任旭晨
北京钢研新冶工程设计有限公司，北京 100081
摘要：如今，我国经济发展十分迅速，建筑工程规模也在不断的发展和有效完善，因为钢结构在施工中工期比较短，并且钢结构在设计以及施工方面的能力也有效提升，所以，其有着很好的经济性，成为了当前建筑工程的主要结构方式之一。在建筑设计当中相关设计人员需要对钢结构的稳定性原理有效掌握，并且提出相应的钢结构失稳措施。
关键词：建筑;钢结构设计;稳定性;设计方法
引言
钢结构作为建筑设计中一种主要的建造形式，目前，在大型厂房、桥梁、高层建筑物设计中被广泛应用。钢结构所采用的建筑钢材具有防变形、耐腐蚀、抗震以及符合环保要求等众多优点，因此能够在建筑设计领域得到广泛的应用。建筑工程采用钢结构时，其结构稳定性作为一个至关重要的指标，直接决定了建筑物的质量和使用寿命。本文结合笔者多年的建筑设计经验对建筑工程钢结构的稳定性展开讨论，已对相应问题提供参考。
1建筑工程钢结构设计的特征
在建筑工程的钢结构设计过程中，其主要特征是具有整体性、多样性和相关性。详细情况如下：（1）整体性特征。钢结构主要是通过多个构建组合而成的有机整体，无论结构的哪一部分不稳定或变形，都会影响钢结构的整体稳定性，并影响与之相连的周边钢构。因此，它拥有一定的完整性；（2）相关性特点。在各种失稳模式中，都不可避免的具有一定的耦合，如果一个部分产生变形，那么将会对其他部分造成一定影响，并且两者还会互相影响，最后，对局部与全局之间稳定的关系产生影响，这些都是相关性的典型表现；（3）多样性特征。在进行建筑施工的各项设计过程中，都会展现出钢结构的稳定性，特别是对于一些钢结构受压部位的设计，稳定性的分析是其中的重点内容。此外，当部分非受压部位发生结构变形时，还会转化成受压形态，从而对整个钢结构的稳定性产生一定的影响。
2在设计中考虑的钢结构失稳的自身因素
钢结构稳定性也会受到自身稳定性的影响，因此进一步加强对其的研究非常有必要，从而才能够更好的确保其达到要求，在这个基础上需要采取有效的措施进行防护。1）钢结构自身的原因。钢结构的纵向稳定会受到支撑系统的影响，例如钢结构钢柱之间存在一定的支撑力，其会受到风力、地震等方面的影响，从而直接影响到钢结构的屋架上的负载力。而对于钢结构横向问题的主要是确保其框架和排架刚度必须要达到标准要求，例如钢结构水平传递的负荷。如果钢结构自身不能受到平衡状态的影响，就会直接影响到整体的稳定性。2）钢结构内容主要有杆件、板件，而稳固行直接受到刚度影响，钢结构构件杆件的长细比及杆件的高厚比的系数会直接影响到整体的稳定性，当钢结构受到压力的影响时，就会使得稳定性受到直接影响。
3钢结构稳定性设计的关键要点
3.1受力设计
钢结构的一个最重要的指标就是其受力水平，在进行设计时，钢结构的承重负载能力为首先考虑的问题。钢结构一般采用T字形或者是L字形设计，这是从结构的稳定性考虑，采用这两种形状可以很好地分散建筑的整体重量，达到平衡支撑的目的。在建筑工程实践中，钢结构是建筑物外围的一种常用结构，对建筑物起到受力支撑作用。在建筑物整体设计中，钢结构的使用尽量遵循对称原则，其目的是让每个钢结构均匀地承受整个建筑物的作用力，防止个别钢结构承受压力过大或过小。除此之外，对钢结构不同部位的受力及稳定性要求也不同。例如，对于钢结构中不动支座的要求是防止位移，因此对于这部分的支撑能力要求较高，但是对于钢梁架，除了要起到纵向支撑作用，还需要考虑在水平位置防止其发生扭转。钢结构不同部位的受力特点要在设计中体现出来，避免因考虑不足而出现失稳状况。最后，钢结构的具体施工操作也非常重要，现场施工人员必须按照设计图来严格执行，尽量减少施工误差，加强部门间相互配合，严格依据标准进行施工，加强细节管理。
3.2钢结构计算加固设计
在进行钢结构计算加固设计的时候需要有效的改变荷载的受力、钢结构承受力以及节点性质方面，需要在这个基础上不断增加钢结构附加杆件的承受力。另外，还需要进一步增加压力，同时扩大整个承受力的极限值，同时还需要充分的考虑空间钢结构协同工作的性质，做好加固设计，从而能够进一步增加整体的刚度，从而能够进行标准化验算。如果有需要，需要增加刚度，目前主要是增加支撑点和结构刚度，或者进一步调整结构的自振频率等，从而能够改善整体的刚度和承载能力，进一步提高整体的稳定性，从而在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，确保整体的水平力达到要求，降低整体的负荷，增加整体的结构刚度。
3.3钢结构构件截面加固设计
若钢结构的稳定性设计方案在施工中发现杆件受弯，可在方案改进中将一个集中荷载转化为多个集中荷载，改变端部支承力；变铰接为刚结，增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构，调整连续结构的支座位置；将结构变为撑杆式结构，施加预应力，加设预应力拉杆，从而改变截面内力的荷载分布。
3.4增加节点连接设计中的稳定性分析
在过去的建筑钢结构计算中，由于设计人员为了对设计流程进行简化，通常会将建筑钢结构中的相关柱梁连接简化为刚性连接或者理想的铰接。但是，一方面，一旦将这些梁柱连接简化为刚性连接，则由于其夹角不会发生形变这一显著的缺点；另外一方面，如果将结构的梁柱视为理想化的铰接那么在后期计算中这些梁柱则不会对建筑钢结构的弯矩进行传递。因而，综上分析，如果将这些梁柱简化为完全刚接则会使得建筑设计框架的侧移量估计值减少，梁柱连接的刚度估计值过高；但如果将这些梁柱简化成为理想铰接，则会导致后续建筑钢结构计算时框架侧移量过多，梁柱的连接刚度的相关估测值过高，使得建筑钢结构柱体的稳定承载力理论值过大，导致最终建设的建筑物由于并没有如此巨大的稳定性，因而在设计过程中应当适当加强对建筑钢结构节点连接设计中的稳定性分析。
3.5进行钢结构稳定性设计时要注意的几个问题
随着科学技术的不断发展，建筑行业中已经广泛的使用计算机，其能够进一步辅助钢结构设计。对于这种操作具有非常重要的作用，不仅能够有效的确保结构的稳定性，同时也能够进一步提高整体的计算，在进行该部分设的时候需要设计人员重点加强两个方面，并充分的利用计算机技术，从而能够更好的确保整体的稳定性和准确度。
结语
综上所述，钢结构的稳定性对于建筑整体的安全和使用寿命具有决定性的影响，设计人员在进行钢结构设计的过程中要进行精密计算，综合考虑零部件之间的受力关系，做好钢材防腐处理，最大限度地避免钢结构的短板，发挥钢结构的优势，从而推动钢结构设计的不断进步。
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