建筑工程中鋼結構設計的穩(wěn)定性與設計要點探究

白瑞雪 于乃浩

（匯智工程科技股份有限公司，山東 青島 266000）

現(xiàn)在我國建筑行業(yè)的發(fā)展情況逐漸趨于良好，而且建筑工程建設的規(guī)模也得到了很大程度的完善。其中鋼結構技術得到了很多建筑公司的使用，因為鋼結構的施工工期相對來說比較短，而且使用的時候其經濟效益相對來說也比較高，所以得到了施工人員的廣泛使用。

1 建筑鋼結構設計穩(wěn)定性簡論

在大多數(shù)建筑工程項目中，鋼結構的形式以及組成鋼結構的材料等都是具有多樣性的，所以如果設計人員想要使鋼結構的穩(wěn)定性得到保障，那么首先在結構設計的環(huán)節(jié)就一定要對承載能力進行高質量的設計工作，同時還要全方位的分析鋼結構使用過程中應力方面的情況，最后最為重要的就是一定要根據(jù)實際施工情況對鋼結構的材料以及構件等進行科學合理的設計，只有這樣才可以對鋼結構的穩(wěn)定性做出有力的保障。現(xiàn)在鋼結構在實際的建筑工程項目中已經逐漸變?yōu)榱耸┕と藛T最經常使用的結構，工作人員在對鋼結構進行設計的過程中不僅要分析建筑使用過程中的實際載荷情況，更重要的還是要根據(jù)具體結構選擇合適的材料，在最大程度上降低鋼結構出現(xiàn)承載能力不足的現(xiàn)象，同時也使變形問題出現(xiàn)的概率減少，在這樣的情況下，總體結構也就不會出現(xiàn)與坍塌相關的問題。最后施工人員再對鋼結構進行設計的過程中，一定要注意做好細節(jié)性的工作，以便結構之間的應力平衡可以得到保障，在最大程度上保證每一個部位的設計質量，使整個鋼結構都具有更強的穩(wěn)定性。

2 建筑工程中鋼結構穩(wěn)定性設計要點

2.1 荷載設計

在鋼結構設計中，要注重結構的對稱性及上下貫通性，減少扭轉等情況的發(fā)生，加強鋼結構的連貫性和穩(wěn)定性。通常情況下，鋼結構的設計會以L型或T型為準，并對外圍結構實施加固處理，以增大鋼結構的抗扭曲變形能力，保證鋼結構質量，保障其性能的發(fā)揮。另外，在鋼結構設計上，為了減少問題，降低設計難度，設計人員可從結構剛度、結構中心設計及幾何圖形設計等方面進行綜合考慮，合理規(guī)劃鋼結構類型，確保其穩(wěn)定性。在扭轉設計上，設計人員需要對水平承載力進行綜合考量，深入分析影響鋼結構強度或性能的特殊因素，以保證鋼結構穩(wěn)定性。例如，在剪支梁的抗彎強度設計，不動鉸支座除了要做到水平面內的有效移動以及阻止位移現(xiàn)象產生，還需具備阻止梁繞縱軸扭轉帶來隱患的能力，并加強水平面內轉動與梁端截面的自由翹曲，提升簡支梁設計的穩(wěn)定性，進而達到最終的設計要求。

2.2 防火設計

鋼結構的防火設計主要是通過耐火材料及防火涂料的合理選用來實現(xiàn)的。在鋼結構防火設計中，首先要根據(jù)工程建設的防火等級及防火種類進行合理的規(guī)劃布局，確定鋼結構防火設計所需的材料及涂料類型，之后按照規(guī)范要求，開始耐火材料及防火涂料的選用。防火涂料的選擇一般以厚度較厚、黏結強度以0.05MPa以上的材料為主，鋼結構外包防火材料則以硬質的防火性板材為主。而防火涂料的選擇，要按照防火指數(shù)要求合理選購及涂抹，從而優(yōu)化各節(jié)點部位的防火性能，避免問題的產生。在鋼材的選用上，也要注重耐火性能的檢查，降低火災對材料帶來的影響，保證建筑工程質量。此外，吊頂設計也是需要重點考慮的內容。在鋼結構防火設計中，可通過多種方案的對比研究，確定最終的設計方案，進而優(yōu)化建筑整體防火性能。

2.3 防腐設計

鋼結構腐蝕類型主要分為化學腐蝕與電化學腐蝕兩種形式，這兩種腐蝕現(xiàn)象均會使鋼結構耐久性與強度受到影響，因此對于鋼結構設計，還需要保證防腐設計合理性。借助防銹漆涂裝可以保證鋼結構腐蝕現(xiàn)象得到有效控制。基于建筑施工與工程經濟情況考慮，開展防腐設計時，需要對維護與保養(yǎng)情況加以分析，以合理確定采用半永久性或是永久性涂裝形式。設計前應該認真執(zhí)行鋼材防腐的市場調查工作，各個地區(qū)需要結合自身氣候條件等因素合理制定防腐方案，進而保證建筑項目質量得到充分提升。

2.4 穩(wěn)定性設計

鋼結構穩(wěn)定性設計中，失穩(wěn)度和整體剛度的參數(shù)確定主要是以臨界壓力求解法和折減系數(shù)法得出的。且在實際設計中，還要對鋼材的質量進行嚴格檢測，確保滿足鋼結構穩(wěn)定性的設計要求。在臨界值確定中，當F=Fn時，鋼結構的彎曲性能趨近于零，這就需要對鋼結構的穩(wěn)定問題予以調整。而在彈性穩(wěn)定計算中，可應用二階分析方法完成對柔性構件變形能力的分析和掌握，且在迭加原理下，準確計算出彈性穩(wěn)定值，從而加強鋼結構穩(wěn)定性設計的合理性。

3 結語

綜上所述，建筑工程施工中，鋼結構以建筑高度高、結構跨度大、形式多樣化、施工安裝快捷、施工周期短、投資少回收快、能方便滿足工藝生產的需要等優(yōu)越性深受青睞。在對鋼結構進行優(yōu)化設計過程中，需要全面考慮建筑工程實際建設情況，注重對細節(jié)要點的合理控制，全面落實設計方案，保證鋼結構整體安全性和穩(wěn)定性，通過對鋼結構的合理應用，可以有效保證居住者的人身安全和財產安全，為建筑工程事業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。