张俊
中南建筑设计院（宜昌）工程设计咨询有限公司 443000
摘要：建筑钢结构设计不但施工工艺简单，质量轻，而且还具有很高的强度，但同时钢结构本身也存在一定的不稳定性，在外力干扰作用下，极易发生结构失稳，从而对建筑结构的平衡力和结构产生一定负面影响，一旦结构出现变形，必然会对钢结构寿命和正常使用造成一定负面影响，从而增加工程事故发生概率。为了有效改善此情况，有必要进一步分析和研究能够提高建筑钢结构设计稳定性的设计方法，从而大大提升建筑钢结构的稳定性性能。
关键词：钢结构；稳定性；设计
前言：稳定性是钢结构设计的重要环节。一旦无法保证稳定性，对于这座建筑而言，将失去它的意义。在建筑钢结构设计中，稳定性的考虑是最基本的问题，假设得到不妥善处理，必然会影响建筑的稳定性。在混凝土钢结构设计中，应先对钢结构进行计算，再进行验算，以避免钢结构的失稳。为了克服这些困难，保证建筑结构的性能，目前钢结构稳定设计中存在的缺陷主要集中在钢结构对稳定性的影响上。
1建筑钢结构概述
1.1建筑钢结构的优点
由于建筑钢结构是一种能保证建设工程稳定的结构，它起着支撑作用，并具有一定的抗震效果，其塑性和强度都比较强。在发生地震时，钢结构具有一定的缓冲作用，减少了地震对房屋的破坏，提高了建筑物的安全性。建筑钢结构支撑着整个建筑物，建筑钢的材料具要比钢筋混凝土材料要精确的多，所以会有部分人在建筑工程项目中选择使用建筑钢结构。钢结构的可塑性也比较强，钢结构适用于各种跨度比较大的建筑，较强的可塑性，导致建筑钢结构在受力过程中更加的合适。而建筑钢结构的施工方法相对简单，建筑钢结构由钢板组成，钢板的生产工艺也非常简单，大大缩短了施工周期。
1.2建筑钢结构存在的不足
建筑钢结构在建筑工程中的应用还存在一些不足。与其他建筑材料相比，钢结构的耐腐蚀性和耐火性相对较低。如果有腐蚀性的东西，结构就会损坏。而且，如果发生火灾，房子很容易着火。危险和安全隐患很多。这些情况都不利于房屋的质量安全。在实际的施工过程中，很多的建筑项目会选择一些强度比较低的钢结构，这样就会导致建筑项目在施工过程中出现各种各样的问题。
2钢结构稳定设计中的几个问题
2.1结构完整性的影响
在钢结构设计稳定性分析过程中，设计者需要有一种全局感，从整体建筑的角度考虑钢结构的整体性，充分考虑构件本身的特点。随着数据信息运用效率的提升，分析钢结构设计中整体刚度、失稳问题的时候常常以临界压力求解法、折减系数等方式，计算出轴心杆的稳定性。同时弹性稳定性设计也是钢结构设计中的重要内容，在计算的过程中不仅仅要考虑钢结构本身的稳定性，还要做二阶分析。主要是因为结构内力被建筑结构中部分柔性构件变形量而影响，最后发生变化。对于应力叠加问题，设计人员应充分考虑。由于弹性稳定计算和结构变形关系分析非常复杂，目前在弹性稳定计算中还没有得到广泛的应用。
2.2不确定因素分析
钢结构设计的稳定性会受到许多不确定因素的影响，主要表现在物理、几何和力学方面。在结构设计中，涉及到材料、截面面积、构件尺寸、应力等诸多因素。但是对于相对稳定的几何量，物理量，设计人员在设计的时候往往更倾向于直接设计，凭借以往经验来解决问题，很少联系实际生活。同时涉及人员专业知识也是影响建筑钢结构稳定性的主要原因。钢结构分析的过程中受到设计人员专业性不强的限制，在实际的计算中参数计算结果和理论值结构有很大差距。此外，结构的随机影响受结构参数和随机荷载输入范围的限制。在实际施工中，如果参数不确定，必然会在结构施工中出现问题。
2.3预应力
预张拉体系是钢结构稳定性设计中比较关键的组成部分，但是在发展过程中很长的一段时间内没有得到重视和发展，因此对这个方面缺乏明显的理论依据，很难保证稳定性。
在纲结构稳定性的设计中整体稳定性、局部稳定性的计算还存在不合理不到位的情况。虽然部分结构稳定性计算是由经验计算完成，以此来确定整体稳定性、局部稳定性，但是在实际施工运用中并没有根据实际工程情况来计算出一个比较安全科学的安全系数。因此无法真实的将稳定性系数反应出来。
3建筑物稳定性的设计改进措施
3.1整体稳定性应力分析
建筑钢结构具有一定的优点，但同时，钢结构本身稳定性差的缺点也不容忽视。提高建筑钢结构设计的稳定性，关键是要做好整体受力分析。首先是工程设计人员一定要结合工程施工特点，针对具体施工环节的不同设计要求来进行稳定性分析，而不是单纯的局限于结构设计思路，在结构设计上无论是哪一部分都尽可能的采取对称性的设计方法，保证受力平衡。其次是要强化对建筑钢结构的静力分析和动力分析。静力分析主要就是指平衡受力分析，在进行钢结构设计时，通过施加外力使之发生微小形变，在受力分析的基础上建立平衡微分方程式，通过计算来得出水平方向的受力临界值。动力分析则是指垂直方向的受力分析，同样的在进行钢结构设计时，通过施加外力使其在垂直方向上振动，观察振动速度和变形的发生，经计算得到垂直方向力的临界值。通过受力分析，对结构设计方案进行优化和调整，以提高钢结构的稳定性。
3.2降低不确定性的概率
在具体钢结构的设计中需要针对常见的问题，提出科学合理的改善措施、解决措施，避免发生常识性错误。有效提升钢结构的稳定性和降低设计引发的失稳事故。降低不确定因素导致的稳定性，需要在钢结构稳定性设计的过程中充分考虑不确定因素。在设计的时候，设计人员要充分考虑钢结构的力学性能，或者是进行多次实验，计算分析出比较合理的方案，运用这种方式降低不确定性因素存在的概率，从整体上提升钢结构的稳定性，保证建筑刚结构的安全性、可靠性。
3.3注意局部连接安全
钢结构在建筑工程中的应用，需要采用技术将各部分连接起来。如果在连接过程中，有些地方连接不紧密，会造成安全隐患，影响钢结构的整体稳定性。所以施工人员在进行连接之后，要对每一处连接的地方都进行仔细的检查，避免有地方没有连接牢固。在建筑工程项目结束之后，相关工作人员还需要检查一遍，要保证局部的连接安全。工作人员也可以定期对工程进行检查，一旦发现有问题，应及时采取措施进行修复，从而提高工程建设的安全性。
3.4科学设计钢结构节点
钢结构节点是建筑工程中的重要节点。这些节点关系到建筑工程的完整性。一旦出现节点问题，就会导致钢结构不够稳定，很可能会导致建筑出现一些安全隐患。所以在进行钢结构节点设计时，要针对各种因素进行全面的考虑，要合理化的选择结构的节点，要将钢结构进行全面的分析，将每一个节点都能够设计的比较完美，要符合质量的标准。
结束语：
总之，钢结构的强度稳定性直接关系到建筑物的安全性和使用年限。因此，正式设计前，设计人员需要合理运用计算方法明确不同构件间的应力关系，并采取有效的防腐措施，尽可能地保证钢结构的稳定性。
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