建筑钢结构稳定性设计研究

摘 要：近年来随着世界经济的快速发展，我国的经济水平也随之快速提升。随着经济的发展我国各行各业随之不断的建设，尤其是我国的建筑行业也在不断前进，而建筑钢结构由于其优越性使得其在建筑行业中被大量的应用，但是随着建筑钢结构的不断应用，人们发现建筑钢结构的稳定性在应用时对建筑钢结构的应用起着至关重要的作用。鉴于此，本文是对建筑钢结构稳定性设计进行研究和分析，仅供参考。

关键词：建筑钢结构；稳定性；设计

1 引言

在世界经济的快速发展的背景下我国的经济水平也在以惊人的速度在不断的提升，随之我国的各个行业也有了突飞猛进的发展和创新，其中建筑行业的进步与发展尤为明显。在建筑行业中建筑钢结构凭借其优越性而被广泛使用，但是近年来安全事故多发的原因却是因为建筑钢结构稳定性不强的问题。建筑钢结构的稳定性设计影响建筑钢结构的应用。

2 钢结构技术发展

自建国以来，我国钢铁产量一直处于持续增加中，尤其是改革开放后，我国的钢产量都会以每年300万吨以上的增速不断发展，这样迅速的钢产量增长，使得我国成为世界上产钢大国之一，随之而来我国钢结构建筑也随之不断发展。但是由于我国钢结构建筑起步较晚，对其了解并不充分，这就使得我国钢结构建筑的发展较为滞缓。根据不完全统计，我国现阶段大部分特色钢结构建筑均为外国设计师的作品，国内的独立设计较少。但同时，为了提高我国钢结构建筑物的建设量，我国在部分钢结构建筑建设时急于求成，在对钢结构知识并没有充分了解的情况下就进行建筑设计与建造，使得我国建筑并没有得到进步，反而发生了退后。在这些过速发展的建筑中由于钢结构设计不成熟，使得建筑钢结构失稳，导致最终建筑寿命的缩短，建筑业发展不前，因而，为了更好地发展我国建筑行业，关于建筑钢结构失稳以及如何让通过设计使建筑稳定提高，已经变成我国现阶段建筑研究的一个重要方面，其解决也变得迫在眉睫。

3 钢结构稳定性的概念以及分析方法

建筑的钢结构在受到外界干扰力的作用下能否迅速的恢复到建筑最初的平衡状态被人们称之为钢结构的稳定设计。在受到外界作用力的影响下，建筑钢结构往往会由于结构失稳，即建筑钢结构构建由原有平衡状态转移为另一个平衡状态，导致建筑平衡发生变化，使建筑的结构受到破坏，影响建筑的使用寿命。因而，为了提高建筑的使用寿命，人们逐渐开始对钢结构建筑稳定性分析加强了重视，随着对结构的受力分析及计算的不断进步，人们对建筑钢结构的研究开始建立在由外部负载作用，从而导致结构变形的基础上进行的。由于通常状态下建筑钢结构受到的外部负载作用以及和钢结构的失稳受力状态经过分析，发现其均为非线性受力曲线，因而，我们不难发现，现阶段建筑的钢结构的分析曲线均是建立在几何非线性分析的基础上的。因而，如何对建筑钢结构的“屈曲”以及“极限”进行分析，是判断建筑钢结构承载力的关键，也是建筑钢结构稳定性分析中至关重要的一环。

4 建筑钢结构的稳定性设计

4.1 钢结构的稳定性概念

与钢结构的强度概念不同，钢结构的稳定是围绕着“变形”问题而展开的。不稳定的状态出现在了构件所受外部荷载和结构内部抵抗力之间。如何找出不稳定的平衡状态是很重要的，这主要是因为一旦找出了平衡状态就能够避免不断增长的变形导致失稳破坏。在设计的过程中，对强度和稳定之间的关系进行清楚地辨别，同时对引起破坏发生的根本原因进行剖析也是及其重要的。

4.2 钢结构稳定性设计要点

（1）钢结构布置必须从体系和各组成部分的稳定性要求整体考虑。按照平面体系设计钢结构，保证平面外失稳不会出现在平面结构上，平面稳定计算应当和结构布置相统一。（2）实用计算方法所依据的简图和结构计算简图保持一致。通常我们会省略对框架结构设计框架稳定的分析，只是去计算它，计算的常用方法和稳定参数都是假设得到的，因此只有在多有的条件都符合的时候设计者才能够应用。

5 建筑钢结构设计中应该注意的问题

5.1 钢结构住宅的设计

在通常情况下，钢结构住宅的建造不能超过十二层。结构布置规则性会对钢结构住宅抗震性产生一定程的影响。不规则布置在不稳定的地质活动中遭受到损坏。

5.2 钢结构厂房的设计

众所周知，钢结构处于腐蚀生锈的情况下会带来许多的害处，钢结构的强度和承载能力因为受到了腐蚀的侵害变形或者断裂就会导致事故的发生。然而导致钢结构腐蚀的因素有很多。长期暴露在湿度较大的环境中，就会导致钢结构的腐蚀；钢结构的腐蚀还会在一些化学物质中（酸）等之中腐蚀的速度加快了。除了自然因素之外，人为因素也会导致钢结构的腐蚀例如将钢架和墙体的距离控制的太近，对涂料的质量和涂料的厚度的控制不够也会造成腐蚀。因此，钢结构建筑的一项重要内容就是对钢结构进行防腐工作。对于预防钢结构的腐蚀，我们可以采用防腐涂料。對防腐涂料的选择上也要格外的小心，注意其年限和保光保色性。

钢材是钢结构的主体材料，因此钢材和链接材料的选择上显得尤为重要。在钢材的选择上，那些高质量且承重结构良好的钢材往往会满足抗拉强度和屈服强度的含量。除此之外，应该注意到的是不同的钢材质量等级被应用在了不同的工作温度下的焊接和非焊接结构的钢材上了。钢材的一个安全隐患就是裂缝。质量较差的焊接，原始的裂缝在运输的过程中的运动贝加大了；一些杂质因子（气体和油污）等会使得焊接过程中气孔的产生，从而导致裂缝的出现。这两种情形都会造成焊缝裂纹的产生。因此，对与焊缝的检验力度的加强对于质检人员来说显得尤为重要。对于焊接的工作人员，在工作之前清理焊接部位和按照相关规程进行操作。对于运输人员来说，尽可能地使得钢材不会发生较大的变形，使受力均匀一些。

5.3 钢结构稳定性设计的经验

（1）借助于计算机技术和相关软件的发展。在计算机的帮助下，目前的钢结构设计中结构和构件的平面内强度以及整体的稳定就能够倍计算出来了。无论是结构还是构件的平面外强度和稳定的性能，设计者都应该对此进行计算分析和设计。在设计的过程当中，设计者想要使得效率提高就可以分解整个结构。根据标高分解使得它们简化成了多个布置形式的结构体系，在这种情况之下九尾设计者计算强度和稳定提供了便利。

（2）受弯钢构件的板件局部稳定。对板件的宽厚之比进行控制和限制能够很好地避免在构件整体失效前屈曲的现象的发生。除此之外，如果想要利用板件屈曲后强度来让构件的承载能力达到就需要让板件在构件整体失效之前屈曲。这两种方式都可以实现受弯钢构件的板件局部稳定。

6 结束语

目前，近年来随着我国的经济不断飞速发展，我国的各行各业，尤其是建筑行业也随之得到了迅猛的提升。随着建筑行业的不断发展，建筑在使用适当安全性以及舒适性也受到了建筑相关设计人员的重点关注，同时，发展钢结构建筑对提高城市建设水平也有着很大的助力作用。建筑钢结构设计过程中，应该对建筑钢结构进行多方面综合设计，而不是仅仅加强施工过程中的施工水平。因而，在未来的设计中应该从多方面加强分析与注意，保障建筑钢结构的安全性与稳定性，使得我国的建筑事业不断稳定持续发展。

参考文献：

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[2] 黄晓亮.基于建筑钢结构优化设计策略分析[J].科技创新导报，2017，14（30）：150～151.

[3] 韩春阳，杜行宇.建筑钢结构节点分类及设计要点分析[J].住宅与房地产，2017（24）：117.

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