王日钊
广西荣泰建筑设计有限责任公司, 广西 柳州 545000
摘要：近年来，经济快速发展，建筑行业发展迅速，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。
关键词：建筑；钢结构；设计；稳定性；设计方法
引言
稳定性设计是当前建筑钢结构设计中的典型问题，也是影响建筑项目质量的关键因素。在对钢结构进行稳定性设计的过程中，需要严格按照国家规范标准，结合建筑钢结构的实际设计情况，再联系相应的施工条件与基本功能，灵活运用稳定性的设计方法，从而提升建筑行业的施工水平，以保证人民的生命财产安全。
1钢结构的概念
钢结构顾名思义就是以钢材作为结构搭建的主要原材料，通过钢梁、钢板、钢柱等不同的钢制组件，采用焊接、铆接等连接手段进行拼接组装，进行大型建筑物搭建的建筑结构类型。钢结构以各类钢材作为主要材料，与普通混凝土等建筑材料不同，钢材具有重量轻，韧性强等特点，能够承受更大的力，因此在大中型建筑物设计中经常采用钢结构设计。钢结构构造稳定，不易变形，能够为建筑物提供良好的安全稳定性。但是，在某些特殊情况下也有可能出现钢结构失稳的情况，常见的有以下两种情况：一种是过大的压力直接作用在受力平衡点上，造成结构整体受力不均导致失稳。另一种是钢结构构件由于长期使用，导致内部结构发生金属疲劳等问题，内部结构失去支撑作用，导致整体结构失稳。在进行钢结构设计之前，有必要明确这种结构的稳定性特点，才能在设计过程中有的放矢，避免结构弱点，发挥钢结构的优势，使得建筑物中的钢结构发挥更好的作用。
2建筑钢结构设计中稳定性的设计方法研究
2.1针对构件进行全面的科学设计
钢结构建筑设计工作中的一个重要项目就是构件设计，保证构件设计与钢结构总体应力平衡需求相符，构件的形制以及材料，甚至构件的安装方式等都必须做好应力平衡设计以便能够提升构件在整个设计结构中的作用，为钢结构的稳定性优化提供保障，在钢结构设计中，通常都会对构件以及主体结构进行统一材料选择，以保证在应力平衡中做好力学传导与扩散，提升钢结构的总体平衡性与稳定性，钢构件材料的强度性能必须达到国家规范要求，对于钢构件的截面需求进行全面分析与处理，保证钢构件的总体实用效果。
2.2加固设计
一方面，对构件截面进行加固。在设计方案中，可将一个杆件受弯转变为多个受弯，使集中载荷分散开来，从而改变钢结构顶端的支撑力。此外，在支座与筒支的连接部位采用钢结构，并运用撑杆支撑结构，适当调整钢结构中连续结构的位置，使得预应力拉杆能够满足分布界面内力的条件。另一方面，对衔接处进行加固。在准确分析钢结构的受力情况、施工条件、施工要求等条件下，采用铆钉、焊接、螺栓等方式对钢结构的衔接处进行加固，也可采用混合连接，充分发挥高强度螺栓的功能与作用。
2.3建筑工程钢结构设计计算与分析
目前，建筑工程中经常使用的钢结构稳定性计算方式为轴压杆稳定性计算方法。
这样的计算方式往往是使用降低系数和解决临界压力的方法，采用欧拉公式计算临界压力，然后将数值应用于稳定性计算的实际环节中。必须注意的是以下几个内容：首先，结合项目整体稳定的特征，分析了影响钢结构稳定性的因素。其次，在进行计算的分析过程中，应该注意分析柔性结构的特征。最后，不能采用叠加法开展计算，防止出现结果失误的状况。在开展建筑工程的过程中，对钢结构稳定性的分析和讨论主要是基于外荷载的有关效用，其详细的分析方式可分成以下几种：①静力分析法。通过仿真分析了变形对结构应力状态的影响，建立了平衡微分方程，并经过推算得到临界负荷值。值得注意的是，建立方程具有两个条件：一是必须是直杆钢结构，二是受力应该与前一轴动作方式一致。②能量分析法。若是钢结构的承载能力仍然具有保守力，那么在时间应用过程中，有必要和容易产生变形的受力状况进行集合，构造一般势能，若是平衡状态，则可以计算一般势能。结合能驻值原理，将总势能从一阶变为零，得到平衡方程，计算了分岔屈曲载荷。③动力分析法。这种分析方式主要是在衡状态系统的基础上，对实际钢结构进行稳定性分析的方式。若是承载的数值不能有效满足自己荷载范围的限制，则变形方向和实际加速度方向相反。
2.4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。
2.5积极进行涂装设计
钢结构设计工作中对于钢结构进行全面涂装设计的目的就是保证钢结构的防腐以及防火效果，优化钢结构在长期使用中的性能，为钢结构在复杂环境中使用能够排除火以及一些酸性物质的影响提供保障。进行钢结构设计工作时要对结构涂层的顺序进行选择，应尽量先涂抹具有防腐效力的材料，而后才涂抹防火涂料，在一些关键的钢结构部位混合使用这些涂装材料时应科学选择材料，防止涂料之间发生化学反应，影响使用性能。涂装材料选择是还应注意材料耐久性。
2.6防火设计
建筑钢结构的耐火性相对较差，当建筑外部温度达到430℃以上时，其负载能力就会急速下降，进而降低建筑的安全性。因此，在对建筑钢结构进行防火设计时，首先，应选用防火性能较强的材料，如涂层厚、黏性高的材料，其较高的阻燃性能能够提升钢结构的防火性能。其次，施工时要对材料进行阻燃与防锈处理，使得建筑钢结构满足防火标准，同时获得较高的防火水平。
结语
综上所述，现如今，各种形式的钢结构在我国获得了全面的使用。高强度钢的运用与发展是其成长的趋势。现有的钢结构计算方法各有优缺点，只有通过科学合理的计算方法和理论知识的支撑才能够得到安全经济的钢结构。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，从而推动建筑设计的不断进步。
参考文献
[1]王益民.建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点探究[J].建材与装饰,2019(35):102-103.
[2]樊哲琳.建筑工程项目中钢结构设计中稳定性分析[J].江西建材,2019(11):50-51.