农霞
华蓝设计（集团）有限公司广西南宁530012
摘要：在建筑工程技术漫长的发展历程中，钢结构占据重要地位，目前，作为一种主流的建筑结构形式，被广泛应用于各类建筑设计中，尤其是在厂房、桥梁、机场、剧院、超高层等大型建筑结构中。在上世纪，由于钢材冶炼技术并不发达，建筑用钢材含碳量较高，其韧性和耐腐蚀性等缺点使得钢结构在建筑设计领域并不受重视，一度被边缘化，几乎淘汰。近年来，随着金属冶炼科技的不断进步，高强度、高韧性、耐腐蚀的建筑用钢材被广泛生产，钢结构又重新受到建筑设计师的青睐，被越来越多地使用在各种工程建造中，在减轻建筑物总体结构重量，提高建筑物整体安全性方面起到了积极作用。随着建筑技术的不断发展，钢结构的使用也越来越广泛，各种复杂的使用条件对其稳定性提出了严峻的考验，本文将详细分析钢结构稳定性的设计在建筑工程使用的要点和原则，并总结相关经验教训。
关键词：建筑；钢结构设计；稳定性设计
引言
从当前发展情况来看，我国建筑行业处于良性循环阶段，建筑规模和数量不断增加，对于结构设计的稳定性要求更高。钢结构技术以其施工简单、工期短、抗震性能好、回收率高等优势，逐渐受到人们的青睐和推广。但是，在钢结构设计过程中，一些设计人员没有综合考虑实际情况，不能有效把控结构设计要点，难以保障钢结构的稳定性，无法充分发挥钢结构的价值。因此，设计人员要明确钢结构的特征与设计原则，采取科学有效的设计策略，以全面提升结构的安全性和稳定性。
1钢结构的概念
除了在工程建设过程中使用较多的钢筋之外，一些钢制骨架结构、钢钉和膨胀螺栓等都属于钢结构的范畴。在目前的大型建筑工程项目中，无论是配筋率还是其他钢结构的应用都越来越多，也为建工的发展趋势指明了方向。首先，在一些大型厂房等建筑施工的过程中，为了加快工程建设的周期，提升建筑体防火、防震的建设需求，使用钢结构进行主体的骨架建设十分重要。钢材的搭建相较于混凝土的浇筑施工，能够明显缩短工程建设周期，只需要简单地拼接组装就能够完成基础建设工作。
2钢结构提高设计稳定性的原则
钢结构的稳定性是进行钢结构设计过程中最重要的因素，在长期的工程实践和理论研究中，工程技术人员总结出了三条提高钢结构稳定性的设计原则。
2.1稳定性原则
钢结构设计的稳定性原则要求在进行钢结构设计绘制平面图样的阶段，要根据不同筑建物的相应要求进行钢结构平面设计图绘制，重点关注确保钢结构平面设计图中的支撑部位，确保支撑部位平面上的稳定性。钢结构平面上的稳定性，是整个钢结构整体稳定性的核心和基础，只有确保钢结构组成构件在平面上保持稳定，才能在进行之后的立体搭建过程时，避免出现个别位置失稳的状况。
2.2注重强柱弱梁的设计
强柱弱梁注重的是建筑设计中柱、梁的整体性问题，这是由于钢结构在面临很大的载荷时需要塑性铰出现在梁上而不是柱子上，这样才可以确保钢结构整体在使用过程当中不会产生瞬间损坏，并且在经过一定的外力作用后还能够在很短的时间内快速恢复原始形态。国家的标准对于这些方面有比较明了的规则和条件，强柱弱梁的设计必须对其弹塑性进行计算和分析，只有满足以上要求时才能够认为其合格可用。
3建筑工程中钢结构设计要点
3.1合理选择钢材
钢材质量在很大程度上决定了钢结构抵抗荷载的能力，从优点来看，钢材具有可塑性强、强度高、韧性好等性能，同时施工相对简单、工期短、安全系数高。但是，由于钢材制作厂家整体水平参差不齐，其质量差异性较大，在建筑工程钢结构设计时，要结合建筑强度标准选择恰当的钢材。常见的建筑钢材有普通碳素结构钢、低合金结构钢、渗碳钢等，这些钢材在性能上存在一定差异，在建筑工程结构设计时要结合具体情况来选择。现阶段钢结构设计时，钢材浪费的现象十分普遍，很多钢材的边角料利用率较低，不利于钢材的回收。因此，在钢结构设计时，要充分考虑其规格，优化钢材使用效率。
3.2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。
3.3细部设计
钢结构的整体稳定性对于正常施工和后续长期使用都有明显助益，要想实现这个目标，必须加强细部节点设计。细部设计有效弥补了整体设计的不足，能够减少钢结构整体的缺陷，避免设计潜在的安全和质量隐患。首先，设计师要全面考虑建筑的初步需求，制订相应的设计方案，完成大体框架设计后，对钢结构各个受力点进行全面分析，并在计算的基础上得出准确数据，进而完善细部节点。当前建筑工程中应用最多的是钢筋混凝土结构，这种结构形式可以明显提升结构的强度和稳定性。
3.4防腐设计
建筑物在不同的环境下使用会经历不同的自然条件侵蚀，在诸如潮湿、盐雾等特殊的使用环境下，由于金属固有的特性，容易被腐蚀，影响其稳定性。通常情况下，金属材料容易受到电化学腐蚀和化学腐蚀两种不良影响。现代材料科学针对建筑用金属的使用环境，已经开发出了针对不同环境条件的防腐蚀涂料。在较潮湿的环境中，在钢结构表面涂抹抗腐蚀涂料，可以隔绝水和空气这两个大产生金属腐蚀的因素，防止钢结构受到腐蚀。对于在高盐度环境下使用的钢结构，容易与海水中的钠离子产生电化学腐蚀，根据电化学反应原理，将金属材料成为生成物的一方，通过这种方法可以很好地解决钢结构腐蚀问题，从而保障钢结构本身的强度，实现结构的稳定性。
结束语
总之，在建筑项目设计施工的过程中加强对钢结构的应用，更加符合现代化建筑建设需求。作为设计和施工管理人员，在落实建筑钢结构施工过程中要注意对合同的管理工作，不断提升钢结构工程的建设质量。在进行钢材原材料的选择时要多参考设计方案的要求和市场的实际情况，通过不同材质的匹配改善传统应用过程中材质单一的现状。在对钢材进行吊装时要尽量避免倾斜等危险情况，通过受力分析合理设计起吊位置。钢结构在焊接之前需要将表面打磨去污，焊接完成后要对连接稳固性进行检测。
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