諧。

2　鋼結構在建筑上的應用優勢

在建筑工程中，對于鋼結構來講，其有著和磚混結構以及混凝土結構相同的優勢，這主要是其上述相關特點來決定。由于鋼結構自重比較輕，很好的延性能夠使得建筑的抗震性能良好，在主要是由于地震力效應在一些質量比較小的狀況下會變的很小，地震效應通常還會由于結構自身有著很好的延性而減弱。另外，在傳統的建筑工程施工中為了能夠實現對大跨度以及復雜結構的應用，這就產生了一些自重比較輕以及強度比較高的特點，在對開放式住宅的創造中就非常便利。

在地域方面，鋼結構能夠體現出其他相關結構很難相比的優勢。在一些西北地區，由于冬季時間很長，所以，在建筑工程施工中就非常的困難，為了能夠施工進度以及質量的提升就需要采用鋼結構來施工。

3　建筑工程的鋼結構穩定性設計要點

3.1　確保工程施工的合理性

在對于建筑鋼結構設計當中，首先需要強化對鋼結構科學合理的布局，以此來有效的滿足鋼結構整體或者局部對穩定性的要求，從而將穩定性合理的提升。現階段，在很多鋼結構建筑來講其基本上都是按照平面體系來實現設計的，所以在工程當中也采用框架結構。為了確保平面結構在實際的應用中不會產生失穩，這就需要對結構實施處理，對支撐構件進行增加，將建筑的穩定性提升。并且，相對于平面結構的穩定性在計算中也需要和結構布置確保一致。

3.2　實用計算方式和結構計算簡圖保持一致性

在對建筑鋼結構設計當中，相對于單層或者多層框架結構實施設計中，通常需要采用框架柱來對其穩定性加強計算，在這當中，不需要對框架結構的穩定性實現分析。

應用這種設計方式在一定意義上能夠確保框架柱的穩定，并且還能夠對長度系數做好了解。在對框架整體穩定性數據分析中，保證框架結構在計算中科學合理。并且在計算中，設計人員還需要保證設計的結果能夠和虛擬假設條件能夠滿足，并且在實際的應用中，不會對鋼結構的穩定性產生影響。

3.3　建筑鋼結構的穩定計算需要和鋼結構內部構件的設計保持一致

在對構件實施穩定計算當中，也需要在一定意義上確保鋼結構當中的構件在設置中一致，并且這也是建筑工程當中鋼結構設計最為主要的一個環節。并且在鋼結構設計當中為了能夠實現其穩定，就需要加強對不同強度的構件有效掌握，所以，在實際的設計中就需要對其分別對待。

3.4　筒體結構

在當前的建筑工程結構中筒體結構受力性能比較強，在外墻以及內墻中都能夠形成強度比較高的抗彎剛度，所以其所承受的水平力也很好，并且還能夠起到兩道抗震防線的作用。對于這種結構就是我們通常較為熟悉的美國希爾斯大廈，其不但是美國當前最高的建筑，也是筒體結構建筑中較為典型的一種結構形式。還有我國北京的國貿中心，其主要就是三十多層的筒中筒結構，外框和希爾斯大廈有一些差別，國貿中心的外框是密柱網殼構成的空間，而內筒采用的是鋼框架結構，在整體結構當中有著很好的延展性，并且其自身的剛度也比較均勻。圖1就是希爾斯大廈的結構形式。

圖1　希爾斯大廈

4　結束語

總之，在鋼結構的設計中建筑鋼結構的穩定性設計非常重要。因此，設計人員就需要對鋼結構的穩定性進行了解，并且對不同的建筑采用相應的設計方式，以此來防止設計方案在實際的施工中產生失穩情況。因為鋼結構穩定性設計方案通常需要因地制宜，所以在設計中就需要對其穩定性概念有效明確，同時深化建筑需求，將鋼結構穩定設計相關理論不斷完善，有效的將其穩定性能不斷提升。

[1]劉學理.建筑鋼結構施工技術與質量控制的措施[J].建材與裝飾，2016（34）：44～45.

[2]王 淵.建筑鋼結構設計的要點分析[J].建材與裝飾，2016（25）：70～71.

[3]高 良，高玲麗.建筑鋼結構焊接應力應變控制基本要素[J].電焊機，2016，46（05）：82～87.

[4]馮俊杰.建筑鋼結構設計技術[J].住宅與房地產，2016（12）：119+205.