李宁
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摘要：建筑工程项目能否具有长久的使用寿命，钢结构稳定性在其中发挥着重要作用，因此人们也越来越注重钢结构建筑的稳定性分析，深入研究钢结构的受力情况，分析、计算钢结构的稳定性。一般情况下，在建筑钢结构遭受外部的荷载作用时，分析钢结构的失稳受力状态可知，钢结构都非线性受力曲线，因此我们对建筑钢结构的分析曲线都是基于几何非线性进行分析的。
关键词：建筑设计；钢结构；稳定性；设计方法
1建筑钢结构的概念
建筑钢结构最重要的材料是钢，是当今时代使用最广泛的建筑结构材料。钢结构的建筑具有较大的强度，同时也具有良好的变形程度，所以它经常被用于建造一些大跨度、超重型建筑。在钢结构施工中，由于钢结构材料本身具有良好的韧性，可以通过变形承受较大的动荷载。同时，钢结构在施工项目中的应用可以显著缩短施工周期，保证工程的工作效率和质量。钢结构的机械化程度也很高，可以保证建筑具有良好的精度和密封性。
2建筑钢结构的优点
2.1施工简单
与混凝土相比，钢结构具有更高的密度和强度。在设计大跨度建筑时，在相同跨度下，钢结构的总重量比混凝土轻得多，大大降低了材料、运输和吊装成本。钢结构是一种标准化材料，在生产过程中可以大批量生产。一般可在生产车间按标准现场组装安装，有利于施工的准确性和速度。此外，在钢结构施工过程中，消除了支撑模板、钢筋绑定、浇筑混凝土、养护养护等许多复杂工序，大大缩短了施工时间，体现了建筑钢结构的简便性和高效性。
2.2抗震性高
建筑钢结构主要结构材料是各种钢材，例如碳素结构、低合金高强度钢、热轧钢板、热轧型钢、镀锌冷弯薄壁型钢等，相较于混凝土所制成的建筑结构，具有更轻的自重，更好的延展性，因此钢结构表现出极佳的抗震性能。
2.3精确度高
跨度钢结构用于建造一些大型建设项目,这是由于钢结构组件具有很好的韧性和可塑性,建筑需要更良好的稳定性也在考虑使用钢结构,这是由于钢结构具有较强的灵活性,所以将应力分布及相关建设工程力学计算,精度高,可广泛用于建筑工程的生产。
3建筑钢结构的缺点
虽然钢结构有很多好处,但也有一些缺点:首先,钢结构的耐热性不是很好,当温度达到150℃时,它将超过公差的钢结构,将导致钢结构的变形,所以在使用的过程中采取隔热保护措施;二是钢材本身存在一些缺陷，其耐腐蚀、耐火、耐等能力相对较低，在使用钢结构进行施工时必须做严密的防护，这将增加一些施工成本;三是钢结构具有较高的强度,但由建筑钢结构刚度不是很高,主要原因是钢结构组件的形式为薄壁形式,一般的钢铁组件横截面积相对较小,施工期间将承担大负荷,导致钢结构的稳定性,强度不符合施工要求。
4钢结构稳定性设计原则与计算方法分析
4.1钢结构稳定性设计原则分析
建筑钢结构的设计应以稳定性为重点。建筑的强度是由钢来决定的，但是强度和稳定性不是同一个问题，所以有必要把两者区别开来。在进行钢结构的稳定性设计时，首先要找出钢结构失稳的原因。一般来说，导致钢结构失稳的原因是其内力和外力的不平衡。当外荷载与内阻不平衡时，钢结构就会发生变形。变形的根本原因实际上是强度问题。因此，为了解决钢结构的不稳定设计问题，在钢结构设计中有必要保证其构件和整体结构的稳定指标。在设计钢结构的框架和桁架时，应正确使用平面体系，使框架和桁架能够具有较强的稳定性，然后逐步延伸到钢结构体系的稳定性，以确保钢结构的整体设计趋于稳定。
其次,在钢结构的设计,必须使用专业结构计算,计算负载,确保钢结构的应力状态与实际情况一致,最终施工图应一样的计算模型选择的组件部分,例如,钢结构框架的设计具有良好的稳定性、整体模型计算的结果和实际差不多,这样可以保证框架具有良好的稳定性。
4.2钢结构稳定性设计的计算分析
4.2.1静力平衡法
静力平衡法又被称作静力法，一般用来计算屈曲荷载情况。当出现细微屈服之后，通过对结构进行力学状态分析，并采取方程组进行求解，当求得的结果不仅只有一个的时候，求得最小解便是结构体系的分岔屈曲荷载。在钢结构设计中最常用到的便是静力平衡法。
4.2.2振动法
振动法主要是在结构处于平衡状态情况下为其施加一些微小的干扰让其出现振动，后再依据自由振动原理对钢结构的临界荷载进行确定。如果钢结构振动时的荷载比低稳定时的极限荷载值还要小时，其加速度方向与变形方向是相反的，振动会随着时间不短的推移而表现出一种收敛的状态，并逐渐趋于静止，此时这样的钢结构设计时处于一种稳定的平衡状态。
4.2.3能量法
能量法又被称做铁木辛柯法，其求得钢结构的临界荷载的主要方式是利用能量守恒原理，当钢结构保守体系为一个平衡状态之时，那么在结构体系中贮存的应变能会与结构体系的外力产生的功相等，关系式为：Δ；U=Δ；W，其中应变能增量用Δ；U表示。另当结构遭受外力的作用发生一些细微的变化，结构的总势能没有出现变化，即称为势能驻值原理，其关系式为：δ；π；=0，其中，结构的总势能一阶变分用δ；π表示。
5钢结构设计中稳定性增加的方法分析
5.1总体稳定性增加分析
为了满足当代需求建设项目在我国钢结构的稳定性,必须大力加强建筑钢结构稳定性的分析,在实际的钢结构设计与分析,发出思考,不局限于一个单一的结构设计思维,要结合施工的实际情况,钢结构设计。因为不同的建筑设计都是不同的,所以有一些差异在钢结构设计中,但提高钢结构的稳定性设计作为一个整体,在设计时应选择一些更成熟的技术设计方法进行设计,如对称结构设计,除了考虑建筑的水平荷载系数、地震系数等等,反复检查,比较,最好的,最适合建筑钢结构设计。
5.2构建完善的预张拉结构理论体系分析
在设计更加稳定的钢结构时，应当在设计中构建更为完善的预张拉结构理论体系，在建筑钢结构设计中，具备完整的预张拉结构理论体系，后根据理论对设计结果做进一步的分析，能够获得更为准确的设计结果，使得钢结构的稳定性更强。
5.3增加钢结构节点连接设计的稳定性分析
过去，为了节省钢结构建筑的设计过程，一般将钢结构中柱、梁的节点连接简化为刚性连接或某些理想的铰连接。然而，将钢结构的梁柱连接简化为刚性连接容易导致钢结构的夹角变形。此外，将钢结构梁、柱视为较为理想的铰节点，后期钢结构的弯矩不会发生转移。由此可见，将钢结构梁柱节点简化为刚性连接会降低建筑钢结构设计框架的侧移估算值，并会高估梁柱节点刚度估算值。然而，将其简化为理想铰，估算的梁柱连接刚度过高，评估的钢结构整体稳定能力理论值过大，导致实际建筑稳定性不太好。因此，在进行钢结构稳定性设计时，应考虑钢结构节点连接的稳定性。
6结束语
建筑钢结构稳定性的设计需要专业的设计，以及进行多方面的考虑，在综合分析确保建筑钢结构的稳定性足够下，才能进行后续建设过程。只有保障建筑的安全性，才能不断提高我国的建筑事业稳定、可持性发展。
参考文献
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