王欢
广东精宏建设有限公司 广东云浮 527400
摘要：随着中国建筑业的不断发展，钢结构在超高层、空间场馆以及厂房等建筑上得到了越来越广泛的应用。其自重轻、塑性和韧性好、施工周期短等优势在建筑行业的发展中越发突出。但是，在钢结构的设计中，也存在着主体稳定性难以控制的问题，钢结构体系的稳定性一直是国内外学者们关注的研究领域。因此，在钢结构设计中，应积极采取措施，注重钢结构主体稳定性设计，确保工程质量。
关键词：钢结构；主体稳定性；设计方法；分析
钢结构材料的特点，使其自重轻，解决了传统混凝土结构自重大，难以突破超高层建筑的层高要求；同时，钢材的材质塑性和韧性极好，合理的设计能有效保证抗震要求。而且，钢结构构件均是在工厂制作完成运输到施工现场进行安装，避免了大量的现场湿作业，对施工现场的环境有很大的改善。所以，钢结构也是环保绿色结构，是适应国家提倡环境保护政策的。但是钢结构也存在一些缺陷，材质塑性好，杆件容易发生屈曲失稳；自重轻，如果设计不合理，也会存在主体稳定性差的问题。因此，在主体钢结构设计时，必须注重稳定性设计，积极采取措施避免可能出现的问题。
1 建筑钢结构的优点
1.1 良好的抗震抗风性能
钢结构的延性好、塑性变形能力强，具有优良的抗震抗风性能，大大提高了建筑的安全可靠性。尤其在遭遇地震、台风灾害的情况下，钢结构的缓冲效果较强，能够避免建筑物的倒塌性破坏，比传统混凝土结构更安全。
1.2 生产方便，施工周期短
建筑钢结构构件在工厂通过流水作业，生产效率大大提高，且不受外界环境的影响，根据工期计划与施工现场可同时并行作业。工厂加工好的构件运输到施工现场，现场只需要进行吊装、节点对接即可，装完即可进行下一步的安装，类似搭积木的过程。而传统的混凝土结构，还需要搭建模板、现场浇筑、等待混凝土养护等过程，且现场天气环境对施工质量的影响极大。
1.3 环保节能
钢结构材质强度高，相同荷载作用下，需要钢结构的截面更小，支撑的跨度更大，比传统混凝土结构能更好的满足建筑上大开间灵活分隔的要求，可通过减少柱的截面尺寸和数量，有效提高室内面积使用率；同时，钢结构建筑施工时大大减少了砂、石、灰等难以回收材料的用量，而钢材可全部回收，在建筑物拆除时，大部分材料可以再用或降解，不会造成过多的建筑垃圾，从而达到环保的效果。
2 建筑钢结构的缺点
尽管钢结构与混凝土结构相比具有很多优点，但由于施工条件的限制，施工过程中各种因素受到制约，使用钢结构过程中也出现相应的问题。因此在工程建设中应该认识到钢结构存在的问题，必须及时采取措施避免它们，以保证项目的整体质量。
2.1 钢材耐腐蚀和耐火性的问题
与混凝土结构相比，钢结构的最大弱点是耐腐蚀性和耐火性差，如果温度达到一定高度，钢材会变软，结构可能导致瞬间倒塌的可能；如果钢材防腐措施未达到要求，建筑也可能因为腐蚀而出现构件断裂，甚至建筑倒塌的情况。所以如果施工过程中温度超过150摄氏度，钢结构就会出现问题。在施工过程中，应根据工程建设的具体情况选择结构材料。
2.2 钢结构设计中的缺陷
在钢结构建筑中，仍存在不合理的设计，钢结构的各种特性不能充分发挥，钢结构的稳定性得不到保证。因此，在钢结构设计过程中必须遵循一定的设计原则，保证工程施工的稳定性，避免了施工过程中对钢结构的不利影响，确保工程质量。
3 建筑钢结构稳定性设计
3.1 建筑钢结构稳定性设计的特点
3.1.1 钢结构设计的多样性
钢结构稳定性的问题主要表现在钢结构的杆件受力，特别是对于受压构件，在对其进行设计的过程中需要注意探究与分析钢结构的稳定性，钢结构杆件在受压时，容易出现屈曲失稳。一旦钢结构部分构件出现失稳或者变形，其他受拉构件也可能会转变为受压构件，并发生失稳，最终导致整体失去稳定性。
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3.1.2 钢结构设计的整体性与相关性
钢结构是由各单一构件通过各种节点进行连接而成整体。因此，当出现单根杆件失稳或者变形时，与其相连接的杆件会发生受力重分布，整体结构的受力情况也会发生变化。局部与整体的关系是相互的，局部发生变化，必然会影响到整体，而其中的关联也是错综复杂的。
3.2 建筑钢结构稳定性设计的原则
钢结构建筑是由各钢结构构件通过一定的连接方式组成一个整体。当一根构件发生失稳，那么必然会影响与之相关联的其他构件。所以在考虑钢结构建筑的整体稳定性时，必须要从每一单根构件的稳定性着手。再从整体上分析结构的稳定性。所以在进行建筑钢结构稳定性设计时，必须要遵循以下几项原则：
3.2.1 实际施工的结构受力方式必须与结构计算完全符合
钢结构计算中各节点的刚铰接节点的设置，在实际施工中必须完全遵照计算模型，如有实际中无法满足设计要求，必须进行重新计算分析，给出合适的调整方案；
3.2.2 确保钢结构的布置方案均进行稳定性验算
对于钢结构而言，常规设计对于强度要求是可以满足的，但这并不代表能够满足稳定性要求，在实际的施工过程中，只有将两者区分开来，才能充分确保钢结构各项性能得以充分发挥。
3.2.3 钢结构的稳定计算和构造设计相符合
构造和计算相符合一直是设计者所关注的问题。然而一旦牵涉到钢结构稳定性能时，都需要考虑强度与刚度及其他条件。只有相互满足条件，才能确保建筑的稳定性要求。
3.3 在钢结构稳定性设计过程中需要注意的问题
3.3.1 注重强柱弱梁的设计
当钢结构设计较为合理时，一旦水平荷载较大或是在强需发生时，塑性铰会在梁上出现，不会出现在柱子上，因此通过强柱弱梁的设计来提高钢结构的抗压性，避免在大的作用力下钢结构被破坏，有利于钢结构能够快速恢复到变形前的形态。在当前钢结构稳定性设计时，在具体对柱梁设计时，要对其弹塑性进行分析和具体计算，确保塑性铰出现在梁上，这样与具体的设计要求才能相符。
3.3.2 减小不确定性因素影响
在钢结构稳定性设计过程中，会存在一些不确定性因素，从而影响钢结构稳定性设计的质量管控。因此在具体设计时，可以通过分析钢结构的力学性能，或是从多个设计实验中挑选出较为合理的方案，以此来降低不确定性因素的影响，全面提升钢结构设计的可靠性和合理性。
3.3.3 重视局部与整体之间稳定性的关系
在钢结构稳定性设计时，局部稳定性和整体稳定性之间安全系数的选择，避免依据经验来进行确定，需要在实际设计工作中高度重视局部和整体之间稳定性的关系，并针对钢结构工程的实际情况进行分析，综合考虑现场的诸多因素，以此来科学计算出具有较高可靠性的安全系数，有效的减少误差的产生，确保整体建筑具有较好的稳定性。
结语：
在工程建设过程中，为保证建筑物的稳定性，必须根据工程实际情况进行选择。由于钢结构的诸多优点，钢结构在施工过程中应尽可能地发挥积极作用。因此在施工过程中需要强调钢结构的稳定性设计，同时避免施工过程中的缺陷，保证工程施工质量，只有这样才能确保我国建筑业的可持续发展。
参考文献：
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[4]陈雷. 浅谈建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点分析[J]. 工程技术：文摘版，2016（12）：00029-00029.
论文作者:王欢
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/1
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