林达 刘宇
桂林融创城投资有限公司 广西省桂林市541002
【摘要】在建筑工程中，钢结构是不可缺少的一部分，它在建筑工程的安全性和稳定性上提供了保障，是决定建筑质量的关键要素。本文论述了钢结构稳定性的设计特征，分析了钢结构的失稳因素，对钢结构设计的稳定性原则进行了深入的探讨，并且从多方面提出了钢结构设计的要点，以期能提升现代建筑工程的质量。
【关键词】建筑工程；钢结构；稳定性；设计要点
引言
我国早已进入基建的时代，近些年来大兴土木，城镇化的速度不断加快，建筑行业迎来了蓬勃的发展。目前我国对建筑行业的质量要求越来越高，建筑结构设计的稳定性始终是建筑工程的重点。结构设计的稳定性与设计要点具有非常大的研究价值，它在建筑工程中起了决定性的作用，是建筑质量的保障。
1.钢结构稳定性设计特征与失稳因素
1.1设计特征
结构的稳定性设计特征需要从两方面来考虑：一方面是实际情况的全面分析，另一方面是结构形式的多样化。首先，在钢结构设计的时候要注意实际情况。在实际的建造过程中，会受限于建筑物选取地的土质、建筑物的特殊结构、建造工程的工艺流程等，这些现实因素决定了作为稳定性结构的钢结构的设计特征，它需要满足多方面的需求，根据实际情况进行合理的设计规划[1]。其次，在进行钢结构设计的时候，也要根据具体的需求，进行钢结构的多样化设计。目前随着人们生活水平的提升，人们对居住环境的要求越来越趋于个性化、要求越来越高。所以建筑工程师需要在保证安全、稳定的基础上追求结构设计的美感和个性化，要注重结构样式的多样化，这是增强企业核心竞争力的一种。
1.2失稳因素
钢结构失稳的因素多种多样，但主要是以下三方面的因素。首先是分支点的失稳，在建筑过程中，分支点上的负荷会不断加重，这在一定程度上会导致钢结构发生形变，首先造成分支点的失稳，进而导致整个钢结构受力点的改变，然后整体结构失稳。其次是极限点失稳，因为偏心受压材料为钢材，所以在一定的水平上极值点容易出现失稳现象，这种失稳情况主要源于建筑物的偏心受压问题，所以建筑工程师在进行设计和施工的时候需要处理好偏心受压的问题。最后是跃越失稳，这种情况是局部建筑经过一次失稳后，又会形成下一个稳定状态，这时候的结构与一开始的设计结构是不太相同的，局部结构的改变会造成整体结构的失稳，对安全造成威胁。
2.钢结构设计稳定性原则分析
2.1保证结构稳定
在进行钢结构设计的时候，要考虑到建筑工程的实际情况。结合建筑工程所有的建筑材料、施工环境、荷载系数和建筑所在地的土质、抗震性能等关键因素，进行钢结构的稳定设计[2]。也可以采取前沿的理念和技术：BIM技术。对建筑工程进行钢结构的稳定设计。
2.2结合钢结构剪力
钢结构的剪切力设计较为复杂，它是钢结构承载力的重要来源。它需要工程师根据建筑工程的实际情况，对构件进行综合分析，然后适当的调整结构剪力设计。当前许多工作人员为了简化工作流程，在建筑结构设计的时候把垂直够及标注成柱子、斜柱标注为斜杆，这大大增加了剪力的误差，对整个钢结构造成了较大的安全隐患。
2.3设计稳定性
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。
3.建筑工程中钢结构设计要点
3.1合理选择钢材
钢材的质量和结构基本上决定了钢结构的负载能力，所以在选择钢材的时候要合理、慎重的选择。建筑钢材种类繁多，用处也不大相同，有普通碳素结构钢、低合金结构钢、渗碳钢等，一般来说，钢铁的含碳量越低，硬度和强度越高。不同类型的钢材适用与不同类型的建筑，设计师在选择钢材的时候，要根据建筑工程的种类、工期和结构设计，进行钢材的筛选甄别，找出最合适的钢材，保障建筑物的稳定性和安全性。
3.2细部设计
钢结构的稳定可分为结构整体的稳定和构件本身的稳定两种情况。
结构整体的稳定，在结构的纵向，主要依靠结构的支撑系统来保证，如钢柱的柱间支撑，钢屋架的上、下弦水平支撑和垂直支撑等。计算时主要考虑支撑系统能可靠地传递结构纵向的水平荷载（风荷载、地震荷载、厂房吊车荷载等）。在结构的横向，主要依靠结构自身（框架或排架）的刚度来保证，计算时主要要考虑结构自身能可靠地传递结构横向的水平荷载。
构件本身的稳定主要由构件组成部份的自身刚度来保证。计算时要保证构件本身及其组成部份（杆件或板件）在荷载作用下不发生屈曲而丧失稳定（这种情况主要发生在受压或压弯构件上）。在实际计算中，一般是用稳定系数来限制钢材的设计强度。使构件中的最大应力不大于钢材的设计强度乘以稳定系数后的值。这样的公式在钢结构的受压和受弯的计算公式中均可见到。
稳定系数是个主要与构件的长细比（杆件）或高厚比（板件）有关的系数，控制了长细比和高厚比也就等于控制了构件的稳定。
构件本身的稳定因素主要是构件的计算长度和截面特性，包括平面内和平面外的两个方向。
3.3防火设计
钢材本身具有较强的硬度、较高的熔点，所以在建筑工程中被广泛用于支撑结构。但是如果温度过高，钢材本身的强度和弹性模量都会发生改变，甚至发生较大的形变。这一特点不利于建筑物的防火，所以建筑工程师在进行钢结构设计时，还需要注重钢结构的防火设计。防火设计主要是两方面：一方面是防火涂料的使用，另一方面是结构设计上的防火空间设计[4]。首先，在防火涂料方面，当前的防火涂料有超薄型、薄型、厚型和矿物棉类，这些防火涂料的使用范围大不相同。建筑设计工程师需要根据建筑规划的大小、流程和种类等关键因素去合理的选择防火涂料，尽量提高钢结构的防火安全性。其次，在防火空间的设计上，建筑工程师需要对火灾、烟雾进行模拟计算，对补风量和排烟量都要确定一个合理的范围，然后在钢结构设计的时候，预留出一定的空间，进行烟雾的排出，这是十分必要的。
4.小结
现代的建筑工程，钢结构设计在建筑稳定性方面的应用越来越广泛。钢结构稳定性设计的原则是从结构稳定、钢结构剪力、强柱弱梁等方面进行分析的。钢结构在设计过程中的要注重钢材的合理选择、细部设计的稳定性和防火安全方面的设计。
【参考文献】
[1]叶啸飞.建筑工程项目中钢结构设计的稳定性分析[J].中国建筑金属结构,2021(05);70-71
[2]杨兰.建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点[J].城市建筑,2020,17(26);107-108
[3]惠晓飞.分析建筑工程项目中钢结构设计中的稳定性[J].建材与装饰,2020(05);112-113
[4]叶昕.论建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点[J].花炮科技与市场,2020(01);256