建筑鋼結構穩定性設計研究

姜慧

摘 要：近年來隨著世界經濟的快速發展，我國的經濟水平也隨之快速提升。隨著經濟的發展我國各行各業隨之不斷的建設，尤其是我國的建筑行業也在不斷前進，而建筑鋼結構由于其優越性使得其在建筑行業中被大量的應用，但是隨著建筑鋼結構的不斷應用，人們發現建筑鋼結構的穩定性在應用時對建筑鋼結構的應用起著至關重要的作用。鑒于此，本文是對建筑鋼結構穩定性設計進行研究和分析，僅供參考。

關鍵詞：建筑鋼結構；穩定性；設計

1 引言

在世界經濟的快速發展的背景下我國的經濟水平也在以驚人的速度在不斷的提升，隨之我國的各個行業也有了突飛猛進的發展和創新，其中建筑行業的進步與發展尤為明顯。在建筑行業中建筑鋼結構憑借其優越性而被廣泛使用，但是近年來安全事故多發的原因卻是因為建筑鋼結構穩定性不強的問題。建筑鋼結構的穩定性設計影響建筑鋼結構的應用。

2 鋼結構技術發展

自建國以來，我國鋼鐵產量一直處于持續增加中，尤其是改革開放后，我國的鋼產量都會以每年300萬噸以上的增速不斷發展，這樣迅速的鋼產量增長，使得我國成為世界上產鋼大國之一，隨之而來我國鋼結構建筑也隨之不斷發展。但是由于我國鋼結構建筑起步較晚，對其了解并不充分，這就使得我國鋼結構建筑的發展較為滯緩。根據不完全統計，我國現階段大部分特色鋼結構建筑均為外國設計師的作品，國內的獨立設計較少。但同時，為了提高我國鋼結構建筑物的建設量，我國在部分鋼結構建筑建設時急于求成，在對鋼結構知識并沒有充分了解的情況下就進行建筑設計與建造，使得我國建筑并沒有得到進步，反而發生了退后。在這些過速發展的建筑中由于鋼結構設計不成熟，使得建筑鋼結構失穩，導致最終建筑壽命的縮短，建筑業發展不前，因而，為了更好地發展我國建筑行業，關于建筑鋼結構失穩以及如何讓通過設計使建筑穩定提高，已經變成我國現階段建筑研究的一個重要方面，其解決也變得迫在眉睫。

3 鋼結構穩定性的概念以及分析方法

建筑的鋼結構在受到外界干擾力的作用下能否迅速的恢復到建筑最初的平衡狀態被人們稱之為鋼結構的穩定設計。在受到外界作用力的影響下，建筑鋼結構往往會由于結構失穩，即建筑鋼結構構建由原有平衡狀態轉移為另一個平衡狀態，導致建筑平衡發生變化，使建筑的結構受到破壞，影響建筑的使用壽命。因而，為了提高建筑的使用壽命，人們逐漸開始對鋼結構建筑穩定性分析加強了重視，隨著對結構的受力分析及計算的不斷進步，人們對建筑鋼結構的研究開始建立在由外部負載作用，從而導致結構變形的基礎上進行的。由于通常狀態下建筑鋼結構受到的外部負載作用以及和鋼結構的失穩受力狀態經過分析，發現其均為非線性受力曲線，因而，我們不難發現，現階段建筑的鋼結構的分析曲線均是建立在幾何非線性分析的基礎上的。因而，如何對建筑鋼結構的“屈曲”以及“極限”進行分析，是判斷建筑鋼結構承載力的關鍵，也是建筑鋼結構穩定性分析中至關重要的一環。

4 建筑鋼結構的穩定性設計

4.1 鋼結構的穩定性概念

與鋼結構的強度概念不同，鋼結構的穩定是圍繞著“變形”問題而展開的。不穩定的狀態出現在了構件所受外部荷載和結構內部抵抗力之間。如何找出不穩定的平衡狀態是很重要的，這主要是因為一旦找出了平衡狀態就能夠避免不斷增長的變形導致失穩破壞。在設計的過程中，對強度和穩定之間的關系進行清楚地辨別，同時對引起破壞發生的根本原因進行剖析也是及其重要的。

4.2 鋼結構穩定性設計要點

（1）鋼結構布置必須從體系和各組成部分的穩定性要求整體考慮。按照平面體系設計鋼結構，保證平面外失穩不會出現在平面結構上，平面穩定計算應當和結構布置相統一。（2）實用計算方法所依據的簡圖和結構計算簡圖保持一致。通常我們會省略對框架結構設計框架穩定的分析，只是去計算它，計算的常用方法和穩定參數都是假設得到的，因此只有在多有的條件都符合的時候設計者才能夠應用。

5 建筑鋼結構設計中應該注意的問題

5.1 鋼結構住宅的設計

在通常情況下，鋼結構住宅的建造不能超過十二層。結構布置規則性會對鋼結構住宅抗震性產生一定程的影響。不規則布置在不穩定的地質活動中遭受到損壞。

5.2 鋼結構廠房的設計

眾所周知，鋼結構處于腐蝕生銹的情況下會帶來許多的害處，鋼結構的強度和承載能力因為受到了腐蝕的侵害變形或者斷裂就會導致事故的發生。然而導致鋼結構腐蝕的因素有很多。長期暴露在濕度較大的環境中，就會導致鋼結構的腐蝕；鋼結構的腐蝕還會在一些化學物質中（酸）等之中腐蝕的速度加快了。除了自然因素之外，人為因素也會導致鋼結構的腐蝕例如將鋼架和墻體的距離控制的太近，對涂料的質量和涂料的厚度的控制不夠也會造成腐蝕。因此，鋼結構建筑的一項重要內容就是對鋼結構進行防腐工作。對于預防鋼結構的腐蝕，我們可以采用防腐涂料。對防腐涂料的選擇上也要格外的小心，注意其年限和保光保色性。

鋼材是鋼結構的主體材料，因此鋼材和鏈接材料的選擇上顯得尤為重要。在鋼材的選擇上，那些高質量且承重結構良好的鋼材往往會滿足抗拉強度和屈服強度的含量。除此之外，應該注意到的是不同的鋼材質量等級被應用在了不同的工作溫度下的焊接和非焊接結構的鋼材上了。鋼材的一個安全隱患就是裂縫。質量較差的焊接，原始的裂縫在運輸的過程中的運動貝加大了；一些雜質因子（氣體和油污）等會使得焊接過程中氣孔的產生，從而導致裂縫的出現。這兩種情形都會造成焊縫裂紋的產生。因此，對與焊縫的檢驗力度的加強對于質檢人員來說顯得尤為重要。對于焊接的工作人員，在工作之前清理焊接部位和按照相關規程進行操作。對于運輸人員來說，盡可能地使得鋼材不會發生較大的變形，使受力均勻一些。

5.3 鋼結構穩定性設計的經驗

（1）借助于計算機技術和相關軟件的發展。在計算機的幫助下，目前的鋼結構設計中結構和構件的平面內強度以及整體的穩定就能夠倍計算出來了。無論是結構還是構件的平面外強度和穩定的性能，設計者都應該對此進行計算分析和設計。在設計的過程當中，設計者想要使得效率提高就可以分解整個結構。根據標高分解使得它們簡化成了多個布置形式的結構體系，在這種情況之下九尾設計者計算強度和穩定提供了便利。

（2）受彎鋼構件的板件局部穩定。對板件的寬厚之比進行控制和限制能夠很好地避免在構件整體失效前屈曲的現象的發生。除此之外，如果想要利用板件屈曲后強度來讓構件的承載能力達到就需要讓板件在構件整體失效之前屈曲。這兩種方式都可以實現受彎鋼構件的板件局部穩定。

6 結束語

目前，近年來隨著我國的經濟不斷飛速發展，我國的各行各業，尤其是建筑行業也隨之得到了迅猛的提升。隨著建筑行業的不斷發展，建筑在使用適當安全性以及舒適性也受到了建筑相關設計人員的重點關注，同時，發展鋼結構建筑對提高城市建設水平也有著很大的助力作用。建筑鋼結構設計過程中，應該對建筑鋼結構進行多方面綜合設計，而不是僅僅加強施工過程中的施工水平。因而，在未來的設計中應該從多方面加強分析與注意，保障建筑鋼結構的安全性與穩定性，使得我國的建筑事業不斷穩定持續發展。

參考文獻：

[1] 孔慶哲.建筑工程項目中鋼結構設計的穩定性探究[J/OL].建筑知識，2017（15）.

[2] 黃曉亮.基于建筑鋼結構優化設計策略分析[J].科技創新導報，2017，14（30）：150～151.

[3] 韓春陽，杜行宇.建筑鋼結構節點分類及設計要點分析[J].住宅與房地產，2017（24）：117.